The invention discloses a method for corrugated membrane reactor for hydrogen isotope exchange, the palladium alloy tube through a flange connected with the right end of the outer tube is connected with a palladium alloy tube, thermowells, connected and sealed by mechanical welding; in the thermocouple above the sleeve is provided with Branch II as import tritium gas impurity Q2O; in the external casing is provided with a branch III as a replacement of gas H2 in the external casing is arranged above the entrance; branch as the product gas export Q2 IV; palladium alloy tube is connected to the right end branch of I as H2O exhaust outlet. The internal loading catalyst of the palladium alloy tube is used as the area of the catalytic exchange reaction, and the reaction occurs.
【技术实现步骤摘要】
一种用于氢同位素交换的波纹状膜反应器装置
本专利技术属于聚变堆排灰气含氚杂质气体处理领域,具体涉及一种用于氢同位素交换的波纹状膜反应器装置。
技术介绍
聚变堆排灰气中的氘氚主要以Q2(单质态)、碳氢化合物和水(化合态)的形式存在。针对化合态氚,国际上主要采用膜反应器来进行回收。其原理是:催化剂装填在钯合金管内侧,含氚杂质气体从管内侧流入反应器,H2从管外侧进入反应器内。H2渗透到钯合金管内侧后与含氚杂质气体在催化剂作用下发生同位素交换反应,得到的含氚Q2渗透到钯合金管外侧从产品气出口流出,去氚后的杂质气体从尾气出口排出,交换反应发生的程度通常用去污因子衡量。由于钯吸收氢气后,会发生晶格膨胀,同时400℃以上的高温运行会使钯合金管明显热膨胀或变形。为了克服反复热冲击和氢气吸附解吸引起的钯膜形变,必须采用特殊的工艺设计。德国卡尔斯鲁厄理工学院采用了一端固定,另一端悬空的设计(手指状钯膜管)。该设计中,催化剂必须装填在钯膜管外侧,装填困难且装填量有限,因而去污因子较低。名称为“一种氢同位素交换膜反应组件”的中国专利(公开号:CN104129758B)采用了一种钯膜反应管一端固定,另一端焊接不锈钢波纹管的技术。该专利中,不锈钢管段不发生催化反应和渗透,同时钯膜反应管与外部套管直径相差较大,钯膜反应管渗透面积较小,不利于氢气的传质与渗透,催化剂外部装填模式不利于大量催化剂的装填,因而去污因子有限。
技术实现思路
为了克服已有技术中膜反应器不利于氢气的传质与渗透、催化剂装填困难且装填量较少、去污因子有限的不足,本专利技术提供一种用于氢同位素交换的波纹状膜反应器装置。本专利 ...
【技术保护点】
一种用于氢同位素交换的波纹状膜反应器装置,其特征在于,所述的装置包括钯合金管(1)、外部套管(2)、法兰(3)、热电偶套管(4)、支管Ⅰ(5)、支管Ⅱ(6)、支管Ⅲ(7)、支管Ⅳ(8);其中,钯合金管(1)形状为波纹状,其连接关系是,在钯合金管(1)的外围设置有外部套管(2),法兰(3)设置于外部套管(2)内;所述的钯合金管(1)的右端通过法兰(3)与支管Ⅰ(5)的一端连接,支管Ⅰ(5)的另一端伸出外部套管(2)并设置有尾气H2O出口;热电偶套管(4)的一端穿过外部套管(2)进入钯合金管(1)的左端,热电偶套管(4)的另一端位于外部套管(2)外侧,热电偶置于热电偶套管(4)内;热电偶套管(4)的上方设置有支管Ⅱ(6),支管Ⅱ(6)的一端与热电偶套管(4)连接,支管支管Ⅱ(6)的另一端设置有含氚杂质气Q2O入口;外部套管(2)的下方设置有支管Ⅲ(7),支管Ⅲ(7)的一端与外部套管(2)连接,支管Ⅲ(7)的另一端设置有置换气H2入口,用于置换杂质气中的氘氚;外部套管(2)的上方设置有支管Ⅳ(8),支管Ⅳ(8)的一端与外部套管(2)连接,支管Ⅳ(8)的另一端设置有产品气Q2的出口;钯合金管( ...
【技术特征摘要】
1.一种用于氢同位素交换的波纹状膜反应器装置,其特征在于,所述的装置包括钯合金管(1)、外部套管(2)、法兰(3)、热电偶套管(4)、支管Ⅰ(5)、支管Ⅱ(6)、支管Ⅲ(7)、支管Ⅳ(8);其中,钯合金管(1)形状为波纹状,其连接关系是,在钯合金管(1)的外围设置有外部套管(2),法兰(3)设置于外部套管(2)内;所述的钯合金管(1)的右端通过法兰(3)与支管Ⅰ(5)的一端连接,支管Ⅰ(5)的另一端伸出外部套管(2)并设置有尾气H2O出口;热电偶套管(4)的一端穿过外部套管(2)进入钯合金管(1)的左端,热电偶套管(4)的另一端位于外部套管(2)外侧,热电偶置于热电偶套管(4)内;热电偶套管(4)的上方设置有支管Ⅱ(6),支管Ⅱ(6)的一端与热电偶套管(4)连接,支管支管Ⅱ(6)的另一端设置有含氚杂质气Q2O入口;外部套管(2)的下方设置有支管Ⅲ(7),支管Ⅲ(7)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:岳磊,龚宇,肖成建,王和义,冉光明,李佳懋,付小龙,赵林杰,陈超,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院核物理与化学研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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