[发明专利]一种低温置换色谱氢同位素分离装置及方法

权利要求书

1.一种低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征在于：所述的分离装置包括原料气贮存罐（1）、阀门（2）、气体缓冲贮存罐（3）、气体循环泵（4）、产品气收集柱（5）、中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）、热交换器（8）、次级分离柱（9）、后级气体冷却器（10）、气体成分分析仪（11）、主分离柱（12）、热交换器（13）、气体加热器（14）、前级气体冷却器（15）、气体压力传感器（16）、气体流量计（17）和气体成分分析仪（18）；其中，气体压力传感器（16）安装在气体管道上；原料气贮存罐（1）与前级气体冷却器（15）相连接；气体流量计（17）安装在原料气贮存罐（1）与前级气体冷却器（15）之间的管道上；前级气体冷却器（15）与主分离柱（12）的进气端连接；主分离柱（12）的进气端同时还与气体加热器（14）连接；主分离柱（12）的气体出口端与产品气收集柱（5）、热交换器（13）同时连接；在主分离柱（12）和产品气收集柱（5）之间的管道上连接气体成分分析仪（18）；热交换器（13）的另一端与后级气体冷却器（10）连接；后级气体冷却器（10）与次级分离柱（9）和热交换器（8）依次连接；热交换器（8）的另一端与中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）、产品气体收集柱（5）同时连接；在次级分离柱（9）的出口端管道上连接气体成分分析仪（11）；产品气收集柱（5）、中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）的出口端与泵（4）同时连接；气体循环泵（4）的另一端与气体缓冲贮存罐（3）、原料气贮存罐（1）同时连接；气体缓冲贮存罐（3）与原料气贮存罐（1）连接。

2.根据权利要求1所述的低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征是：所述的主分离柱（12）和次级分离柱（9）在低温置换色谱分离过程中的工作温度为-10℃~-197℃；所述主分离柱（12）包括依次设置的气体进气口（121）、固体微粒过滤器（122）、分离柱段（123）、置换色谱分离材料（124）、分离柱气体出口（125）和加热器（126）；次级分离柱（9）的结构与主分离柱（12）的结构类似。

3.根据权利要求2所述的低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征是：所述的主分离柱（12）和次级分离柱（9）在低温置换色谱分离过程中的工作温度为-100℃。

4.根据权利要求2所述的低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征是：所述的置换色谱分离材料（124）为载钯三氧化铝，其中Pt的重量百分比含量为5%-50%。

5.根据权利要求2所述的低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征是：所述的置换色谱分离材料（124）为载钯三氧化铝，其中Pt的重量百分比含量为45%。