CN105032122B - 一种氚化水回收装置的实现方法 - Google Patents

一种氚化水回收装置的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氚化水回收装置,包括氚化水供给装置、第二气体循环泵、冷凝器、氚化水存储罐以及内部均填装有5A分子筛的第一吸附床和第三吸附床;氚化水供给装置连接第一吸附床并构成氚化水去除回路;第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床依次连接,并且第三吸附床回连于冷凝器输入端,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床构成一个氚化水回收回路;氚化水存储罐连接冷凝器输出端。本发明不需要采用额外的载气即可实现气体中氚化水的回收,并且只输出液态氚化水,运行过程中不会产生其余含氚废物,安全可靠;同时,将本发明连接到氚工艺实验室的工艺装备上,可以实现不同类型气体中氚化水的连续回收。

Description

一种氚化水回收装置的实现方法
技术领域
本发明涉及一种回收装置,具体涉及的是一种氚化水回收装置的实现方法。
背景技术
众所周知,氚是氢的同位素,是一种价格昂贵的战略物质,同时也是具有β放射性的核素。氚化水是氚的氧化形态,氚在有水或氧的气氛下很容易通过氧化反应或交换反应生成氚化水;如氚工艺实验室的除氚系统,为了降低氚的含量,常采用催化氧化的方法生成氚化水。另外,当发生氚泄漏事故时,氚与气体中的水蒸汽会反应生成氚化水。
上述工况下产生的氚化水,通常采用分子筛吸附法进行去除,例如中国专利号为ZL201420315799.9、发明创造名称为“氚化水收集装置”的专利技术,以及中国专利号为ZL201420780775.0、发明创造名称为“一种高效型除氚净化装置”的专利技术,都对此进行了阐述。然而,分子筛吸附饱和后,需要对分子筛进行加热再生以恢复其吸水能力,该过程将产生大量的氚化水,而目前一般是采用冷凝法进行氚化水回收。该种方法是利用水蒸汽露点随温度下降的原理,使水蒸汽转变为固体冰的形式进行回收,而这不但需要采用机械压缩致冷、半导体致冷或液氮致冷的专用低温设备,而且还需要进行冷阱工艺管道设计,防止结冰堵塞。但是这些都会导致氚化水回收系统的建造成本和运行成本增高,并且还会使运行控制变得复杂,可靠性不高。
由于氚的资源稀缺性,并且氚化水的生物毒性是分子态氚的25000倍,因此从环境保护和资源利用两方面考虑,需要设计一种高效、可靠并且成本低廉的系统对气体中的氚化水进行回收。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明提供了一种氚化水回收装置的实现方法,不但可以很好地从气体中去除氚化水,而且具有氚化水回收的功能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种氚化水回收装置,包括氚化水供给装置、第二气体循环泵、冷凝器、氚化水存储罐以及内部均填装有5A分子筛的第一吸附床和第三吸附床;所述氚化水供给装置与第一吸附床连接并构成氚化水去除回路;所述第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床依次连接,并且第三吸附床还回连于冷凝器输入端,使得第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器、第三吸附床和冷凝器构成一个氚化水回收回路;所述氚化水存储罐与冷凝器输出端连接。
具体地说,所述氚化水供给装置包括装有含氚化水气体的工艺装备,以及同时与该工艺装备和第一吸附床连接的第一气体循环泵;所述第一吸附床与工艺装备连接。
作为优选,所述工艺装备为可以产生氚化水的设备或含有氚化水的设施。
为方便气体脱除氚化水的连续操作,本发明还包括分别与第一气体循环泵、第二气体循环泵和冷凝器连接、并且与第一吸附床并联的第二吸附床,该第二吸附床内部同样填装有5A分子筛。
进一步地,所述第一气体循环泵、第一吸附床和冷凝器之间通过第一三通阀连接,该第一气体循环泵、第二吸附床和冷凝器之间通过第二三通阀连接;所述第二气体循环泵、第一吸附床和工艺装备之间通过第三三通阀连接,该第二气体循环泵、第二吸附床和工艺装备之间通过第四三通阀连接。
为方便氚化水收集的连续操作,本发明还包括分别与第二气体循环泵和冷凝器连接、并且与第三吸附床并联的第四吸附床,该第四吸附床内部同样填装有5A分子筛。
