[发明专利]一种用于实现水去氚化的系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种用于实现水去氚化的系统，包括催化交换系统、氢气供料系统、含氚水供应系统、含氚氢气干燥与收集系统、低氚水收集系统、冷凝系统和检测控制装置。本发明可以满足水去氚化全部工艺需求，包括系统运行前抽真空处理、分子筛床交替干燥和活化的不间断处理工艺等，其不仅布局合理，大幅提高了含氚水净化效率，而且能获得高浓度的含氚氢气。同时，本发明操作便捷，能耗低，催化交换系统内气液相间接触面积大、传质系数大、反应效率高，并且流体能定向流动，能够定量控制水去氚化效率。本发明催化交换装置结构简单，比传统水去氚化交换柱高度显著降低，设备投资和催化剂投资大幅缩减。

主权项

一种用于实现水去氚化的系统，其特征在于，包括催化交换系统(13)、氢气供料系统、含氚水供应系统、含氚氢气干燥与收集系统、低氚水收集系统、冷凝系统和检测控制装置；所述催化交换系统(13)包括顶盖、外筒(5)、中心区进气管(1)、环隙区进气管(2)、烧结板(3)、带有导流孔的导流筒(4)、涂覆了疏水催化剂的θ环填料(6)、含氚水进水管(7)、含氚氢气排气管(8)、环管式分布器(9)和低氚水出水管(12)；所述顶盖设置在外筒(5)顶部，所述环管式分布器(9)位于外筒(5)内部并靠近顶盖，所述含氚水进水管(7)和含氚氢气排气管(8)则均穿入顶盖与外筒内部连通，并且含氚水进水管(7)还与环管式分布器(9)连接；所述导流筒(4)设置在外筒(5)内部底部，并将外筒内部底部空间分隔为中心区和环隙区，所述中心区进气管(1)由外筒(5)底部穿入并与导流筒(4)连通；所述环隙区进气管(2)与外筒(5)底部连通；所述烧结板(3)固定在外筒(5)内部，并位于导流筒(4)下方，其将外筒(5)底部分隔出一个氢气进气缓冲腔体；所述θ环填料(6)分别填装于中心区和环隙区内；所述低氚水出水管(12)与外筒(5)外壁连接并与环隙区连通；所述氢气供料系统同时与中心区进气管(1)和环隙区进气管(2)连接，用于同时向中心区和环隙区内通入高纯氢气；所述含氚水供应系统分别与含氚水进水管(7)和低氚水出水管(12)连接，用于向外筒(5)内通入含氚水以及回收低氚水出水管(12)排出的氚浓度未达标的含氚水；所述含氚氢气干燥与收集系统包括通过管道与含氚氢气排气管(8)连接的第一冷凝器(24)，均与该第一冷凝器(24)连接、且呈并联关系的第一分子筛干燥床(31)和第二分子筛干燥床(35)，设置在第一分子筛干燥床(31)上、用于加热第一分子筛干燥床的第一加热器(30)，设置在第二分子筛干燥床(31)上、用于加热第二分子筛干燥床的第二加热器(34)，均同时与第一分子筛干燥床(31)和第二分子筛干燥床(35)连接的气体压缩机(41)和干燥气体加热器(44)，与气体压缩机(41)连接的含氚氢气产品罐(56)，同时与第一分子筛干燥床(31)和第二分子筛干燥床(35)连接、用于活化时除去分子筛干燥床中的水蒸气的第二冷凝器(49)，以及与该第二冷凝器(49)连接的气体循环泵(50)；所述含氚氢气产品罐(56)还通过传输管路与氢气供料系统连接；所述低氚水收集系统与低氚水出水管(12)连接，用于收集由低氚水出水管排出的低氚水；所述冷凝系统包括同时与第一冷凝器(24)和第二冷凝器(49)连接、用于提供冷源的冷凝水箱(27)，与第一冷凝器(24)连接、用于收集由其传输出来的冷凝含氚水的第三液体质量流量计(72)，与第二冷凝器(49)连接、用于收集由其传输出来的冷凝含氚水的第二液体质量流量计(68)，以及同时与第三液体质量流量计(72)、第二液体质量流量计(68)和含氚水供应系统连接的冷凝水储藏罐(69)；所述检测控制装置同时与催化交换系统(13)、氢气供料系统、含氚水供应系统、含氚氢气干燥与收集系统、低氚水收集系统、冷凝系统连接，用于监测和控制系统的压力、液位、温度、湿度和氚含量，并在系统使用前对其进行抽真空预处理。