[发明专利]一种低温钯置换分离方法

权利要求书

1.一种钯置换分离氢同位素的方法，包括以下步骤：

1）降温：将原料柱和钯置换分离柱浸泡在液氮中，使其冷却到液氮温度；浸泡的过程中，原料柱和钯置换分离柱的温度降低到液氮的温度，然后等待氢气被注入到原料柱中进行吸附；

其中，原料柱和钯置换分离柱是连接在一起的不锈钢钢管，两者相互连通，方便通入氢气在其中流动分离；

2）吸附氢气：向原料柱中通入氢气，使其吸附上氢气；原料柱吸附待分离原料气——氢气，作为储存氢气的基础单元；低温时完成吸附；

3）脱离低温：将原料柱、钯置换分离柱与液氮分离开来，使其不再受到相应的低温处理；

4）转移至分离柱：将原料柱进行加热，使其中的氢气自然的分离出来，分离出来的氢气进入到下一级钯置换分离柱中；

其中，所述加热方法为：先采用提升法先将原料柱提升，提升脱离液氮液面以后，原料柱和钯置换分离柱被空气辐射加热；然后，提升使得原料柱和钯置换分离柱通过一个中频加热线圈，加热线圈内的原料柱和/或钯置换分离柱收到中频线圈的辐射加热，原料柱柱内加热解析的氢同位素混合气体进入分离柱；

5）置换分离并收集：同样的方式，钯置换分离柱进行加热处理，分段收集流出分离柱的气体，分析气体成分，确定分离系数；或者收集相应的富含氘/氚的氢气、纯氘/氚气体。

2.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，所述钯置换分离柱是由内径8-12mm不锈钢钢管填充Pd-Al₂O₃吸附材料制成的，其中Pd-Al₂O₃吸附材料的钯含量比例为20-45wt%。

3.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，将原料柱和钯置换分离柱制备成螺旋状结构，形状为螺旋管状，使得原料柱和钯置换分离柱的结构呈现紧密的螺旋状。

4.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，分段收集分离柱流出的气体，分析气体成分，可以分析分离柱流出气体中的氘含量，或氚含量。

5.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，利用中频线圈加热的过程中，控制加热的温度达到275-350℃。

6.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，控制中频加热线圈的功率为500w-5kw。

7.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，中频加热线圈的频率控制在100-2000Hz之间。

8.如权利要求1所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，步骤（4）中应用中频加热线圈进行加热的过程中，包括中频加热电源、中频加热线圈和控制原料柱和/或分离柱升降的升降机构。

9.如权利要求4所述钯置换分离氢同位素的方法，其特征在于，步骤（5）监测分离出来的气体成分，采用的是间接检测分析方法。