一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置及方法，依據(jù)各單元在處理流程中的作用和必要性，分為主路和支路。主路中僅包含低溫泵和Pd合金膜分離單元，通過這兩個(gè)單元即可將排灰氣中96%以上的氘氚燃料回收。本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法處理時(shí)間短，更加符合快速回收氘氚燃料的要求；同時(shí)，回收工藝簡(jiǎn)化，有利于降低系統(tǒng)中氚的滯留量，避免了雜質(zhì)氣體對(duì)Pd合金膜分離器的不利影響。而且，沒有被主路回收的少量氘氚通過支路回收，保證了較高的回收效率。本發(fā)明聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置及方法具有處理周期短、流程簡(jiǎn)單、回收率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)有聚變反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)需求。
【專利說明】
一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于聚變反應(yīng)堆領(lǐng)域，具體涉及一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著化石燃料的短缺，以及環(huán)境污染等問題的日益嚴(yán)重，聚變能源逐漸引起了人 們的重視。在聚變能源的發(fā)展過程中，氘氚燃料循環(huán)是必須解決的工程技術(shù)問題，也是實(shí)現(xiàn) 商業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。由于聚變流程中氘氚的反應(yīng)率很低，大量未反應(yīng)的氘氚存在于等離子體 排灰氣中，從安全、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，必須對(duì)排灰氣進(jìn)行處理，對(duì)其中的氘氚燃料進(jìn)行 回收。
[0003] 排灰氣中的氘氚燃料回收主要是通過等離子體排灰氣處理系統(tǒng)（TEP)完成的，合 適的TEP流程必須滿足以下要求：（1)具有足夠快的處理速度，以便減小投氚量；（2)具備足 夠高的燃料回收效率，以實(shí)現(xiàn)氚"自持"；（3)具備足夠快的脫氕速度，實(shí)現(xiàn)氕與氘氚的分離， 以滿足投料純度的要求;（4)盡量低的系統(tǒng)氚滯留量，以確保安全，并減少氚的庫存量。
[0004] TEP的工藝流程設(shè)計(jì)取決于等離子體排灰氣的組成。聚變反應(yīng)堆排灰氣的具體組 成及含量與聚變堆的類型、面向等離子體的材料及實(shí)驗(yàn)條件等因素有關(guān)，主要包括大量未 反應(yīng)的氘氚和少量的雜質(zhì)，雜質(zhì)包括碳?xì)浠衔?、水、一氧化碳、氮?dú)獾?。其中，需要回收?氘氚燃料大部分為單質(zhì)態(tài)的Q2(Q 2是由氫元素的三種同位素組成的單質(zhì)，包括:H2、HD、HT、 〇2、01'、1'2)，小部分為化合態(tài)(如氚代甲烷、氚水等）。
[0005] 目前，國(guó)際上相對(duì)較為完整的TEP流程是德國(guó)TLK(Tritiumlabor Karlsruhe)實(shí)驗(yàn) 室發(fā)展的CAPER工藝。工藝流程主要包括鈀膜分離、催化反應(yīng)-膜分離和催化交換膜反應(yīng)三 個(gè)單元。在鈀膜分離單元，絕大部分單質(zhì)態(tài)氫同位素透過鈀膜被分離回收，鈀膜分離器的尾 氣則進(jìn)入催化反應(yīng)-膜分離單元，尾氣中含有較多的Q 2CK CQ4、He等雜質(zhì)氣體。在催化反應(yīng)-膜 分離單元，通過甲烷裂解、水汽重整等催化反應(yīng)將化合態(tài)的氫同位素轉(zhuǎn)化為單質(zhì)態(tài)，并透過 鈀膜分離回收，部分尾氣則進(jìn)入催化交換膜反應(yīng)單元，該尾氣中還含有少量的Q 2〇、CQ4以及 他、(：0、(：〇2等雜質(zhì)氣體。催化反應(yīng)-膜分離單元的尾氣再進(jìn)入催化交換膜反應(yīng)單元，〇2〇、〇94 與大量出發(fā)生氫同位素交換反應(yīng)，化合態(tài)的氘氚被置換出來(轉(zhuǎn)化為單質(zhì)態(tài)），并透過鈀膜 分離回收。經(jīng)過這三個(gè)處理單元，尾氣中氘氚含量極低，根據(jù)需要，尾氣可進(jìn)入廢氣除氚單 元進(jìn)一步處理。
[0006] CAPER流程經(jīng)過TLK實(shí)驗(yàn)室?guī)资甑陌l(fā)展，其可行性已基本得到驗(yàn)證。然而，該流程 中，回收化合態(tài)氘氚的單元(即催化反應(yīng)-膜分離單元和催化交換膜反應(yīng)單元)用時(shí)較長(zhǎng)，且 耗費(fèi)較高。同時(shí)，近年來聚變反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)者們改進(jìn)了面向等離子體的材料，選用的材料中 不含碳元素，使排灰氣中雜質(zhì)氣體(包括化合態(tài)氖氣)的含量大大降低，這也使得CAPER流程 在處理速度及系統(tǒng)氚滯留量等方面顯示出不足。而且，如果排灰氣中雜質(zhì)含量較高，直接進(jìn) 入Pd合金膜分離器中，會(huì)對(duì)Pd合金膜分離器的使用壽命及系統(tǒng)穩(wěn)定性造成較為明顯的不利 影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置， 本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法。