再进一步地,所述第二气体循环泵和第三吸附床之间通过第五三通阀连接,该第二气体循环泵和第四吸附床之间通过第六三通阀连接;所述第三吸附床和冷凝器之间通过第七三通阀连接;所述第四吸附床和冷凝器之间通过第八三通阀连接。
更进一步地,所述第一气体循环泵与第一吸附床和第二吸附床之间、第二气体循环泵与第一吸附床和第二吸附床之间、第二气体循环泵与第三吸附床和第四吸附床之间均设有流量控制器。
按照上述系统结构,本发明还提供了该氚化水回收装置的实现方法,包括:
氚化水去除模式一
(1)切换第一三通阀和第三三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第一吸附床构成氚化水去除回路,与该回路相连的其余阀门处于关闭状态;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第一吸附床中,第一吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第一吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第一吸附床吸附饱和,然后切换为氚化水去除模式二继续工作;
氚化水去除模式二
(1)在第一吸附床饱和后,切换第二三通阀和第四三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第二吸附床构成氚化水去除回路;同时切换第一三通阀和第三三通阀,使第一吸附床从氚化水去除回路断开;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第二吸附床中,第二吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第二吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第二吸附床吸附饱和;
氚化水回收模式一
(1)在氚化水去除模式二运行的同时,切换第五三通阀和第七三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床构成氚化水回收回路;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,同时加热第一吸附床,使其温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第三吸附床中,由第三吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(5)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(6)循环步骤(3)~(5),直至第三吸附床吸附饱和,然后切换为氚化水回收模式二继续工作;
氚化水回收模式二
(1)在第三吸附床饱和后,切换第六三通阀和第八三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第四吸附床构成氚化水回收回路;同时切换第五三通阀和第七三通阀,使第三吸附床从氚化水回收回路断开;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,床体温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)开启第二气体循环泵与第三吸附床和第四吸附床之间的流量控制器,使第二气体循环泵抽取的一部分干燥气体以相反的气流方向进入到第三吸附床中,同时加热第三吸附床,使其温度达到300℃以上,第三吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(5)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第四吸附床中,由第四吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(6)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(7)循环步骤(4)~(6),直至第三吸附床氚化水完全解吸后,关闭管路入口的流量控制器;
(8)循环步骤(3)、(5)、(6),直至第四吸附床吸附饱和。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明通过设置氚化水供给装置、气体循环泵、冷凝器、氚化水存储罐和填装有5A分子筛的吸附床,并设计了各个部件之间的连接关系,从而实现了气体中氚化水回收流程的完整设计,本发明不但具有常规的气体中氚化水去除功能,而且具备氚化水回收的功能,能够连续实现气体中氚化水的回收。
