CN105741898B - 一种氚气和氚化水的处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氚气和氚化水的处理装置，所述装置是一种集氚气的催化氧化和氚化水的收集为一体的处理装置，也可作为氚样品采集装置。所述装置包括氚气催化氧化工作室和制冷系统。含氚的待处理废气首先流经氚气催化氧化工作室，在催化剂的作用下，氚气催化氧化成氚化水蒸汽，然后进入制冷系统的对流腔，氚化水蒸汽快速冷凝，生成液态的氚化水，经收集器收集。本发明的氚气和氚化水的处理装置能直接连接到净化系统的氚气循环前端，对含氚的待处理废气进行预处理；也可连接到核设施的氚气循环中部，通过对气氛中的氚进行催化冷凝收集而对核设施环境中的氚进行实时监测；同时，该装置还适用于核事故现场高放射氚气及氚化水的应急处理。

Description

一种氚气和氚化水的处理装置
技术领域
本发明属于辐射防护与环境保护技术领域，具体涉及一种氚气和氚化水的处理装置。
背景技术
很多核设施作业场所会产生含有高放射性氚气、氚化水的废气，这些含氚废气直接排放会对环境造成污染，必须对其进行净化处理以使排放物的含氚量达到或者低于氚排放标准，满足环境保护的要求。目前，放射性场所产生的含氚废气主要是利用庞大的氚气尾气净化系统直接净化后由单烟囱集中向环境排放。氚气尾气净化系统主要是采用催化剂催化氧化及分子筛干燥吸附等方式对含氚废气进行处理吸收。氚气尾气净化系统在处理含氚废气时存在产生的废物多、效率低、成本高等弊端。而且直接用氚气尾气净化系统净化处理含氚废气需要频繁地更换净化材料，排放的废气含氚指标偏高，容易对操作人员和环境造成安全隐患，亟需增加一种前置装置，提高对氚气和氚化水的处理能力。
发明内容
本发明的要解决的一个技术问题是提供了一种氚气和氚化水的处理装置。
本发明的氚气和氚化水的处理装置，其特点是，包括氚气催化氧化工作室、制冷系统、氚化水收集器，待处理气体经氚气催化氧化工作室进行催化氧化，生成的气体经管道进入制冷系统，分离成氚化水和无毒气体，氚化水经氚化水收集器收集，无毒气体排放至大气中；所述的制冷系统包括对流腔和双套补偿式制冷系统。
所述的氚气催化氧化工作室包括总进气口、筒体、筒体出气口，筒体中放置有氚气氧化催化剂。
所述的制冷系统包括对流腔进气口、对流腔、总出气口和制冷箱，对流腔中安装冷凝导管，冷凝气体从冷凝管进气口进入，从冷凝管出气口流出；制冷箱内部安装双套补偿式制冷系统，温度显示面板显示对流腔和冷凝导管的温度，对流腔的温度高于预设温度时，温度控制面板启动双套补偿式制冷系统，冷凝气体通过冷凝管进气口进入冷凝导管，从冷凝管出气口流出。
所述的管道的材料为不锈钢、铜。
所述的氚化水收集器的材料为不锈钢、玻璃。氚化水收集器可更换。
所述的氚气氧化催化剂为蜂窝状疏水性氧化催化剂，氧化催化反应温度为室温~120℃。
所述的预设温度范围为-4℃~4℃。
本发明的氚气和氚化水的处理装置的优点是：
（1）本发明的氚气和氚化水的处理装置可对核设施内高放射性的含氚废气中的氚气和氚化水进行预处理和收集，降低氚气和氚化水对于尾气净化系统的毒化作用，使氚气尾气净化系统分子筛干燥剂吸附效率和催化剂寿命提高80％以上，减小更换分子筛的频率，减少吸附剂放射性废物的含量，降低操作人员受照射的风险。
（2）本发明的氚气和氚化水的处理装置可以实现直接收集废气中的氚化水，降低了废气排放的安全隐患，减少了监测人员在现场的辐射危害，保障监测人员的安全，同时可以对废氚进行回收。
本发明的氚气和氚化水的处理装置具有成本低、容易制造、使用方便、劳动强度低、效率高、安全可靠、实用性强的优点。
附图说明
图1为本发明的氚气和氚化水的处理装置的结构示意图；
图2为本发明的氚气和氚化水的处理装置的A-A剖视图；
图3为本发明的氚气和氚化水的处理装置的制冷箱；
图中：1.总进气口 2.筒体 3.筒体出气口 4.管道 5.对流腔进气口 6.对流腔 7. 总出气口 8.氚化水收集器 9.冷凝导管 10.冷凝管进气口 11.冷凝管出气口12.制冷箱 13.双套补偿式制冷系统 14.固定支架 15.温度控制面板 16.温度显示面板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明装置作进一步说明。