[0008] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特點(diǎn)是，包括低溫栗、Pd合金膜 分離單元、色譜柱、Pd合金膜反應(yīng)單元，聚變反應(yīng)室生成的排灰氣通過低溫栗，分成A路、B 路，A路進(jìn)入Pd合金膜分離單元后分成Al路、A2路、A3路;Al路與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)相連;A2路通過 色譜柱后分別與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫同位素分離系統(tǒng)相連;A3路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn)入廢 氣除氚系統(tǒng)或氫同位素分離系統(tǒng);B路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)或氫同位 素分離系統(tǒng)。
[0009] 所述的低溫栗由低溫分子篩柱和氦制冷低溫栗組合而成，低溫分子篩柱作為前級(jí) 栗，工作溫度為77K，抽出除He和出以外的雜質(zhì)氣體，氦制冷低溫栗工作溫度為4K，抽出He和 Q2〇
[0010] 所述的Pd合金膜分離單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜分離器串聯(lián)組成，所述的 Pd 合金為 Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y 或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。
[0011 ] 所述的色譜柱中裝填A(yù)l2〇3+l%Si〇2、涂覆Fe2〇3的4A分子篩或5A分子篩中的一種，色 譜柱工作溫度范圍為77K~150K。
[0012] 所述的Pd合金膜反應(yīng)單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜反應(yīng)器串聯(lián)組成，所述的 Pd 合金為Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。
[0013] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法，包括以下步驟： 6a.粗分 排灰氣經(jīng)低溫栗抽出后，在低溫栗內(nèi)進(jìn)行解吸，得到氣體I、尾氣I;氣體I包括Q2和He， 尾氣I包括N2、Q2O、CO2和CQ4; 6b. Pd膜純化 氣體I進(jìn)入Pd合金膜分離單元分離，得到氣體Π 、尾氣Π ，氣體Π 為出氣體;尾氣Π 包括 He和Q2氣體，Q2氣體的含量低于5%; 6c.純化后處理 當(dāng)氣體Π 中H/Q〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體Π 進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)； 當(dāng)氣體π中h/q彡?ο%時(shí)，氣體π進(jìn)入色譜柱脫氕，得到氣體m、尾氣m，氣體m中的h/q 〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體m進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng);尾氣m進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)； 6d.雜質(zhì)氣體處理 尾氣I、尾氣Π 進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存量達(dá)到設(shè)定數(shù)量時(shí)，進(jìn)入Pd合金膜反應(yīng)單元開始 催化膜反應(yīng)生成出和尾氣1￥，〇2進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)、尾氣IV進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)，尾氣IV 包括 N2、H2〇、C〇2 和 CH4。
[0014] 所述的步驟6d的催化膜反應(yīng)采用的催化劑為Pt+Al2〇3、Pd+Al 2〇3、Ni+Al2〇3、Pt+ CeO2或Pd+Ce〇2中的一種或二種以上。
[0015] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，依據(jù)各單元在處理流程中的作用 和必要性，可分為主路和支路。其中，主路是不論排灰氣組成如何，都要經(jīng)過的單元，包括低 溫栗和Pd合金膜分離單元;支路包括色譜柱和Pd合金膜反應(yīng)單元，排灰氣是否需要經(jīng)過該 單元?jiǎng)t視其中的雜質(zhì)及氕含量情況而定:如果排灰氣中雜質(zhì)氣體含量低于1%，可從低溫栗 解吸后直接進(jìn)入Pd合金膜分離單元;如果雜質(zhì)含量高于1%，則經(jīng)過低溫栗粗分以后，將雜質(zhì) 氣體儲(chǔ)存于緩沖裝置，達(dá)到設(shè)定數(shù)量后進(jìn)入Pd合金膜反應(yīng)單元;如果由Pd合金膜分離單元 得到的氫同位素氣體中氕含量低于10%，則不需經(jīng)過色譜柱，直接進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)。如此一 來，在排灰氣雜質(zhì)含量較低的情況下，氘氚燃料的回收與分離流程周期將大大縮短。
