附银硅胶或附银沸石的制备装置及制备方法

技术领域

本申请的实施例涉及一种附银硅胶技术领域，尤其是涉及一种附银硅胶或附银沸石的制备装置及制备方法。

背景技术

随着核反应堆燃料消耗量的增加，乏燃料后处理过程会产生多种元素的裂变产物，尤其是释放出较大量的碘同位素，例如，放射性碘(

放射性

已发现附银硅胶和附银沸石对含碘废气和有机碘(甲基碘或环己基碘)的吸附效果较好，可以广泛作为捕集碘的吸附剂。为此，需要基于硅胶和沸石制备附银硅胶和附银沸石。目前制备附银硅胶和附银沸石的装置，在制备过程中无法调节吸附温度，制备得到的附银硅胶和附银沸石消耗时间较长，并且吸附不够充分。

因此，亟需寻找一种新的附银硅胶和附银沸石的制备装置。

申请内容

为了解决上述或者其它方面的至少一种技术问题，本申请实施例提供一种附银硅胶或附银沸石的制备装置，包括：配置釜，适用于配置硝酸银溶液；吸附釜，通过管道与配置釜连通，吸附釜包括：壳体；筒形的吸附容器，安装于壳体内，吸附容器内适用于容纳来自于配置釜的硝酸银溶液以及硅胶和/或沸石；吸附容器与壳体之间形成适用于容纳热媒的腔室，热媒包括加热状态和冷却状态，热媒在加热状态下用以对吸附容器内容纳的硝酸银溶液加热，以使硅胶和/或沸石形成含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品，在冷却状态下，热媒适用于对已得到的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品进行降温；热机，通过管道与腔室连通，适用于为腔室提供热媒。

本申请实施例还提供了一种附银硅胶或附银沸石的制备方法，使用如上述的制备装置，包括以下步骤：在配置釜中制备硝酸银溶液，并通过压缩空气将硝酸银溶液压入至吸附釜中；将硅胶和/或沸石置入吸附釜中，使用热机流出的热媒对吸附釜进行加热，得到含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品；使用热媒对吸附釜进行降温，使得含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品降低至室温，取出待用。

根据本申请实施例的附银硅胶或附银沸石的制备装置及制备方法，本申请的制备装置将吸附釜配置成吸附容器和外部的壳体，通过热机向腔室内提供热媒，利用热媒的加热状态和冷却状态控制吸附釜内硝酸银溶液的温度，其中热媒在加热状态下来为吸附容器内的硝酸银溶液加热，以形成含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品；在冷却状态下，热媒对已经得到的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品进行降温，以方便及时取出。本申请通过在腔室上连接热机，实现制备含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品的过程中温度和吸附程度能够控制和调整。

附图说明

图1是本申请的示例性实施例所提供的附银硅胶或附银沸石的制备装置的原理性示意图；

图2是本申请的示例性实施例所提供的吸附釜的示意图；以及

图3是本申请的示例性实施例所提供的附银硅胶或附银沸石的制备方法的流程图。

上述附图中，附图标记含义具体如下：

1、配置釜；

110、搅拌器；

120、液位计；

2、吸附釜；

210、壳体；

220、吸附容器；

230、腔室；

240、吸附釜盖；

3、热机；

4、冷却组件；

410、冷却管；

420、冷凝器；

5、托盘；

6、升降机构；

7、水罐；

8、过滤器；

9、干燥箱；

10、真空管道。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请作进一步的详细说明。

但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本申请实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本申请。在此使用的术语“包括”表明了特征、步骤、操作的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附银硅胶和附银沸石对放射性

