[发明专利]一种重核氢同位素的富集分离方法

权利要求书

1.一种重核氢同位素的富集分离方法，包括以下步骤：

(1)将一定量待分离的氢同位素混合气体经分离柱1的入口充入到处于低温环境的分离柱1中；

(2)保持分离柱1在低温环境，将所述分离柱1中的气体从分离柱1的出口经分离柱2的入口向处于低温环境的分离柱2中转移，直至分离柱1内压力降低至5～15kPa；

(3)将分离柱1恢复至室温，保持分离柱2在低温环境，将分离柱1中的气体从分离柱1的出口经分离柱2的入口向分离柱2中转移，直至分离柱1内的压力降低至0.5～1.5kPa；

(4)保持分离柱2在低温环境，将分离柱2中的气体从分离柱2的出口经分离柱1的入口向处于低温环境的分离柱1中转移，直至分离柱2内压力降低至5～10kPa；

(5)将分离柱2恢复至室温，保持分离柱1在低温环境，将分离柱2中的气体从分离柱2的出口经分离柱1的入口向分离柱1中转移，直至分离柱2内的压力降低至0.5～1.5kPa；

(6)依次重复上述步骤(2)～(5)4～12次；

(7)保持分离柱1在低温环境，将分离柱1中的气体从分离柱1出口向尾气罐中转移，得到尾气；所述尾气的量为分离柱1柱容量的13％～26％；

(8)将分离柱1恢复至室温，保持分离柱2在低温环境，将分离柱1中剩余的气体从分离柱1的出口经分离柱2的入口向分离柱2中转移，至转移的气体占分离柱1柱容量的72％～86％；

(9)保持分离柱1在室温，将分离柱1中剩余的气体从分离柱1的出口向产品罐中转移，得到产品气；所述产品气的量为分离柱1柱容量的0.5％～2％；

(10)保持分离柱2在低温环境，将一定量的新的待分离的氢同位素混合气体从分离柱2的入口补充入分离柱2中；

(11)保持分离柱2在低温环境，将所述分离柱2中的气体从分离柱2的出口向尾气罐中转移，得到尾气；所述尾气的量为分离柱2柱容量的13％～26％；

(12)将分离柱2恢复至室温，将分离柱2中剩余的气体从分离柱2的出口经分离柱1的入口向处于低温环境的分离柱1中转移，至转移的气体占分离柱2柱容量的72％～86％；

(13)保持分离柱2在室温，将分离柱2中剩余的气体从分离柱2的出口向产品罐中转移，得到产品气；所述产品气的量为分离柱2柱容量的0.5％～2％；

(14)对分离柱1和分离柱2依次轮流重复进行所述步骤(10)～(13)中的操作；合并产品罐中的产品气，获得高浓度重核氢同位素气体。

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述分离柱1和分离柱2的结构和吸附量相同。

3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于，所述分离柱1和分离柱2中填充的分子筛为5A分子筛、13X分子筛、Y型分子筛或碳分子筛。

4.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(1)分离柱1和步骤(2)分离柱2在使用前进行活化处理。

5.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(1)中将待分离的氢同位素混合气体充入后，分离柱1的柱内压力为90～200kPa。

6.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(1)～(12)中的低温环境的温度为-196～-190℃。

7.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(1)～(12)、中保持低温环境的方式均为浸入液氮；所述步骤(3)、(5)、(8)和(12)中恢复至室温的方式均为脱离液氮。

8.根据权利要求7所述的分离方法，其特征在于，当所述分离柱1和分离柱2脱离液氮时，所述分离柱1和分离柱2的外壁处于惰性气氛或真空环境中。

9.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(3)、(5)、(8)和(12)中恢复至室温的升温速率为10～20℃/min。

10.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述步骤(10)和(14)中补充入的新的待分离的氢同位素混合气体的体积与转移的尾气和产品气的总体积相同。