[0016] 由于本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置的主路中僅包含低溫栗和Pd 合金膜分離單元，通過這兩個(gè)單元即可將排灰氣中96%以上的氘氚燃料回收。本發(fā)明的聚變 堆排灰氣中的氘氚快速回收方法處理時(shí)間短，更加符合快速回收氘氚燃料的要求；同時(shí)，主 要的回收工藝大大簡(jiǎn)化，有利于降低系統(tǒng)中氚的滯留量。而且，沒有被主路回收的少量氘氚 通過支路回收，保證了較高的回收效率。此外，經(jīng)過低溫栗粗分以后，進(jìn)入Pd合金膜分離單 元的雜質(zhì)氣體量降低，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)使用壽命。
[0017] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置和方法結(jié)合現(xiàn)有聚變反應(yīng)堆的特 點(diǎn)，在高效回收聚變堆排灰氣中氘氚燃料的同時(shí)，加快處理速度，簡(jiǎn)化回收流程，降低系統(tǒng) 中氚的滯留量，避免了雜質(zhì)氣體對(duì)Pd合金膜分離器的不利影響，具有處理周期短、流程簡(jiǎn) 單、回收率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)有聚變反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)需求。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置和方法的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0020] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0021] 本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的 替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子 而已。
[0022] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，包括低溫栗、Pd合金膜分離單元、 色譜柱、Pd合金膜反應(yīng)單元，聚變反應(yīng)室生成的排灰氣通過低溫栗，分成A路、B路，A路進(jìn)入 Pd合金膜分離單元后分成Al路、A2路、A3路;Al路與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)相連;A2路通過色譜柱后分 別與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫同位素分離系統(tǒng)相連;A3路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng) 或氫同位素分離系統(tǒng);B路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)或氫同位素分離系統(tǒng)。
[0023] 所述的低溫栗由低溫分子篩柱和氦制冷低溫栗組合而成，低溫分子篩柱作為前級(jí) 栗，工作溫度為77K，抽出除He和出以外的雜質(zhì)氣體，氦制冷低溫栗工作溫度為4K，抽出He和 Q2〇
[0024] 所述的Pd合金膜分離單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜分離器串聯(lián)組成，所述的 Pd 合金為 Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y 或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。
[0025] 所述的色譜柱中裝填A(yù)l2〇3+l%Si〇2、涂覆Fe2〇3的4A分子篩或5A分子篩中的一種，色 譜柱工作溫度范圍為77K~150K。
[0026] 所述的Pd合金膜反應(yīng)單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜反應(yīng)器串聯(lián)組成，所述的 Pd 合金為 Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y 或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。
