[发明专利]一种高浓氚水处理装置有效
申请号: | 202010943964.5 | 申请日: | 2020-09-09 |
公开(公告)号: | CN112037958B | 公开(公告)日: | 2022-09-23 |
发明(设计)人: | 岳磊;龚宇;侯京伟;肖成建;陈超;李佳懋;付小龙;赵林杰;王和义 | 申请(专利权)人: | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 |
主分类号: | G21F9/12 | 分类号: | G21F9/12;G21F9/08;B01J23/42;B01J23/63;C01B4/00 |
代理公司: | 中国工程物理研究院专利中心 51210 | 代理人: | 张晓林 |
地址: | 621999 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 高浓氚 水处理 装置 | ||
1.一种高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的高浓氚水处理装置包括依次连接的水汽发生单元、膜反应单元、氢储存单元以及尾气处理单元,其中,水汽发生单元包括载气瓶(1)、流量计Ⅰ(2)、氚水罐(3)、恒流泵(4)及水汽发生器(5),其中,载气瓶(1)经过流量计Ⅰ(2)与水汽发生器(5)相连,氚水罐(3)经过恒流泵(4)与水汽发生器(5)相连接;膜反应单元包括一级钯膜反应器(7)、二级钯膜反应器(18),所述的一级钯膜反应器(7)和二级钯膜反应器(18)均设有催化剂装填区,两级钯膜反应器之间设有氚水浓度检测支路,一级钯膜反应器(7)渗透侧设有纯氢入口,通过该纯氢入口连接有流量计Ⅱ(6),二级钯膜反应器(18)原料侧设有一氧化碳入口,通过该一氧化碳入口连接有流量计Ⅲ(17),其中一级钯膜反应器(7)原料侧尾气端通过阀门V-4接入至二级钯膜反应器(18)原料侧进气端,二级钯膜反应器(18)原料侧尾气端与尾气处理单元相连接;两级钯膜反应器渗透侧均连接氢储存单元;其中,一级钯膜反应器包含热电偶插入口Ⅰ(7-1),纯氢入口(7-2),氢同位素气体出口Ⅰ(7-3),氚水蒸气入口(7-4),尾气出口Ⅰ(7-5),该一级钯膜反应器装填有催化剂Ⅰ(7-6);二级钯膜反应器包含热电偶插入口Ⅱ(18-1),吹扫气入口(18-2),氢同位素气体出口Ⅱ(18-3),氚水蒸气-一氧化碳气体入口(18-4),尾气出口Ⅱ(18-5),该二级钯膜反应器装填有催化剂Ⅱ(18-6)及吸附剂(18-7)。
2.根据权利要求1所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的一级钯膜反应器(7)的催化剂装填区内的催化剂Ⅰ(7-6)为变价氧化物负载的金属催化剂,所述一级钯膜反应器(7)的催化剂装填区内膜管长度范围设有恒温区;所述的二级钯膜反应器(18)的催化剂装填区内的催化剂Ⅱ(18-6)及吸附剂(18-7)分别为负载型金属催化剂以及CO2吸附剂,所述二级钯膜反应器(18)的催化剂装填区内膜管长度范围也设有恒温区。
3.根据权利要求2所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的变价氧化物为TiO2、CeO2或ZrO2中任一种,所述的金属催化剂为Pt、Pd、Ni基催化剂中任一种。
4.根据权利要求2所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,二级钯膜反应器(18)内所述的负载型金属催化剂与CO2吸附剂比例为2:1~4:1。
5.根据权利要求2所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的CO2吸附剂为正硅酸锂,负载型金属催化剂为氧化铝或二氧化硅负载的Pt基催化剂。
6.根据权利要求1所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的氚水浓度检测支路包括:鼓泡器(14)、干燥器Ⅰ(15)和电离室Ⅰ(16)。
7.根据权利要求1所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的氢储存单元包括与一级钯膜反应器(7)渗透侧相连接的第一氢储存单元、与二级钯膜反应器(18)渗透侧相连接的第二氢储存单元,其中,第一氢储存单元包括缓冲罐Ⅰ(11)、增压泵Ⅰ(12)和储氢床Ⅰ(13),第二氢储存单元包括缓冲罐Ⅱ(24)、增压泵Ⅱ(25)和储氢床Ⅱ(26)。
8.根据权利要求1所述的高浓氚水处理装置,其特征在于,所述的尾气处理单元包括冷凝器(19)和干燥器Ⅱ(20)。
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