如图1~图3所示，本发明的氚气和氚化水的处理装置，包括总进气口1、筒体2、筒体出气口3、管道4、对流腔进气口5、对流腔6、总出气口7、氚化水收集室8、冷凝导管9、冷凝管进气口10、冷凝管出气口11、双套补偿式制冷系统13、固定支架14、制冷箱12、温度控制面板15、温度显示面板16。
总进气口1、筒体2和筒体出气口3依次连接构成了氚气催化氧化工作室；筒体2内装载蜂窝状疏水性氚气氧化催化剂；对流腔进气口5、冷凝导管9、对流腔6、总出气口7、冷凝管进气口10、冷凝管出气口11构成了空气强对流工作室；催化氧化工作室和空气强对流工作室通过筒体出气口3与对流腔进气口5 用管道4连接；氚化水收集室8连接在对流腔6中部；固定支架14将催化氧化工作室和空气强对流工作室固定在制冷箱12上；制冷箱12内包含双套补偿式制冷系统13、温度控制面板15和温度显示面板16；双套补偿式制冷系统13通过冷凝管进气口10和冷凝管出气口11与空气强对流工作室内的冷凝导管9连接，为空气强对流工作室提供冷源；温度控制面板15控制和显示制冷温度和补偿制冷温度。温度显示面板16显示对流腔6的气体温度。当含氚的待处理气体经总进气口1进入筒体2后，氚气在蜂窝状疏水性氚气氧化催化剂的作用下发生反应生成氚化水蒸汽；氚化水蒸汽在高压泵的压力下经筒体出气口3通过管道4流入对流腔6内；空气强对流工作室内冷凝导管9温度可达-20℃~-30℃，氚化水蒸汽在对流腔内6经过温差强对流的作用冷凝形成液态氚化水流进氚化水收集室8。除去氚以后的无毒气体通过总出气口7排出。温度控制面板15控制和显示制冷和补偿制冷温度，温度显示面板16显示对流腔6的温度。当对流腔6的温度高于或低于设定温度时，双套补偿式制冷系统自动启动或停止内置压缩机补偿制冷，使对流腔6的温度控制在设定范围，保证氚化水以液态形式流出。
本发明的氚气和氚化水的处理装置的总出气口连接一个高压泵，高压泵控制待处理气体的流速，一般处理含氚气体的量为80-100 L/min，最高处理量可达150 L/min。
本发明的氚气和氚化水的处理装置的双套补偿式制冷系统制冷温度一般在-20℃左右，最低可达-30℃。强对流腔的温度一般设置在-4℃~ 4℃。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氚气和氚化水的处理装置，其特征在于，所述的装置包括氚气催化氧化工作室、制冷系统、氚化水收集器（8），待处理气体经氚气催化氧化工作室进行催化氧化，生成的气体经管道（4）进入制冷系统，分离成氚化水和无毒气体，氚化水经氚化水收集器（8）收集，无毒气体排放至大气中；所述的制冷系统包括对流腔（6）和双套补偿式制冷系统（13）；
所述的氚气催化氧化工作室包括总进气口（1）、筒体（2）、筒体出气口（3），筒体（2）中放置有氚气氧化催化剂；
所述的制冷系统包括对流腔进气口（5）、对流腔 （6）、总出气口（7）和制冷箱（12），对流腔（6）中安装冷凝导管（9），冷凝气体从冷凝管进气口（10）进入，从冷凝管出气口（11）流出；
制冷箱（12）内部安装双套补偿式制冷系统（13），温度显示面板（16）显示对流腔（6）和冷凝导管（9）的温度，对流腔（6）的温度高于预设温度时，温度控制面板（15）启动双套补偿式制冷系统（13），冷凝气体通过冷凝管进气口（10）进入冷凝导管（9），从冷凝管出气口（11）流出。
2.根据权利要求1所述的氚气和氚化水的处理装置，其特征在于，所述的管道（4）的材料为不锈钢或铜。
3.根据权利要求1所述的氚气和氚化水的处理装置，其特征在于，所述的氚化水收集器（8）的材料为不锈钢或玻璃。
4.根据权利要求1所述的氚气和氚化水的处理装置，其特征在于，所述的氚气氧化催化剂为蜂窝状疏水性氧化催化剂，氧化催化反应温度为室温~120℃。
5.根据权利要求1所述的氚气和氚化水的处理装置，其特征在于，所述的预设温度范围为-4℃~4℃。
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