[0027] 本發(fā)明的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法，包括以下步驟： 6a.粗分 排灰氣經(jīng)低溫栗抽出后，在低溫栗內(nèi)進(jìn)行解吸，得到氣體I、尾氣I;氣體I包括Q2和He， 尾氣I包括N2、Q2O、CO2和CQ4; 6b. Pd膜純化 氣體I進(jìn)入Pd合金膜分離單元分離，得到氣體Π 、尾氣Π ，氣體Π 為出氣體;尾氣Π 包括 He和Q2氣體，Q2氣體的含量低于5%; 6c.純化后處理 當(dāng)氣體Π 中H/Q〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體Π 進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)； 當(dāng)氣體π中h/q彡?ο%時(shí)，氣體π進(jìn)入色譜柱脫氕，得到氣體m、尾氣m，氣體m中的h/q 〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體m進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng);尾氣m進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)； 6d.雜質(zhì)氣體處理 尾氣I、尾氣Π 進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存量達(dá)到設(shè)定數(shù)量時(shí)，進(jìn)入Pd合金膜反應(yīng)單元開始 催化膜反應(yīng)生成出和尾氣1￥，〇2進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)，尾氣IV進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)，尾氣IV 包括 N2、H2〇、C〇2 和 CH4。
[0028] 所述的步驟6d的催化膜反應(yīng)采用的催化劑為Pt+Al2〇3、Pd+Al 2〇3、Ni+Al2〇3、Pt+ CeO2或Pd+Ce〇2中的一種或二種以上。
[0029] 實(shí)施例1 排灰氣的組分及含量如下：Q2 99.10%，He 0.50%，Q20 0.10%，CQ4 0.08%，C0 0.06%，C〇2 0.03%，N2 0·10%，〇2 0.03%。
[0030] 本實(shí)施例中，由于雜質(zhì)氣體的含量很低(小于1.0%)，對(duì)Pd合金膜的性能影響較小， 低溫栗的前后級(jí)同時(shí)解吸得到氣體?:，直接進(jìn)入Pd合金膜分離單元，Pd合金膜分離單元的滲 透氣為高純度（> 99.999%)的Q2 (記為氣體證），氣體證中氕、氘、氚含量(體積百分?jǐn)?shù))分別為 2.0%、48.7%、49.3%，直接進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)。Pd合金膜分離單元分離的尾氣（記為尾氣Π )中 含有少量Q2及此、〇2〇丄〇4、0)、0)2、仏、02等雜質(zhì)氣體，儲(chǔ)存于緩沖裝置(本實(shí)施例中，緩沖裝 置采用儲(chǔ)氣罐）中。當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的尾氣達(dá)到IL后，送入Pd合金膜反應(yīng)單元，在PVAl 2O3催化劑 作用下經(jīng)過三級(jí)氫同位素交換反應(yīng)，Pd合金膜反應(yīng)單元的滲透氣為高純的Q 2,進(jìn)入氫同位 素分離系統(tǒng)(本實(shí)施例中采用低溫精餾系統(tǒng)），以除去其中的氕;反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣(記為尾氣 1￥)中，氖氣含量極低（<〇.〇1%)，進(jìn)入廢氣除氣系統(tǒng)進(jìn)一步處理。
[0031] 經(jīng)測(cè)定，處理相同組分、體積的排灰氣，本發(fā)明所需處理時(shí)間僅為CAPER工藝流程 的0.3~0.35倍。
[0032] 實(shí)施例2 本實(shí)施例中，排灰氣的組分及含量如下：Q2 94.10%，He 2.80%，Q2〇 0.80%，CQ4 0.65%， CO 0.35%,CO2 0.28%,N2 0.90%,O2 0.12%〇
[0033]本實(shí)施例中，由于雜質(zhì)氣體的含量相對(duì)較高，低溫栗的前級(jí)和后級(jí)分別解吸，前級(jí) 的低溫分子篩柱在常溫下解吸得到尾氣I，后級(jí)的氦制冷低溫栗在77K下解吸得到氣體I:。氣 體?:的主要成分為Q2和He，尾氣I含有少量Q^He、Q 2O、CQ4、CO、CO2、N2、O2等雜質(zhì)氣體。氣體B 進(jìn)入Pd合金膜分離單元，得到氣體H和尾氣H，氣體K中氕、氘、氚含量分別為11.0%、44.2%、 44.8%。由于氣體H中氕含量較高，進(jìn)入裝填A(yù)l2〇3+l%Si〇2的色譜柱中進(jìn)行脫氕處理，色譜柱 溫度為77K，獲得氕、氘、氚含量分別為1.0%、49.2%、49.8%的產(chǎn)品氣(記為氣體ΠΙ )，氣體1? 進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)。色譜柱的尾氣(記為尾氣Π? )中氕、氘、氚的含量分別為95.2%、2.5%、2.3%， 進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)(本實(shí)施例中采用低溫精餾系統(tǒng))進(jìn)行再次分離。尾氣I和尾氣31儲(chǔ) 存于緩沖裝置(本實(shí)施例中，緩沖裝置采用儲(chǔ)氣罐）中。當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的尾氣達(dá)到IL后，送入Pd 合金膜反應(yīng)單元，在NVAl2O3及PVCeO2催化劑作用下分別發(fā)生氫同位素交換反應(yīng)及水汽重 整反應(yīng)，Pd合金膜反應(yīng)單元的滲透氣為高純的Q 2,進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)(本實(shí)施例中采用 低溫精餾系統(tǒng)），以除去其中的氕；反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣（記為尾氣W )中，氘氚含量極低（< 0.01%)，進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)進(jìn)一步處理。
