[实用新型]一种除氚净化装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种放射性废物回收净化装置，属于氚化学与氚工艺中的安全防护领域，具体涉及的是一种除氚净化装置。

背景技术

氚是一种战略物质，不仅价格昂贵，而且不容易获得；同时，氚是一种迁移性很强的放射性核素，它的泄漏会对环境造成污染，给人体带来很大的危害。所以，但凡是涉氚的操作，均必须执行严格的辐射防护和环境排放要求。按照目前的安全理念，氚设施应当建立三重包容系统，同时采用物理屏蔽和除氚净化相结合的方式解决氚包容有效性的问题。不论是次级包容系统（如手套箱），还是第三级包容系统都会由于氚的渗透而含氚。对含氚气氛进行净化，是建立安全生产的必要手段，同时，回收其中的氚也可以提高氚的利用效率。

然而，由于氚系统特定的用途和保密需要，氚净化系统见诸报道的文献并不多，而且也都是针对某个特定氚系统。另外，目前的除氚工艺，大多是利用活泼金属吸气剂来对氚进行回收处理，其一般只能用在惰性气体保护气氛下的除氚场合，因为在空气环境中或有其它活泼的化学元素（如氧气）存在时，金属吸气剂容易被毒化，所以金属吸气剂氚捕集工艺不能应用于含氧气氛下的除氚场合。

而随着氚实验室对氚系统安全防护的日益重视，氚净化系统的需求也不断加大，特别是当氚系统中发生氚浓度超标时，更加需要除氚净化系统快速处理高浓度氚。因此，需要提供一种既能应用于多种场合下的除氚净化、又能快速处理氚系统中氚浓度超标的除氚装置，但目前国内外还没有这方面的除氚净化装置。

实用新型内容

针对上述技术不足，本实用新型提供了一种除氚净化装置，不仅能够快速处理氚包容系统气氛中超标的高浓氚，而且可以在惰性气体保护气氛或者含氧气氛中实现除氚净化，从而适应不同的除氚场合，提高氚的回收率，降低氚向外界的释放量，并确保环境和操作人员的安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种除氚净化装置，包括柜体、和气体循环泵，以及均设置在该柜体内的真空泵、流量控制器、催化吸气装置和内部填装有5A分子筛的吸附床；所述气体循环泵、流量控制器、催化吸气装置和吸附床通过管道依次连接并构成循环回路，所述真空泵通过第一单向阀接入到该循环回路中；所述气体循环泵通过第二单向阀与氚系统连接；所述催化吸气装置包括并联的催化氧化装置和合金吸附装置，其中，催化氧化装置包括依次连接的第一电磁阀、内部填装有贵金属Pt催化剂的催化床、第二电磁阀，所述合金吸附装置包括依次连接的第三电磁阀、内部填装有Zr₂Fe合金颗粒的吸气剂床、第四电磁阀；所述流量控制器同时与第一电磁阀和第三电磁阀连接，而所述吸附床则同时与第二电磁阀和第四电磁阀连接；所述催化床内部还设有衬垫，该衬垫缠绕贵金属Pt催化剂外壁一周并用于固定和防止催化剂振动；所述气体循环泵与流量控制器之间的管道上还设有补气阀门。

进一步地，所述柜体和气体循环泵各自的底部均设有活动轮。

再进一步地，本实用新型还包括分别设置在所述循环回路中的原气取样阀和尾气取样阀。

再进一步地，所述催化床、吸气剂床和吸附床各自的进、出口端均设有波纹管截止阀。

更进一步地，所述真空泵、原气取样阀和尾气取样阀上均设有压力真空规。

为防止吸附床能效较低或失效，所述吸附床为两个，并且两个吸附床通过切换阀并联连接。

作为优选，所述气体循环泵为隔膜压缩机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过设计催化氧化和金属吸气剂结合的设备系统，配合真空泵、气体循环泵、流量控制器及一些阀门部件，可以分别实现惰性气体保护和含氧气氛下的除氚净化。本实用新型很好地提高了吸附率和催化氧化率，其在催化床中填装了贵金属Pt催化剂，并辅以衬垫进行固定和防振，从而不仅能够为流体的通过提供稳定、均匀的孔道，而且降低了系统的气阻，并且衬垫受热后体积会发生膨胀，产生不可逆的变化，因而也防止了部分含氚气体未经除氚催化剂的规整孔道而从床体器壁流出，保证了催化氧化效率。试验表明，本实用新型在对含氚密闭容器的单程快速处理上，尾气氚浓度可降低至10^-8Ci/L量级，除氚净化因子可达到10⁵；对数立方米手套箱进行循环除氚净化，短时间内可降低气氛氚浓度2个数量级，从而有效保护现场操作人员安全，降低了氚向环境的释放量。并且，对于手套箱气氛或含氚气体处理量较大的场合，本实用新型可以随时快速装配，并进行循环除氚净化，从而实现了较大流量下含氚手套箱的快速除氚净化处理，为氚系统完整的二重包容提供了技术保障。