(2)本发明采用吸附床作为从气体回收氚化水的组件,并采用性能优良、且价格低廉的5A分子筛作为吸附床的填料,利用成熟的分子筛吸水技术即可将气体中的氚化水脱除,避免了需要采用专门的低温冷阱,因此,相对于传统的氚化水冷凝回收方法来说,本发明不仅结构简单、成本低廉,而且运行控制简便。
(3)本发明只需以工艺装备中的气体(可以是惰性气体或空气)作为工作介质,不需要从外部引入额外的气体即可实现氚化水的回收,由于装置运行的过程中不会新增含氚废物,因此运行安全可靠。
(4)本发明并联设置了第二吸附床和第四吸附床,可以与第一吸附床和第三吸附床交替运行,互不影响,其中一个吸附床用于吸附氚化水,同时另一个进行受热解吸,实现再生,如此也确保了整个回收装置的不间断运行,大幅提高了装置的工作效率。
(5)本发明通过采用多个三通阀来对各个部件的工作方式进行切换,在不影响整个装置的功能前提下,不仅操作方便,而且也有效地控制了装置的设备体积。
(6)本发明在从气体中回收氚化水的过程中,由于输入的是工艺装备内气体中不同浓度的氚化水蒸汽,输出的是液态形式的氚化水,因而能很好地对氚化水进行浓缩减容,如此也方便了后续的转运和存储。
(7)本发明还设置了流量控制器,可以在本发明运行的过程中适当调节气体流动介质的流量和流速,从而进一步提高装置操作的安全性和稳定性。
(8)本发明设计合理、实用性强、成本低廉,并且可以连续工作,将其连接到氚工艺实验室的工艺装备上,可以实现不同类型气体中氚化水的连续回收,因此,本发明具有很好的推广价值。
附图说明
图1为本发明-实施例的结构示意图。
图2为本发明-实施例的第一种使用状态图。
图3为本发明-实施例的第二种使用状态图。
图4为本发明-实施例的第三种使用状态图。
其中,附图标记对应的零部件名称为:
1-工艺装备,2-第一气体循环泵,3-流量控制器,4-第一三通阀,5-第一吸附床,6-第三三通阀,7-第二三通阀,8-第二吸附床,9-第四三通阀,10-第二气体循环泵,11-冷凝器,12-氚化水存储罐,13-第七三通阀,14-第三吸附床,15-第五三通阀,16-第八三通阀,17-第四吸附床,18-第六三通阀,19-压力传感器,20-湿度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示,本发明提供了一种可以从气体中回收氚化水的装置,主要应用于核设施氚化学与氚工艺中的氚化水处理方面。本发明包括氚化水供给装置、第一吸附床5、第二气体循环泵10、冷凝器11、氚化水存储罐12和第三吸附床14。所述第一吸附床5和第三吸附床14内部均填装有5A分子筛,而所述的氚化水供给装置用于向第一吸附床5中提供含有氚化水的气体,以便第一吸附床5将气体中的氚化水脱除。该氚化水供给装置包括装有含氚化水气体的工艺装备1,以及同时与该工艺装备1和第一吸附床5连接的第一气体循环泵2;所述第一吸附床5与工艺装备1连接;工艺装备1、第一气体循环泵2和第一吸附床5构成一个氚化水去除回路。本实施例中的工艺装备1可以是含有氚化水的设备或空间,如除氚处理的催化氧化床;也可以是含氚化水的手套箱或房间,含氚化水的气体成分可以是空气或惰性气体。
所述第二气体循环泵10同时与第一吸附床5和第三吸附床14连接,所述的冷凝器11也同时与第一吸附床5和第三吸附床14连接,第二气体循环泵10、第一吸附床5、冷凝器11和第三吸附床14构成一个氚化水回收回路,用于回收汇集在第一吸附床5中的氚化水,并将其收集到与冷凝器11输出端连接的氚化水存储罐12中。
为方便氚化水去除回路与氚化水回收回路之间的切换,本实施例中,第一气体循环泵2、第一吸附床5和冷凝器11之间通过第一三通阀4连接;第二气体循环泵10、第一吸附床5和工艺设备1之间通过第三三通阀6连接;第二气体循环泵10和第三吸附床14之间通过第五三通阀15连接;第三吸附床14和冷凝器11之间通过第七三通阀13连接。
还设置了第二吸附床8和第四吸附床17,并且第二吸附床8和第四吸附床17中也均填装有5A分子筛。所述的第二吸附床8与第一吸附床5并联,而第四吸附床17则与第三吸附床14并联。并联的吸附床可以实现交替运行,而同样为了方便氚化水去除回路与氚化水回收回路之间的切换,在本实施例中,第一气体循环泵2、第二吸附床8和冷凝器11之间通过第二三通阀7连接;第二气体循环泵10、第二吸附床8和工艺设备1之间通过第四三通阀9连接;第二气体循环泵10和第四吸附床17之间通过第六三通阀18连接;第四吸附床17和冷凝器11之间通过第八三通阀16连接。
