[發明專利]一種高效型除氚凈化裝置及其除氚方法

在審

• 申請號: 201410759805.4
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104485146A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 鄭振華;高博;黃志勇;巫泉文;薛炎;劉衛東;武志剛;李嶸;邵正鋒;羅文華;蒙大橋;唐濤;石巖
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: G21F9/02
• 分類號: G21F9/02
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 廖曾

1.一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，包括柜體（1）、氣體循環泵（2）和儲氣罐（20），以及均設置在該柜體（1）內的真空泵（3）、流量控制器（7）、催化吸氣裝置和內部填裝有5A分子篩的吸附床（15）；所述氣體循環泵（2）、流量控制器（7）、催化吸氣裝置和吸附床（15）通過管道依次連接并構成循環回路，所述真空泵（3）通過第一單向閥（4）接入到該循環回路中；所述氣體循環泵（2）通過第二單向閥（5）與氚系統連接，所述儲氣罐（21）與循環回路連接并位于氣體循環泵（2）與氚系統之間；所述催化吸氣裝置包括并聯的催化氧化裝置和合金吸附裝置，其中，催化氧化裝置包括依次連接的第一電磁閥（8）、內部填裝有貴金屬Pt催化劑的催化床（10）、第二電磁閥（11），所述合金吸附裝置包括依次連接的第三電磁閥（12）、內部填裝有Zr₂Fe合金顆粒的吸氣劑床（13）、第四電磁閥（14）；所述流量控制器（7）同時與第一電磁閥（8）和第三電磁閥（12）連接，而所述吸附床（15）則同時與第二電磁閥（11）和第四電磁閥（14）連接；所述催化床（10）內部還設有襯墊，該襯墊纏繞貴金屬Pt催化劑外壁一周并用于固定和防止催化劑振動；所述氣體循環泵（2）與流量控制器（7）之間的管道上還設有補氣閥門（6）。

2.根據權利要求1所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，所述柜體（1）、氣體循環泵（2）和儲氣罐（20）各自的底部均設有活動輪（21）。

3.根據權利要求1或2所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，還包括分別設置在所述循環回路中的原氣取樣閥（17）和尾氣取樣閥（18）。

4.根據權利要求3所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，所述催化床（10）、吸氣劑床（13）和吸附床（15）各自的進、出口端均設有波紋管截止閥（9）。

5.根據權利要求4所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，所述真空泵（3）、原氣取樣閥（17）、尾氣取樣閥（18）和儲氣罐（20）上均設有壓力真空規（19）。

6.根據權利要求5所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，所述吸附床（15）為兩個，并且兩個吸附床通過切換閥（16）并聯連接。

7.根據權利要求1、2、4、5或6所述的一種高效型除氚凈化裝置，其特征在于，所述氣體循環泵（2）為隔膜壓縮機。

8.一種高效型除氚凈化裝置的除氚方法，其特征在于，包括以下步驟：

惰性氣體保護氣氛中的除氚模式

（1）開啟真空泵，對整個裝置進行抽真空處理，直至裝置內的真空度小于10Pa時關閉真空泵；

（2）將氣體循環泵與氚系統連接；

（3）開啟氣體循環泵，將氚系統中的含氚氣體泵入，并開啟補氣閥門，充入惰性氣體與含氚氣體混合，然后利用流量控制器調節氣體的流量；

（4）同時開啟第三電磁閥和吸氣劑床，使在惰性氣體保護氣氛中的含氚氣體進入到吸氣劑床中，由吸氣劑床對含氚氣體中的氚及其氫同位素進行吸附凈化；

（5）吸附完成后，開啟第四電磁閥和切換閥，使氣體進入到吸附床中進行脫水干燥，并排出；

（6）重復步驟（2）～（5），直至含氚氣體被完全凈化；

含氧氣氛中的除氚模式

（1）開啟真空泵，對整個裝置進行抽真空處理，直至裝置內的真空度小于10Pa時關閉真空泵；

（2）將氣體循環泵與氚系統連接；

（3）開啟氣體循環泵，并進行增壓，使氚系統中處于含氧氣氛下的含氚氣體被泵入，并經流量控制器調節氣體的流量；

（4）同時開啟第一電磁閥和催化床，使含氚氣體進入到催化床中，由催化床將含氚氣體中的氚及其氫同位素氧化成水；

（5）催化氧化完成后，開啟第三電磁閥和切換閥，使氣體進入到吸附床中進行脫水干燥，并排出；

（6）重復步驟（2）～（5），直至含氚氣體被完全凈化。

9.根據權利要求8所述的一種高效型除氚凈化裝置的除氚方法，其特征在于，在所述“惰性氣體保護氣氛中的除氚模式”和“含氧氣氛中的除氚模式”中，若發生氚泄漏，則在兩個模式各自的步驟（2）之前，先接入預先抽過真空的儲氣罐，使含氚氣體轉移到儲氣罐中，然后再進行除氚。