[实用新型]一种制取氘的装置

说明书

本实用新型实施例公开了一种制取氘的装置，包括电阴极容器缸，用于接通电源负极；隔膜，设置在电阴极容器缸内，用于形成阳极区内腔和阴极区内腔；电阳极，用于接通电源正极，设置在隔膜的阳极区内腔内；激活源，用于激活水溶液中D‑O化学键活性，通过沿进水口通入水溶液后，并以预设角度向阴极区内腔内输入激活源，在激活水溶液中的D‑O化学键活性的同时，向装置上通入预设电压，使D+在电场的作用下被电解出，从而分别得到氘元素和低氘水。本实用新型以更低的能耗，更廉价的设备，更绿色环保方式对水中的氘进行分离与浓缩，操作简单，不需要复杂设备，同时生产出无污染的低氘水。

技术领域

本实用新型实施例涉及制取氘元素的技术领域，具体涉及一种制取氘的装置。

背景技术

自然界中氢元素(H)的同位素氘(D)以约150ppm(百万分之一)的浓度广泛分布于水中，即以重水(分子式HDO或D2O)的形态存在于自然界的水中。氘(D)是核工业中重要的原材料，同时将水中的重水分离后产生的低氘水(氘(D)含量低于145ppm)是更加理想的饮用水，所以氘的浓缩和低氘水的备制有很高的实际价值。

目前对水中氘(D)分离与低氘水的备制主要通过以下三种途径实现：1) 电解水法；2)真空反复蒸馏法；3)化学置换法。其中第一种方法分离效果最好，但是能耗极高，而且设备费用很高；第二种方法除了能耗高之外，氘(D) 分离效果不是很好；第三种方法会对分离后的水和环境造成污染，不能饮用，后期处理复杂。

申请号为CN201710341585.7的实用新型专利公开了一种制备多种浓度低氘水的精馏工艺系统，包括氮气供气系统、原料水供应系统、第一水精馏系统、第一氘水收集系统、第一换热系统、第一监测控制系统、第二水精馏系统、第二氘水收集系统、第二换热系统、第二监测控制系统、第三水精馏系统、第三氘水收集系统、第三换热系统、第三监测控制系统。本实用新型还提供了该精馏工艺系统的实现方法。该实用新型逻辑严谨、设计完备，可提高氢氘分离效率，并提供满足不同需求的浓度的低氘水。但其结构相对复杂，设备成本及能耗高，无法通过简单操作实现。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种制取氘的装置，以解决现有技术中制取氘的设备结构复杂，成本高，能耗高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，一种制取氘的装置，包括：

电阴极容器缸，所述电阴极容器缸呈上端面大于下端面的锥形结构，用于接通电源负极，其内壁为激活源反射面，并在电阴极容器缸下端的外壁上开设有供水溶液流入的进水口；

隔膜，所述隔膜呈管状结构，其设置在电阴极容器缸内，且隔膜的上端口与电阴极容器缸的上端面形成封闭，使隔膜的内部形成阳极区内腔，隔膜与电阴极容器缸之间形成阴极区内腔，所述电阴极容器缸的上端面分别开设有连通阴极区内腔的氘气排出口和低氘水排出口；

电阳极，用于接通电源正极，设置在隔膜的阳极区内腔内；

激活源，用于激活水溶液中D-O化学键活性，所述电阴极容器缸上端的外壁上开设有供激活源输入的激活源输入口。

进一步地，所述电阴极容器缸上端的外壁上设有供电源负极接入的连接点。

进一步地，所述隔膜为石棉网或玻璃纤维膜。

进一步地，所述氘气排出口的位置靠近电阴极容器缸的内壁。

进一步地，所述电阳的电极穿出电阴极容器缸的上端面置于电阴极容器缸的外侧。

进一步地，所述电阴极容器缸的上端面开设有连通阳极区内腔的氧气排出口。

进一步地，所述激活源为红外线激光束或电磁波或超声波或催化剂或电磁激荡回路。