根据上述功能描述的从气体中回收氚化水的装置,下面介绍本实施例从气体中回收氚化水的流程,本实施例采用的含氚化水的气体为空气。
如图2~4所示,具体第说,本实施例的实现流程包括氚化水去除模式和氚化水回收模式。
氚化水去除模式一:
如图2所示,该模式包括以下步骤:
(1)切换第一三通阀和第三三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第一吸附床构成氚化水去除回路,与该回路相连的其余阀门处于关闭状态;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第一吸附床中,第一吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第一吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第一吸附床吸附饱和。
图2中的空心箭头表示干燥气体的气体流向,实心箭头表示含氚化水的气体流向。在第一吸附床饱和后需要转换为氚化水去除模式二继续工作。
氚化水去除模式二:
如图3所示,该模式包括以下步骤:
(1)在第一吸附床吸附饱和后,切换第二三通阀和第四三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第二吸附床构成氚化水去除回路;同时切换第一三通阀和第三三通阀,使吸附床1从氚化水去除回路断开;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第二吸附床中,第二吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第二吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第二吸附床吸附饱和。
图3中的空心箭头表示氚化水去除回路干燥气体流向,实心箭头表示含氚化水的气体流向。在氚化水去除模式二工作时需要对第一吸附床进行再生和氚化水回收处理。
氚化水回收模式一:
第一吸附床饱和后,其再生及氚化水回收处理,如图3所示,该模式包括以下步骤:
(1)在氚化水去除模式二运行的同时,切换第五三通阀和第七三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床构成氚化水回收回路;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,同时加热第一吸附床,使其温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第三吸附床中,由第三吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(5)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(6)循环步骤(3)~(5),直至第三吸附床吸附饱和。
图3中的虚线空心箭头表示氚化水回收回路干燥气体的流向,虚线实心箭头表示氚化水蒸汽及氚化水的流向。在第三吸附床饱和后需要转换为氚化水回收模式二继续进行氚化水回收。
氚化水回收模式二:
如图4所示,该模式包括以下步骤:
(1)在第三吸附床饱和后,切换第六三通阀和第八三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第四吸附床构成氚化水回收回路;同时切换第五三通阀和第七三通阀,使第三吸附床从氚化水回收回路断开;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,床体温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)开启第二气体循环泵与第三吸附床和第四吸附床之间的流量控制器,使第二气体循环泵抽取的一部分干燥气体以相反的气流方向进入到第三吸附床中,同时加热第三吸附床,使其温度达到300℃以上,第三吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(5)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第四吸附床中,由第四吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(6)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(7)循环步骤(4)~(6),直至第三吸附床氚化水完全解吸后,关闭管路入口的流量控制器;
