[发明专利]一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置

说明书

本发明涉及热核聚变领域，特别涉及氢同位素气体的分离，具体涉及一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，包括油浴池、油泵、第一油罐和第二油罐；所述油浴池用于容纳分离柱；所述油泵用于将第一油罐或第二油罐中的油抽送至所述油浴池；所述油泵的进口端和/或出口端设有阀门；所述油浴池的出油口设有第一出油主管和第二出油主管，所述第一出油主管与所述第一油罐的入口连通，所述第二出油主管与所述第二油罐的入口连通；所述第一出油主管设有第三阀门，所述第二出油主管上设有第四阀门。保证了分离柱温度的均匀性，通过高温油箱和低温油箱以及油泵实现了油浴池内流动介质的冷热循环。提升了分离效果和效率。

技术领域

本发明涉及热核聚变领域，特别涉及氢同位素气体的分离，具体涉及一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置。

背景技术

热循环吸附法(Thermal Cycling Absorption Process，TCAP)是由萨凡纳河实验室的M.W.Lee首先从理论概念上提出的，并于1994年正式建成并投入运行。TCAP的系统主要由两部分组成，一是填充了载钯材料的色谱分离柱，另一是空柱（回流柱），两柱的上端用阀门连通；分离时载钯柱处于半周高温、半周低温的冷热循环中。TCAP除了能够容易地分离氢氘和氢氚外，还能够分离氘氚，而且分离速度快、效率高；因此，TCAP工艺在很多国家的氚实验室里都受到了重视，并且一直在研究发展之中。

在TCAP实施过程中，采用电炉或加热板加热会存在分离柱内温度分布不均匀的问题，影响分离柱内氢同位素的吸附和脱附的均匀性，效果较差。另外，热循环分离柱的温度区间在-20℃～160℃变化，需要系统能够实现从-20℃到160℃的快速升温和从160℃到-20℃的快速降温，而采用电炉或加热板加热，热损耗大，升降温速度慢，效率较低。

采用电炉或加热板的方式，效果差效率低，无法快速高效的进行TCAP的批量处理。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中实施热循环吸附法时，用电炉或加热板加热存在的效果差效率低的问题，提供一种用于热循环分离吸附装置的高低温循环装置。该装置，通过设置油浴池、第一油罐、第二油罐，并通过油泵实现冷热油的在油浴池内的循环，使得分离柱在油浴池内温度分布均匀且升降温快速，提升了分离效果和效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，包括油浴池、油泵、第一油罐和第二油罐；

所述油浴池用于容纳分离柱；

所述油泵的出口通过进油主管与所述油浴池的进油口连通；用于将第一油罐或第二油罐中的油抽送至所述油浴池；

所述油泵的进口端和/或出口端设有阀门；

所述油浴池的出油口设有出油主管；所述出油主管包括第一出油主管和第二出油主管，所述第一出油主管与所述第一油罐的入口连通，所述第二出油主管与所述第二油罐的入口连通；

所述第一出油主管设有第三阀门，所述第二出油主管上设有第四阀门。在所述油泵进口端设有阀门，具体为，所述第一油罐的出口通过第一进油管与所述油泵的进口连通，所述第一进油管上设有第一阀门；所述第二油罐的出口通过第二进油管与所述油泵的进口连通，所述第二进油管上设有第二阀门；

或者，所述油泵出口端设有阀门，具体为，所述进油主管上设有阀门。

通过设置油浴池，将分离柱置于所述油浴池内，实现通过流动介质和分离柱之间的热传递，通过油泵将第一油罐或第二油罐的流动介质输送至所述油浴池，并通过对阀门的控制实现升温过程中，油浴池、第一油罐、油泵的热循环，或者实现降温过程中，油浴池、第二油罐、油泵的冷循环，有效提升了升降温效率。该设备实现了分离柱内温度均匀以及提升了升降温速率，提升了分离的效果和效率。