[0034] 經(jīng)測(cè)定，處理相同組分、體積的排灰氣，本發(fā)明所需處理時(shí)間僅為CAPER工藝流程 的0.4~0.55倍。
[0035] 本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特征在于:所述的裝置包括低溫栗、Pd 合金膜分離單元、色譜柱、Pd合金膜反應(yīng)單元，聚變反應(yīng)室生成的排灰氣通過低溫栗，分成A 路、B路，A路進(jìn)入Pd合金膜分離單元后分成Al路、A2路、A3路;Al路與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)相連;A2路 通過色譜柱后分別與氚儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫同位素分離系統(tǒng)相連;A3路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn) 入廢氣除氚系統(tǒng)或氫同位素分離系統(tǒng);B路通過Pd合金膜反應(yīng)單元進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)或氫 同位素分離系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特征在于，所述的低 溫栗由低溫分子篩柱和氦制冷低溫栗組合而成，低溫分子篩柱作為前級(jí)栗，工作溫度為 77K，抽出除He和Q 2以外的雜質(zhì)氣體，氦制冷低溫栗工作溫度為4K，抽出He和Q2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特征在于，所述的Pd 合金膜分離單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜分離器串聯(lián)組成，所述的Pd合金為Pd+Ag、Pd +Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y 或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特征在于，所述的色 譜柱中裝填A(yù)l2〇 3+l%Si02、涂覆Fe2O3的4A分子篩或5A分子篩中的一種，色譜柱工作溫度范圍 為77K~150K。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收裝置，其特征在于，所述的Pd 合金膜反應(yīng)單元由兩個(gè)或兩個(gè)以上的Pd合金膜反應(yīng)器串聯(lián)組成，所述的Pd合金為Pd+Ag、Pd +Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y或 Pd+Ag+Au+Ni 合金中的一種。6. -種聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法，包括以下步驟： 6a.粗分 排灰氣經(jīng)低溫栗抽出后，在低溫栗內(nèi)進(jìn)行解吸，得到氣體I、尾氣I;氣體I包括Q2和He，尾 氣 I 包括 N2、Q2OXO2 和 CQ4; 6b. Pd膜純化 氣體I進(jìn)入Pd合金膜分離單元分離，得到氣體Π 、尾氣Π ，氣體11為出氣體;尾氣Π 包括 He和Q2氣體，Q2氣體的含量低于5%; 6c.純化后處理 當(dāng)氣體Π 中H/Q〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體Π 進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng)； 當(dāng)氣體π中h/q彡?ο%時(shí)，氣體π進(jìn)入色譜柱脫氕，得到氣體m、尾氣m，氣體m中的h/q 〈10%并且T/D=0.95~1.05時(shí)，氣體m進(jìn)入氚儲(chǔ)存系統(tǒng);尾氣m進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)； 6d.雜質(zhì)氣體處理 尾氣I、尾氣Π 進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)存量達(dá)到設(shè)定數(shù)量時(shí)，進(jìn)入Pd合金膜反應(yīng)單元開始 催化膜反應(yīng)生成出和尾氣1￥，〇2進(jìn)入氫同位素分離系統(tǒng)、尾氣IV進(jìn)入廢氣除氚系統(tǒng)，尾氣IV 包括 N2、H2〇、C〇2 和 CH4。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚變堆排灰氣中的氘氚快速回收方法，其特征在于，所述的步 驟6d的催化膜反應(yīng)采用的催化劑為？七+六1 2〇3、？(1+六12〇3、附+六12〇 3、？七+〇6〇2或?(1+〇6〇2中的一 種或以上。
【文檔編號(hào)】C01B4/00GK105923604SQ201610245962
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】熊亮萍, 王和義, 龔宇, 岳磊, 侯京偉, 陳曉軍, 劉云怒, 夏修龍, 肖成建, 張勤英
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所