(8)循环步骤(3)、(5)、(6),直至第四吸附床吸附饱和。
图4中的空心箭头表示氚化水去除回路中干燥气体流向,实心箭头表示含氚化水的气体流向;虚线空心箭头表示氚化水回收回路中干燥气体的流向,虚线实心箭头表示氚化水蒸汽及氚化水的流向。
上述的第一、二吸附床和第三、四吸附床均采用交替工作模式,未饱和吸附床的进行气体除氚化水处理,达到饱和的吸附床则进行再生处理,如此便可同时实现氚化水的去除和回收。采用二位三通阀可以实现吸附床的切换,无需关闭气体循环泵。如此令四个吸附床两两交替循环工作,便可实现气体中氚化水的大量去除和回收处理。
上述实施例中,在执行氚化水去除和氚化水回收两种模式时,为进一步确保操作的安全性,本发明还分别设置了多个流量控制器3、压力传感器19和湿度传感器20。根据压力传感器19和湿度传感器20实时监测得到的数据,操作人员可以实时调整各个部件、特别是吸附床的工作状态,从而不仅提高了装置的工作效率,而且消除了可能存在的安全隐患。例如,当气体中水含量大于1ppm时,立即进行气路转换,换为另一个经过再生处理的吸附床继续去除氚化水;压力传感器可以防止管路超压。而利用流量控制器3的流量控制,则可以对气体流动介质的流量和流速进行调节,从而提高装置运行的稳定性。
上述装置结构中,第一气体循环泵2选用隔膜泵,并采用容积式多层金属膜片驱载模式,如此可以不对工艺气体造成污染,并且可以避免含氚气体泄漏。流量控制器选用全金属质量流量控制器,也不会对工艺气体造成污染,并且同样可以避免含氚气体泄漏。吸附床为固定床结构,并优选采用粒径为Φ1~2mm的5A分子筛作为填充材料,该填充材料的饱和吸水容量为20%~25%,并且具有优良的吸水动力学性能,在实际应用中,可根据实际工况下的氚化水处理量来具体设计吸附床规模,从而避免频繁再生。
第二气体循环泵10选用波纹管泵,其采用容积式波纹管伸缩驱载模式,同样不会对工艺气体造成污染,并且可以避免含氚气体泄漏。冷凝器11选用标准管壳换热器,壳程通冷却水,管程通工作气体,可将气体冷却至室温,根据气体流量及出入口温差进行选型设计;并且在管程出口的连接管道上设有氚化水回收管道,管道上设有阀门进行通断控制。氚化水存储罐12选用厚壁不锈钢罐,存储罐的进水管道上设有与冷凝器的氚化水回收管道的连接卡套,并且进水管上设有阀门进行通断控制,避免氚化水向空间气氛中扩散。
而三通阀则选用三通两位阀,当一端连通时,另一端关闭,例如,当第一吸附床5处于去除气体中的氚化水的工作状态时,第一三通阀4和第三三通阀6与其连通,此时第二吸附床8处于再生状态,与其相连的阀第二三通阀7和第四三通阀9关闭。
本发明基于成熟的分子筛吸水技术的基础上,通过巧妙的结构和工艺设计,很好地实现了从气体中回收氚化水的目的。本发明不仅结构简单、可靠性强,而且不需要采用额外的载气即可实现气体中氚化水的回收,因此成本低廉、操作便捷、操作弹性大。并且,本发明在运行的过程中,输出的只有液态的氚化水,不产生任何其它的含氚废物,因而所收集到的氚化水还具有纯度高的优点。同时,利用吸附床交替工作的方式,本发明可以连续工作,在将其连接到氚工艺实验室的工艺装备上后,可以实现不同类型气体中氚化水的连续回收。因此,本发明相比现有技术来说,技术进步十分明显,具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明优选的实施例,并非是对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种氚化水回收装置的实现方法,其特征在于,所述的氚化水回收装置包括氚化水供给装置、第二气体循环泵(10)、冷凝器(11)、氚化水存储罐(12)、内部均填装有5A分子筛的第一吸附床(5)和第三吸附床(14);所述氚化水供给装置与第一吸附床(5)连接并构成氚化水去除回路,该氚化水供给装置包括装有含氚化水气体的工艺装备(1),以及同时与该工艺装备(1)和第一吸附床(5)连接的第一气体循环泵(2);所述第一吸附床(5)与工艺装备(1)连接;所述的氚化水回收装置还包括分别与第一气体循环泵(2)、第二气体循环泵(10)和冷凝器(11)连接、并且与第一吸附床(5)并联的第二吸附床(8),以及分别与第二气体循环泵(10)和冷凝器(11)连接、并且与第三吸附床(14)并联的第四吸附床(17);所述的第二吸附床(8)和第四吸附床(17)各自的内部均填装有5A分子筛;所述第一气体循环泵(2)、第一吸附床(5)和冷凝器(11