[发明专利]一种用于熔盐堆尾气中多形态氚的去除装置和去除方法

说明书

本发明涉及一种用于熔盐堆尾气中多形态氚的去除装置，包括用于多形态氚去除的设备组，该设备组包括用于吸附熔盐堆尾气中的氟化氚以排出第一尾气的氟化物吸附床组；用于还原第一尾气中的氧化气氛并将不同形态的氚还原为气态氚以排出第二尾气的还原床组；用于吸附第二尾气中的氚并将大部分氚以金属氢化物形式存储以排出第三尾气的合金储氚器组；用于氧化第三尾气中的残余氚形成氚水以排出第四尾气的催化氧化床组；用于吸附第四尾气中的氚水以排出终产物的氚水吸附床组；提供动力形成气体循环系统的气体循环泵。本发明还提供了一种去除熔盐堆尾气中多形态氚的方法。本发明的装置和方法有效地解决了在熔盐堆尾气环境下，不同形态氚的去除问题。

技术领域

本发明属于核废料处理技术领域，具体涉及一种用于熔盐堆尾气中多形态氚的去除装置和去除方法。

背景技术

氚是自然界中最小的放射性核素，其衰变方式为β衰变，半衰期为12.33年。氚在大气和水体传输过程中滞留时间较长，产生的放射性影响不仅局限于排放区域附近，而是可能分布到全球范围。氚是一种弱β辐射体的放射性核素，不会对人体产生外照射伤害，然而，由于其较长的衰期及较高的同位素交换率和氧化率，被人体吸入后会对组织和器官造成内照射危害，因此有必要对其在环境中的排放进行控制。

氚是核电站正常运行状态下对环境影响的关键核素之一，为了减少氚向环境中的排放，氚的回收和去除成为必要的前提。

熔盐堆中产生的氚，主要在一回路管道中，经过惰性气体载带出来。为了达到熔盐堆的氚处理、回收和去除的需求，需要提供一种熔盐堆尾气条件下多形态氚去除装置及方法。

发明内容

为解决熔盐堆尾气中的多形态氚的去除问题，本发明提供一种用于熔盐堆尾气中多形态氚的去除装置和去除方法。

本发明提供一种用于熔盐堆尾气中多形态氚的去除装置，包括尾气进口和排气口，还包括位于尾气进口和排气口之间的用于多形态氚去除的设备组，该设备组包括用于吸附熔盐堆尾气中的氟化氚以排出第一尾气的氟化物吸附床组；用于还原第一尾气中的氧化气氛并将不同形态的氚还原为气态氚以排出第二尾气的还原床组；用于吸附第二尾气中的氚并将大部分氚以金属氢化物形式存储以排出第三尾气的合金储氚器组；用于氧化第三尾气中的残余氚形成氚水以排出第四尾气的催化氧化床组；用于吸附第四尾气中的氚水以排出终产物的氚水吸附床组；以及为氟化物吸附床组、还原床组、合金储氚器组、催化氧化床组和氚水吸附床组提供动力并与其形成气体循环系统的气体循环泵。

如此，将熔盐堆尾气从尾气进口通入该去除装置，经过氟化物吸附床，将该熔盐堆尾气中的氟化氚去除，排出第一气体；然后，该第一气体进入还原床，将第一尾气中的氧化气氛去除，同时将水氚和甲烷氚转化为气态氚，排出第二尾气；然后，该第二尾气通入合金储氚床，将大部分氚以金属氢化物形式存储以排出第三尾气；然后，该第三尾气通入催化氧化床，将气氛中残余氚氧化成氚水后，排出第四尾气；然后该第四尾气进入氚水吸附床，将第四尾气中的氚水进行吸附、去除，进一步提升氚的处理效率，从而达到多形态氚的回收和去除的目的。

优选的，该氟化物吸附床组、还原床组、合金储氚器组、催化氧化床组和氚水吸附床组均包括并联的常用设备及备用设备；各常用设备依次串联形成尾气进口和排气口之间的通路；所述备用设备与气体循环泵连接以形成所述气体循环系统。

优选的，该氟化物吸附床组的备用设备通过第一、第二单向阀连接于气体循环泵以形成第一气体循环系统，所述还原床组和合金储氚床组的备用设备通过第三、第四单向阀连接于气体循环泵以形成第二气体循环系统，催化氧化床组和氚水吸附床组的备用设备通过第五、第六单向阀连接于气体循环泵以形成第三气体循环系统。

优选的，该气体循环系统包括用于监测所述氟化物吸附床组、还原床组、合金储氚器组、催化氧化床组和氚水吸附床组的处理效率及稳定性的压力监测设备及多形态氚监测设备。

优选的，该氟化物吸附床组所填充的吸附剂为氧化铝或活性炭。