[发明专利]一种氢同位素提纯净化过滤器

说明书

本发明公开了一种氢同位素提纯净化过滤器，由上壳体和下壳体组成，下壳体的下端开设有进气口，下壳体中沿进气口依次平行设置有粗过滤滤芯和一级滤芯，下壳体的上端环设有下凸缘，下壳体的上壁设置有与下凸缘相配合的环形凸台，环形凸台上安装有二级滤芯，二级滤芯与一级滤芯垂直，上壳体的上端环设有与下凸缘平行的上凸缘，下凸缘和上凸缘之间通过螺栓固定连接，上壳体的侧方开设有排气口。本发明的过滤器中依次设置有粗过滤滤芯、一级滤芯和二级滤芯，先利用粗过滤滤芯和一级滤芯去除微粒和杂质气体，再利用二级滤芯分离回收氘氚，避免了氘氚燃料反应后的气体中的微粒以及杂质气体吸附并堵塞滤芯膜孔，提高了分离效率，延长了滤芯的使用寿命。

技术领域

本发明氢同位素过滤技术领域，具体涉及一种氢同位素提纯净化过滤器。

背景技术

为了满足日益增长的能源需求，解决化石燃料带来的环境污染问题，我国参加了国际热核聚变能反应堆(ITER)计划，支持聚变堆的相关工程和技术研究。根据目前的设计，大量氘氚会随着等离子体排灰气排出，为了提高氘氚的利用率、避免对环境产生污染，必须进行等离子体排灰气处理(TEP)，回收其中的氘氚。目前，国外在TEP方面已有的研究中，均采用钯基膜分离器分离回收大部分未反应的以单质形式存在的氘氚燃料，该方法具有氢选择性高、氢渗透率高和化学稳定性好等特点。但是报道的氢分离器只针对理想状态的氘氚燃料，实际上反应后的气体中必然含有一定量的微粒以及其他杂质气体。而气体中携带的微粒以及杂质气体吸附在钯膜表面，将极大地降低钯基膜分离器的分离效率，甚至损坏该分离器。

西北有色金属研究院正在开展氢同位素过滤器分离的设计、研制及分离工艺的研究。已开发出了系列的氢同位素分离用滤芯，且依据上述滤芯已在煤化工领域开展了氢分离的工况使用研究。但现在氢同位素过滤器一般基于单一的过滤滤芯，导致滤芯分离效率低，以及滤芯使用寿命低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种氢同位素提纯净化过滤器。该过滤器中依次设置有粗过滤滤芯、一级滤芯和二级滤芯，采用多级分离方法首先利用粗过滤滤芯去除氘氚燃料反应后的气体中的微粒，然后利用一级滤芯除去杂质气体，最后利用含有钯基膜的二级滤芯分离回收氘氚燃料，避免了氘氚燃料反应后的气体中的微粒以及杂质气体吸附在钯基膜表面堵塞膜孔，大大提高了过滤器的分离效率，延长了滤芯的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氢同位素提纯净化过滤器，其特征在于，由上壳体和下壳体组成，所述下壳体的下端开设有进气口，所述下壳体中沿进气口依次平行设置有粗过滤滤芯和一级滤芯，所述下壳体的上端环设有下凸缘，所述下壳体的上壁设置有与下凸缘相配合的环形凸台，所述环形凸台上安装有二级滤芯，所述二级滤芯与一级滤芯垂直，所述上壳体的上端环设有与下凸缘平行的上凸缘，所述下凸缘和上凸缘之间通过螺栓固定连接，所述上壳体的侧方开设有排气口。

上述的一种氢同位素提纯净化过滤器，其特征在于，所述粗过滤滤芯和一级滤芯均通过焊接固定在下壳体的内壁上。采用焊接的方式将粗过滤滤芯和一级滤芯固定在下壳体的内壁上，保证了粗过滤滤芯和一级滤芯在分级过滤工作过程中的稳定性，从而有利于提高了原料气体中的微颗粒和杂质气体的去除效率，进而提高了原料气体的通气量。

上述的一种氢同位素提纯净化过滤器，其特征在于，所述粗过滤滤芯的过滤精度为0.1μm～1.0μm，过滤效率不小于98％，所述粗过滤滤芯的材质为316L不锈钢，所述粗过滤滤芯为316L烧结粉末膜层和316L烧结金属丝网组成的板状或管状结构。上述过滤精度和过滤效率的粗过滤滤芯可有效去除原料气体中的微颗粒，而采用316L烧结粉末膜层和316L烧结金属丝网组成的板状或管状结构的粗过滤滤芯的强度高，焊接性能好，从而提高了粗过滤滤芯的气体通量，有利于提高了过滤器的提纯净化效率，且便于粗过滤滤芯通过焊接安装在下壳体内，