)之间通过第一三通阀(4)连接,该第一气体循环泵(2)、第二吸附床(8)和冷凝器(11)之间通过第二三通阀(7)连接;所述第二气体循环泵(10)、第一吸附床(5)和工艺装备(1)之间通过第三三通阀(6)连接,该第二气体循环泵(10)、第二吸附床(8)和工艺装备(1)之间通过第四三通阀(9)连接;所述第二气体循环泵(10)和第三吸附床(14)之间通过第五三通阀(15)连接,该第二气体循环泵(10)和第四吸附床(17)之间通过第六三通阀(18)连接;所述第三吸附床(14)和冷凝器(11)之间通过第七三通阀(13)连接;所述第四吸附床(17)和冷凝器(11)之间通过第八三通阀(16)连接;所述第一气体循环泵(2)与第一吸附床(5)和第二吸附床(8)之间、第二气体循环泵(10)与第一吸附床(5)和第二吸附床(8)之间、第二气体循环泵(10)与第三吸附床(14)和第四吸附床(17)之间均设有流量控制器(3);所述的实现方法则包括:
氚化水去除模式一
(1)切换第一三通阀和第三三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第一吸附床构成氚化水去除回路,与该回路相连的其余阀门处于关闭状态;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第一吸附床中,第一吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第一吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第一吸附床吸附饱和,然后切换为氚化水去除模式二继续工作;
氚化水去除模式二
(1)在第一吸附床饱和后,切换第二三通阀和第四三通阀,使工艺装备、第一气体循环泵、第二吸附床构成氚化水去除回路;同时切换第一三通阀和第三三通阀,使第一吸附床从氚化水去除回路断开;
(2)开启第一气体循环泵;
(3)工艺装备中含有氚化水的气体由第一气体循环泵泵入到第二吸附床中,第二吸附床将气体中的氚化水吸附,使气体脱除氚化水;
(4)脱除氚化水后的气体经由第二吸附床返回至工艺装备;
(5)循环步骤(3)、(4),直至第二吸附床吸附饱和;
氚化水回收模式一
(1)在氚化水去除模式二运行的同时,切换第五三通阀和第七三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第三吸附床构成氚化水回收回路;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,同时加热第一吸附床,使其温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第三吸附床中,由第三吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(5)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(6)循环步骤(3)~(5),直至第三吸附床吸附饱和,然后切换为氚化水回收模式二继续工作;
氚化水回收模式二
(1)在第三吸附床饱和后,切换第六三通阀和第八三通阀,使第二气体循环泵、第一吸附床、冷凝器和第四吸附床构成氚化水回收回路;同时切换第五三通阀和第七三通阀,使第三吸附床从氚化水回收回路断开;
(2)开启第二气体循环泵;
(3)第二气体循环泵抽取氚化水回收装置中的干燥气体,并以相反的气流方向进入到第一吸附床中,床体温度达到300℃以上,第一吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(4)开启第二气体循环泵与第三吸附床和第四吸附床之间的流量控制器,使第二气体循环泵抽取的一部分干燥气体以相反的气流方向进入到第三吸附床中,同时加热第三吸附床,使其温度达到300℃以上,第三吸附床中的氚化水受热不断解吸,形成氚化水蒸汽,然后随着气流进入到冷凝器中;
(5)冷凝器将大部分氚化水蒸汽冷凝成氚化水,并收集到氚化水存储罐中;同时,少部分残留的氚化水蒸汽进入到第四吸附床中,由第四吸附床吸附,脱除气体中的氚化水;
(6)脱除氚化水的气体返回到管道中,并继续由第二气体循环泵抽入到第一吸附床中;
(7)循环步骤(4)~(6),直至第三吸附床氚化水完全解吸后,关闭管路入口的流量控制器;
(8)循环步骤(3)、(5)、(6),直至第四吸附床吸附饱和。
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