图1是本申请的示例性实施例所提供的附银硅胶或附银沸石的制备装置的原理性示意图。

以下结合图1对本申请实施例的附银硅胶或附银沸石的制备装置进行详细说明。

根据本申请的一些实施例，如图1所示，本申请的实施例提供的附银硅胶或附银沸石的制备装置，包括配置釜1、吸附釜2和热机3。配置釜1适用于配置硝酸银溶液。吸附釜2通过管道与配置釜1连通。吸附釜2包括壳体210、吸附容器220和腔室230。筒形的吸附容器220安装于壳体210内，吸附容器220内适用于容纳来自于配置釜1的硝酸银溶液以及硅胶和/或沸石。吸附容器220与壳体210之间形成适用于容纳热媒的腔室230。热媒包括加热状态和冷却状态，热媒在加热状态下用以对吸附容器220内容纳的硝酸银溶液加热，以使硅胶和/或沸石形成含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品。在冷却状态下，热媒适用于对已得到的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品进行降温。热机3通过管道与腔室230连通，适用于为腔室230提供热媒。

根据本申请的一些实施例，本申请的制备装置将吸附釜2配置成吸附容器220和外部的壳体210，通过热机3向腔室230内提供热媒，利用热媒的加热状态和冷却状态控制吸附釜2内硝酸银溶液的温度，其中热媒在加热状态下来为吸附容器220内的硝酸银溶液加热，以形成含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品；在冷却状态下，热媒对已经得到的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品进行降温，以方便及时取出。本申请通过在腔室230上连接热机，实现制备含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品的过程中温度和吸附程度能够控制和调整。

根据本申请的一些实施例，配置釜1上还可以设置有液位计120，液位计120用于测量配置釜1中的硝酸银溶液的液位。

根据本申请的一些实施例，热机3被构造成将热媒的加热状态保持预定时间，使得硅胶和/或沸石足以形成含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品，之后，将热机3中的热媒切换至冷却状态，以将含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品的温度降至室温。热机3用来为吸附釜2做升温和降温用，以用来优化吸附效果。整个热机3以及腔室230内形成了热媒的循环路径，热机3中液体膨胀容器，其中，液体膨胀容器与热媒的循环路径相互独立，液体膨胀容器并不参与热媒的循环路径中，只是机械的连接。热媒在加热状态时，由于受热热媒处于膨胀状态，液体膨胀容器适用于接受热机3中由于热膨胀溢出的热媒。

优选地，保持热媒处于加热状态的预定时间的范围为1～3小时，例如可以是1小时、2小时或3小时，但并不以此为限。在进行本申请相关预实验的过程中发现，当预定时间为2小时时，制备得到的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品的吸附效果更好。

根据本申请的一些实施例，热媒包括导热油。在进行本申请相关预实验对热媒进行了筛选，发现使用导热油时，加热和降温的效果更好，在降温过程避免了水汽的吸收，在升温过程中没有油雾的产生，从而提高了导热油的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，吸附容器220的外表面的上部设有冷却组件4，冷却组件4被构造成对吸附容器220中的硝酸银溶液因加热蒸发在吸附容器220上部形成的水蒸气进行冷凝，以形成冷凝水，并使冷凝水回流入吸附容器220底部的硝酸银溶液中。通过冷却组件3的设置，来减少硝酸银溶液因蒸发产生的浓度变化，从而将硝酸银溶液的浓度保持在预定范围内。

根据本申请的一些实施例，冷却组件4包括：冷却管410和冷凝器420。冷却管410安装在吸附容器220的外表面的上部。冷凝器420适用于通过输送管路向冷却管410输送冷却液，并从冷却管410接受经热交换之后的冷却液。冷却液例如可以是冷却水或冷却油。

根据本申请的一些实施例，该制备装置还包括托盘5和升降机构6。托盘5可升降地设置在吸附釜2的底部，以承载硅胶和/或沸石。升降机构6设置于吸附釜2的上方，升降机构6与托盘5相连，以将托盘5取出或放入吸附釜2。托盘5例如可以是1个，也可以是2个、3个、4个或者5个，并可以在不同的托盘5分别装入硅胶或沸石。

图2是本申请的示例性实施例所提供的吸附釜的示意图。如图2所示，升降机构6还连接有吸附釜盖240，在将托盘5取出或放入吸附釜2的同时，将吸附釜盖240安装于吸附釜2上，以保持吸附容器220的密闭状态。

