[发明专利]低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔及其分离方法

权利要求书

1.一种低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，包括蜂巢低温硼同位素分离塔(1)、塔顶冷凝器(2)、塔底再沸器(3)、低温制冷装置(4)、自动控制进料系统(5)、副产品采出自动控制系统(6)和产品采出自动控制系统(7)，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)的顶部安装有塔顶冷凝器(2)，所述塔顶冷凝器(2)与低温制冷装置(4)连接，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)的底部连接有塔底再沸器(3)，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)的中部安装有自动控制进料系统(5)，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)的上部连接副产品采出自动控制系统(6)，下部连接产品采出自动控制系统(7)，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)由若干管段纵向连接而成，相邻管段间设置有气相缓冲空间(8)，每个管段纵向安装有若干蜂巢管(10)，每个蜂巢管(10)内充满θ环填料(11)。

2.根据权利要求1所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，每段管段的顶部安装有液相分配器(9)，上一管段下流液体经液相分配器(9)，将液体均匀分配到每一个蜂巢管(10)中，每一个蜂巢管(10)均获得稳定且相同流量的液体，且液体均匀分布在θ环填料(11)上并稳定向下流动。

3.根据权利要求2所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，下一塔节上升的气体在气相缓冲空间(8)得以缓冲，以均匀流量分配进入到每一蜂巢管(10)中，气体通过θ环填料(11)向上均匀稳定流动，这样，气体和液体在每一蜂巢管(10)内均得到平均分配，并进行充分和均匀的交换，每一蜂巢管(10)中分离效果相同。

4.根据权利要求1所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，每个蜂巢管(10)的截面为多边形或圆形。

5.根据权利要求4所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，每个蜂巢管(10)的截面为六边形。

6.根据权利要求1所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，所述θ环填料(11)公称直径与蜂巢管(10)公称直径比为1:5～1:50。

7.根据权利要求1所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，每个管段与气相缓冲空间(8)的高度为1m-4m。

8.根据权利要求7所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，每个管段与气相缓冲空间(8)的高度为2m。

9.根据权利要求1所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔，其特征在于，所述蜂巢低温硼同位素分离塔(1)由15个管段纵向连接而成。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的低温三氟化硼分离硼同位素的蜂巢分离塔的分离方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)首先启动低温制冷装置(4)，向塔顶冷凝器(2)提供冷量；通过自动控制进料系统(5)向蜂巢低温硼同位素分离塔(1)中下部进天然丰度三氟化硼气体，气体延多段构成的蜂巢低温硼同位素分离塔(1)上升至塔顶冷凝器(2)，三氟化硼气体预冷冷凝为液体，液体延塔下流，至塔底再沸器(3)，并将塔底再沸器(3)管程充满三氟化硼液体至规定液位，停止进料；

(2)启动塔底再沸器(3)供热，三氟化硼气体汽化，三氟化硼气体延塔上升，与下降的三氟化硼液体进行气液交换，三氟化硼同位素就此开始分离，硼10三氟化硼逐渐富集到塔底，最终达到要求丰度；

(3)当塔底三氟化硼10丰度富集到要求时，开启产品采出自动控制系统(7)，将合格的硼10三氟化硼气体储存在产品储存系统中；硼10三氟化硼采出同时，启动自动控制进料系统(5)按要求流量向蜂巢低温硼同位素分离塔(1)进料，也同时按要求流量通过自动控制副产品采出自动控制系统(6)采出副产三氟化硼气体。