[實用新型]一種制取氘的裝置

有效

• 申請號: 201920258866.0
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN209537648U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 田斌;房迪;武志斐;趙富強;王浩格;史向宇;張旭彤;解予寧;史建宇;張毓桐;牛藝超;牛藝博
• 申請（專利權）人: 王麗琴
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B9/08;C25B15/00;C02F1/461
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 杜立軍;孫進華

本實用新型實施例公開了一種制取氘的裝置，包括電陰極容器缸，用于接通電源負極；隔膜，設置在電陰極容器缸內，用于形成陽極區內腔和陰極區內腔；電陽極，用于接通電源正極，設置在隔膜的陽極區內腔內；激活源，用于激活水溶液中D?O化學鍵活性，通過沿進水口通入水溶液后，并以預設角度向陰極區內腔內輸入激活源，在激活水溶液中的D?O化學鍵活性的同時，向裝置上通入預設電壓，使D+在電場的作用下被電解出，從而分別得到氘元素和低氘水。本實用新型以更低的能耗，更廉價的設備，更綠色環保方式對水中的氘進行分離與濃縮，操作簡單，不需要復雜設備，同時生產出無污染的低氘水。

技術領域

本實用新型實施例涉及制取氘元素的技術領域，具體涉及一種制取氘的裝置。

背景技術

自然界中氫元素(H)的同位素氘(D)以約150ppm(百萬分之一)的濃度廣泛分布于水中，即以重水(分子式HDO或D2O)的形態存在于自然界的水中。氘(D)是核工業中重要的原材料，同時將水中的重水分離后產生的低氘水(氘(D)含量低于145ppm)是更加理想的飲用水，所以氘的濃縮和低氘水的備制有很高的實際價值。

目前對水中氘(D)分離與低氘水的備制主要通過以下三種途徑實現：1) 電解水法；2)真空反復蒸餾法；3)化學置換法。其中第一種方法分離效果最好，但是能耗極高，而且設備費用很高；第二種方法除了能耗高之外，氘(D) 分離效果不是很好；第三種方法會對分離后的水和環境造成污染，不能飲用，后期處理復雜。

申請號為CN201710341585.7的實用新型專利公開了一種制備多種濃度低氘水的精餾工藝系統，包括氮氣供氣系統、原料水供應系統、第一水精餾系統、第一氘水收集系統、第一換熱系統、第一監測控制系統、第二水精餾系統、第二氘水收集系統、第二換熱系統、第二監測控制系統、第三水精餾系統、第三氘水收集系統、第三換熱系統、第三監測控制系統。本實用新型還提供了該精餾工藝系統的實現方法。該實用新型邏輯嚴謹、設計完備，可提高氫氘分離效率，并提供滿足不同需求的濃度的低氘水。但其結構相對復雜，設備成本及能耗高，無法通過簡單操作實現。

實用新型內容

為此，本實用新型實施例提供一種制取氘的裝置，以解決現有技術中制取氘的設備結構復雜，成本高，能耗高的問題。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供如下技術方案：

根據本實用新型實施例的第一方面，一種制取氘的裝置，包括：

電陰極容器缸，所述電陰極容器缸呈上端面大于下端面的錐形結構，用于接通電源負極，其內壁為激活源反射面，并在電陰極容器缸下端的外壁上開設有供水溶液流入的進水口；

隔膜，所述隔膜呈管狀結構，其設置在電陰極容器缸內，且隔膜的上端口與電陰極容器缸的上端面形成封閉，使隔膜的內部形成陽極區內腔，隔膜與電陰極容器缸之間形成陰極區內腔，所述電陰極容器缸的上端面分別開設有連通陰極區內腔的氘氣排出口和低氘水排出口；

電陽極，用于接通電源正極，設置在隔膜的陽極區內腔內；

激活源，用于激活水溶液中D-O化學鍵活性，所述電陰極容器缸上端的外壁上開設有供激活源輸入的激活源輸入口。

進一步地，所述電陰極容器缸上端的外壁上設有供電源負極接入的連接點。

進一步地，所述隔膜為石棉網或玻璃纖維膜。

進一步地，所述氘氣排出口的位置靠近電陰極容器缸的內壁。

進一步地，所述電陽的電極穿出電陰極容器缸的上端面置于電陰極容器缸的外側。

進一步地，所述電陰極容器缸的上端面開設有連通陽極區內腔的氧氣排出口。

進一步地，所述激活源為紅外線激光束或電磁波或超聲波或催化劑或電磁激蕩回路。