[發(fā)明專利]一種輕水制取超輕水的方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210496599.3
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103848399A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯香文
• 申請（專利權(quán)）人: 柯香文
• 主分類號: C01B5/00
• 分類號: C01B5/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅烘玉

1.一種以輕水制取超輕水的方法，其特征在于該方法的工藝步驟為：

（1）輕水去離子處理，輕水經(jīng)過陰離子交換樹脂柱和陽離子交換樹脂柱脫去水中的陰陽離子，避免有害物質(zhì)在電極上沉積；

（2）在6℃-18℃的溫度條件下，將輕水與電解質(zhì)氫氧化鉀混合，混合比例為質(zhì)量百分比5-8%；待氫氧化鉀充分溶解后，將含有5-8%氫氧化鉀的輕水（電解液）送入無隔膜減容電解槽，并產(chǎn)生氧氣和氕氣；低溫電解為間歇操作，在填料和開車前電解槽，合成反應(yīng)器均應(yīng)抽真空，真空度為1×10^-1-1×10^-2帕；在電解過程中極板始終保持在電解液內(nèi)；

（3）催化合成超輕水：將電解槽電解生成的氧、氕(氘)混合氣經(jīng)阻火器、干燥器送入合成反應(yīng)器，在合成反應(yīng)器中先通過混和合室、阻火層、催化劑層，混合氣在催化劑層內(nèi)在鈀催化劑的作用下形成水蒸汽通過冷凝器冷凝形成的蒸餾水即為超輕水；

合成反應(yīng)器的爐體底部設(shè)有噴嘴，噴嘴上方設(shè)有氣體混合區(qū)、阻火區(qū)和合成區(qū)，阻火區(qū)內(nèi)裝有細(xì)粒石英沙，合成區(qū)內(nèi)裝有鈀催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成反應(yīng)所用催化劑為鈀催化劑，載體為直徑2-3毫米的三氧化二鋁γ-Al₂lO₃球型顆粒，催化劑鈀含量為0.2-0.4%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成反應(yīng)器的出口壓力控制在0.01-0.02Mpa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氕氣、氧混合氣流經(jīng)噴嘴的速度是30-35米/秒。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，石英砂的顆粒度是0.8-1.6mm。?

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成反應(yīng)器阻火層厚度為合成反應(yīng)器內(nèi)徑的5-7倍。

7.用于權(quán)利要求1-6任一所述方法的設(shè)備，其特征在于，

水電解采用的設(shè)備為低溫?zé)o隔膜減容電解槽、電解槽為箱式結(jié)構(gòu)，段與段之間用方形法蘭連接；下段為電解槽體，中段為列管冷暖器箱體、上段為緩沖箱體、槽內(nèi)電極板為板狀結(jié)構(gòu)，陰陽極之間由聚四氟乙烯墊圈隔開，形多個(gè)電解小池，多個(gè)電解小池組成雙極性無隔膜減容電解槽；

合成超輕水的設(shè)備是催化合成反應(yīng)器、它是由噴嘴、爐體和加熱套三部分組成；噴嘴分內(nèi)外嘴，內(nèi)噴嘴、噴口直經(jīng)為6mm，外嘴直經(jīng)10mm，而爐體為圓柱形直經(jīng)159mm，分為三部分：噴嘴上方由圓柱形，圓錐形組成的空間稱為混合室，氫氣和氧氣在這里混合；混合室以上部分為阻火層、阻火層由花板支撐高650mm，它里面裝有細(xì)粒的石英沙，阻火區(qū)上面為合成區(qū)，合成區(qū)內(nèi)裝有鈀催化劑；反應(yīng)器頂部裝有銅制防爆膜。