以重水为原料制取超高纯氘气的生产方法

摘要

本发明涉及一种以重水为原料制取超高纯氘气的生产方法，包括五个步骤：低温浓缩重水、蒸馏除碱、氘气制取、回收、蒸馏。本发明的特点是：电解浓缩重水在低温条件下进行，减小电解槽内电阻，有利于电解液循环混合，显著提高分离系数，可获得超高浓度的重水；对设备及管线进行真空处理，避免残存在设备内的空气和附着的水汽薄膜对原料及产品的稀释，保证原料及产品的纯度；原料的配制在干燥手套箱内进行，防止被湿气稀释；对排除的废料进行回收处理再利用，降低了成本；通过该方法生产的氘气，其纯度为99.99％以上。

主权项

1、以重水为原料制取超高纯氘气的生产方法，其特征在于该方法包括下列步骤：A、低温浓缩重水阶段 先对该阶段所用设备及管线抽真空，去除设备中的水汽薄膜，然后在干燥手套箱内将重水和电解质送入混合器内混合，混合后的电解液通过真空抽吸方法吸入减容电解槽内，对电解液进行低温处理，电解液温度在-19℃-1℃的条件下进行电解，使重水浓度达到99.999％，电解终止，电解产生的爆鸣气送入回收阶段的合成反应器内；B、蒸馏除碱阶段 先对该阶段所用设备及管线抽真空，去除设备内的水汽薄膜，然后将电解槽内的残液放进蒸馏器，加热至沸腾，蒸馏获得重水，蒸馏结束后去除残存在蒸馏器内的电解质；C、氘气制取阶段 先对该阶段所用设备及管线抽真空，去除设备内的水汽薄膜，然后将蒸馏获得的重水送入氘气发生器的电解槽，电解产生氘气，并对氘气进行冷冻、干燥处理，然后压缩、灌充至钢瓶内；D、回收阶段 先对该阶段所用设备及管线抽真空，与第一阶段同步进行，然后将第一阶段电解重水产生的爆鸣气经冷凝、冷冻后，进行催化合成反应，生成重水蒸汽，冷凝为重水后回收，尾气放空；E、蒸馏阶段 开车前先对该阶段所用设备及管线抽真空，然后将第四阶段回收的稀重水进行蒸馏，蒸馏开始为全回流运行，然后再进行部分回流运行，当塔底存留液重水浓度达到99.6％时，蒸馏终止，蒸馏获得的重水送入第一阶段再浓缩。