[发明专利]一种用于处理中子成像仪产生氚气的净化装置

说明书

技术领域

本发明属于化工和核设备技术领域，具体涉及到一种用于处理中子成像仪产生氚气的净化装置的系统。

背景技术

国内外涉及到氚操作的设施都会产生一定量的氚污染，通过资料调研表明，氚设施中均配备了相应的现场氚废气处理装置或措施，但由于氚设施或氚操作现场的情况、氚工艺流程、操作模式、运行时间、现场氚排放管理限值等情况各异，因此市场上并无标准商品销售。由于氚气在常温、常压、正常湿度下，大约60天左右会有一半HT转化为HTO，而HTO的吸入危害是气态氚的1.0×10⁴倍，HTO还能通过皮肤吸收进入体内。因此基于HT和HTO的放射性危害，需要设计一种高效、可靠并且成本低廉的系统对场所中产生的氚气进行净化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于处理中子成像仪产生氚气的净化装置，该装置可高效、准确的实现氚气净化，具有生成氚废物较少、换料次数少、稳定性高等特点，满足对应涉及氚工艺实验室的现场环境、排放限值、放射性职业卫生防护等要求。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现：

一种用于处理中子成像仪产生氚气的净化装置，包括控制及信号处理系统、气体输送系统、气体收集系统和净化处理系统，所述控制及信号处理系统通过控制信号线与所述的气体输送系统、气体收集系统和净化处理系统相连，

气体输送系统包括过滤器、隔膜增压泵I和控制阀，过滤器通过管道与隔膜增压泵I相通，隔膜增压泵I后连接有收集罐，过滤器、隔膜增压泵I和收集罐之间设置有控制阀；

气体收集系统包括两个相互串联的收集罐，收集罐之间设置有压力计，且收集罐的输入端通过管道与气体输送系统的输出端相通，收集罐的输出端通过管道依次与流量计、电离室和隔膜增压泵II相通；

净化处理系统包括预热器、催化氧化器、空冷器、冷凝收集器、分子筛吸附器和液氨冷却器，所述预热器前端与隔膜增压泵II的输出端相连，其后端依次经管道连接有催化氧化器和空冷器，所述催化氧化器由两个相串联的催化氧化器I和两个相串联的催化氧化器II组成，催化氧化器I为钯无机疏水催化剂的催化反应器，催化氧化器II为铂无机疏水催化剂的催化反应器，空冷器后分别连接有两个管道，一管道经控制阀和冷水循环系统与分子筛吸附器相连，另一管道经两串联的冷凝收集器后与分子筛吸附器相连，所述分子筛吸附器的输出端经由控制阀直接与电离室相连，或者分子筛吸附器的输出端经控制阀和液氨冷却器后与电离室相连，经过电离室后的合格气体排放，不合格气体经管道回流至收集罐。

优选的，净化装置采用两套相互并联的净化系统进行处理。

收集罐的容积为1m³的316L不锈钢材质制成，收集罐的出口压力不超过0.6MPa。

催化氧化器的反应温度控制在50～500℃。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

(1)选择弱电流静电计和承压电离室的组合作为处理装置的连续测量单元，弱电流静电计不确定度＜15％，承压电离室在不同电压下氚电力电流响应稳定，满足装置在运行中对氚浓度变化进行监控的要求；

(2)通过对有机疏水除氚催化剂、无机疏水催化剂的表征、性能测试、耐中毒考察、活性组分优化分散等研究手段，充分比较了疏水催化剂的适用性，并选取无机疏水催化剂作为处理装置使用的除氚关键材料；

(3)通过氚尾气处理装置工艺流程的优化研究及设计，将氚浓度测量单元、含氚废气收集单元、氚催化氧化单元和HTO收集单元作为整套装置的组成部分，设计了电离室的气路、含氚废气收集单元流程、催化氧化反应器装填体积，HTO分步收集部件结构等，优化提高了部件使用率和材料使用寿命。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图中各个标记分别为：1、过滤器，2、隔膜增压泵I，3、控制阀，4、收集罐，5、流量计，6、电离室，7、膈膜增压泵II，8、预热器，9、催化氧化器I，10、催化氧化器II，11、空冷器，12、冷凝收集器，13、分子筛吸附器，14、液氨冷却器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，一种用于处理中子成像仪产生氚气的净化装置，包括控制及信号处理系统、气体输送系统、气体收集系统和净化处理系统，所述控制及信号处理系统通过控制信号线与所述的气体输送系统、气体收集系统和净化处理系统相连，