根据本申请的一些实施例，该制备装置还包括水罐7。水罐7设置于配置釜1的上方，水罐7通过管道与配置釜1相连，以向配置釜1供应水。水罐7的材质为高硼硅玻璃，其容量优选为100L，其功能为水的暂存和转移，例如可以保存纯化水或蒸馏水，以提供后续加入至配置釜1制备硝酸银溶液时使用。

根据本申请的一些实施例，配置釜1还设置有搅拌器110，适用于对配置釜1中的水和硝酸银进行搅拌，通过搅拌，以提高硝酸银溶解速度，保证硝酸银溶液的溶解效果。

根据本申请的一些实施例，吸附釜2和配置釜1的壳体材质均为高硼硅玻璃，高硼硅玻璃的物理化学性质较为稳定，能够避免被硝酸银溶液腐蚀。例如可以在吸附釜2和配置釜1上标注提及刻度，供确认吸附釜2和配置釜1内溶液体积。

根据本申请的一些实施例，吸附釜2和配置釜1的壳体外层还包裹有遮光材料(图中未示出)，以避免硝酸银与光接触，使得硝酸银发生分解反应，从而降低吸附效率。

根据本申请的一些实施例，吸附釜2与配置釜1间还设置有过滤器8，用于过滤去除通过出料口流出吸附釜2的硝酸银溶液中的残留的硅胶和/或沸石，并将过滤后的硝酸银溶液输送至配置釜1中待用。

根据本申请的一些实施例，该制备装置还包括干燥箱9。干燥箱9适用于对含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品干燥，以去除多余的水分，得到附银硅胶和/或附银沸石。该干燥箱9的内部例如可以选用不锈钢材质，并根据需要设置1～6层隔板，例如可以是1层、2层、3层、4层、5层或6层，但并不以此为限。干燥箱9的门窗可根据需要设有双层高温钢化玻璃观察窗，并且干燥箱9的壳体和内部连接处嵌有硅胶密封面，以保证工作室环境与外部环境相隔离。

根据本申请的一些实施例，吸附釜2和配置釜1还分别设置有真空管道10，真空管道10适用于对吸附釜2和配置釜1抽真空。通过真空管道10的设置，能够实现硝酸银溶液的转移。例如将吸附釜2的真空管道10开启，使得配置釜1的硝酸银溶液进入吸附釜2。将配置釜的真空管道10开启，使得吸附釜2的硝酸银溶液通过过滤器8进入配置釜1。真空管道10例如可以安装在吸附釜盖240上，真空管道例如可以是用软管与吸附釜盖240相连接，以配合升降机构6的升降和移动。

参见图3，根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种附银硅胶或附银沸石的制备方法，使用如上述的制备装置，包括以下步骤S301～S303。

在步骤S301，在配置釜1中制备硝酸银溶液，并通过压缩空气将硝酸银溶液压入至吸附釜2中。

在步骤S302，将硅胶和/或沸石置入吸附釜2中，使用热机3流出的热媒对吸附釜2进行加热，得到含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品。

在步骤S303，使用热媒对吸附釜2进行降温，使得含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品降低至室温，取出待用。

根据本申请的一些实施例，通过将将配置釜1和吸附釜2相关联，减少了人工搬运反应原料和产品，减少制备过程中的人工干扰，提高了附银硅胶和/或附银沸石的生产效率。并且通过热媒的加热，实现了制备附银硅胶和/或附银沸石过程中的吸附温度可调，可控，使得吸附较为充分。

根据本申请的一些实施例，硅胶和/或沸石对硝酸银进行吸附的温度为20～70℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃或70℃，但并不以此为限。在进行本申请相关预实验时发现，当吸附温度为20～70℃时，制备得到的附银硅胶和/或附银沸石的吸附的状态相对更好。

根据本申请的一些实施例，该方法还包括步骤S304，对取出的含水附银硅胶粗品和/或含水附银沸石粗品进行干燥处理，得到附银硅胶和/或附银沸石。

至此，已经结合附图对本申请实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，在本申请的具体实施例中，除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本申请的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的尺寸、范围条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

本领域技术人员可以理解，本申请的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本申请中。特别地，在不脱离本申请精神和教导的情况下，本申请的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本申请的范围。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。