一种低温置换色谱氢同位素分离装置及方法

摘要

本发明提供了一种低温置换色谱氢同位素分离装置及方法，本发明将该氢同位素气体与氦的混合气体冷却后依次通过冷却的、充填有颗粒状载钯三氧化铝（Al2O3/Pd）的主分离柱和产品气收集柱，得到富含重同位素组分氘和氚的产品气；用热的氦气流通过并加热主分离柱，使释放气体依次通过冷却的、充填有颗粒状载钯三氧化铝（Al2O3/Pd）的次分离柱和产品气收集柱，得到富含重同位素组分氘和氚的产品气；产品气体收集完成后，使流出次分离柱的中丰气体直接反馈到原料气罐中；中丰气体反馈过程完成后，加热主分离柱、次分离柱，加热释放气体通过尾气收集柱收集。本发明的分离装置结构简单，分离流程合理、装置的建造与运行成本低。采用本发明进行氢同位素分离分离系数较高。

主权项

一种低温置换色谱氢同位素分离装置，其特征在于：所述的分离装置包括原料气贮存罐（1）、阀门（2）、气体缓冲贮存罐（3）、气体循环泵（4）、产品气收集柱（5）、中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）、第一热交换器（8）、次级分离柱（9）、后级气体冷却器（10）、第一气体成分分析仪（11）、主分离柱（12）、第二热交换器（13）、气体加热器（14）、前级气体冷却器（15）、气体压力传感器（16）、气体流量计（17）和第二气体成分分析仪（18）；其中，气体压力传感器（16）安装在气体管道上；原料气贮存罐（1）通过阀门与前级气体冷却器（15）相连接；气体流量计（17）安装在原料气贮存罐（1）与前级气体冷却器（15）之间的管道上；前级气体冷却器（15）通过阀门与主分离柱（12）的进气端连接；主分离柱（12）的进气端同时还与气体加热器（14）连接；主分离柱（12）的气体出口端通过阀门与产品气收集柱（5）连接，主分离柱（12）的气体出口端与第二热交换器（13）连接；在主分离柱（12）和产品气收集柱（5）之间的管道上连接第二气体成分分析仪（18）；第二热交换器（13）的另一端通过阀门与后级气体冷却器（10）连接；后级气体冷却器（10）与次级分离柱（9）和第一热交换器（8）依次连接；第一热交换器（8）的另一端通过阀门分别与中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）、产品气体收集柱（5）同时连接；在次级分离柱（9）的出口端管道上通过阀门连接第一气体成分分析仪（11）；产品气收集柱（5）、中丰气体收集罐（6）、尾气收集柱（7）的出口端通过阀门分别与泵（4）同时连接；气体循环泵（4）的另一端通过阀门与气体缓冲贮存罐（3）、原料气贮存罐（1）同时连接；气体缓冲贮存罐（3）通过阀门（2）与原料气贮存罐（1）连接；气体加热器（14）通过阀门与气体缓冲贮存罐（3）连接；第二热交换器（13）还通过阀门与次级分离柱（9）连接。