【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核污染废水处理技术，具体涉及一种利用燃料电池处理核废水的级联节能系统。
技术介绍
1、联合电解催化交换是目前最有效的氢同位素分离手段，用于处理含氘/氚的核废水。联合电解催化交换包含液相催化交换和电解两部分。液相催化交换塔中填装疏水催化剂和填料，电解产生向上的气态氢与催化交换塔中的向下的水进行同位素交换，氘/氚在气相中减少，在液相中富集。配合液相催化交换的一种方法是进行氢氧合成，合成的部分水回流，部分水作为稀释产物排出；另一种方法是在交换塔顶部进天然水，与电解的氢气进行交换，稀释产物为ht或者dt，不设氢氧合成室。第一种方法中氢氧合成步骤只利用了生成的水，氢氧合成附带产生的能量浪费了；第二种方法中电解步骤只利用了生成的氢气，产生大量的氧气浪费掉了，同时天然水的引入，增加了要处理的物质总量；通常交换柱要几十个塔板，塔高要达到几十米才能达到贫化效果。
2、因此，本领域急需一种更加节能且处理效果更好的核污染废水处理系统。
3、
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用燃料电池处理核废水的级联节能系统。
2、为了实现本专利技术之目的，本申请提供以下技术方案。
3、在第一方面中，本申请提供一种处理核废水的级联节能系统，所述系统包括至少2级处理单元，每一级所述处理单元包括电解槽、液相催化交换柱、燃料电池以及储能电源，其中，所述电解槽的氢气出口与所述液相催化交换柱底部的气体入口连通，所述液相催化
4、在第一方面的一种实施方式中，所述燃料电池的产物出口设有氘/氚浓度传感器，所述燃料电池的产物出口与下一级处理单元的液相催化交换柱、本级处理单元的液相催化交换柱以及排放管的管路上均设有电磁阀，所述系统设有控制器，所述氘/氚浓度传感器与控制器连接，所述控制器与电磁阀连接并用于控制电磁阀的开关。
5、在第一方面的一种实施方式中，所述燃料电池和储能电源之间设有dc/dc。
6、在第一方面的一种实施方式中，第一级所述处理单元的电解槽连接外接电源；最后一级所述处理单元的燃料电池连接负载，中间级的所述处理单元的电解槽的电解电源连接所述上一级燃料燃料电池。
7、在第一方面的一种实施方式中，所述系统包括2~5级处理单元。
8、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
9、（1）通过设置多级处理单元进行分级浓缩，富集效果更好，还可避免每级的液相催化交换柱过高，从而降低交换能耗及成本；
10、（2）使用贫氘/氚氢气的发电，既完成了从氢到水的物质转化，由于气源完全取自系统内部，产生的附带能量又可作为下一级电解槽的供电的电源，解决了下一级电解槽的电解电能，极大的降低了电解部分的能耗；
11、（3）根据实际回收的氘/氚水中污染物质的含量，可选择适当的方法进行：下一级再处理、作为新鲜轻水用于交换再利用或者排放，多级贫氘/氚水的回收再分离，让排放更干净；
12、（4）充分利用核废水中的原料，进行元素的浓缩、交换，物质和能量间的转换、利用，污染物质的浓缩程度更高、耗能更少、排放更干净。
13、
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种利用燃料电池处理核废水的级联节能系统，其特征在于，所述系统包括至少2级处理单元，每一级所述处理单元包括电解槽、液相催化交换柱、燃料电池以及储能电源，其中，所述电解槽的氢气出口与所述液相催化交换柱底部的气体入口连通，所述液相催化交换柱顶部的气体出口与所述燃料电池的氢气入口连通，所述电解槽的氧气出口与所述燃料电池的氧气入口连通，所述燃料电池的产物出口连接下一级处理单元的液相催化交换柱中部或者排放或循环连接至本级液相催化交换柱的顶部，所述燃料电池的电极与电解直流电源连接，所述电解直流电源与下一级处理单元的电解槽连接并提供电能；所述液相催化交换柱底部的液相出口与电解槽连通，所述核废水连接第一级处理单元的液相催化交换柱中部。
2.如权利要求1所述的利用燃料电池处理核废水的级联节能系统，其特征在于，所述燃料电池的产物出口设有氘/氚浓度传感器，所述燃料电池的产物出口与下一级处理单元的液相催化交换柱、本级处理单元的液相催化交换柱以及排放管的管路上均设有电磁阀，所述系统设有控制器，所述氘/氚浓度传感器与控制器连接，所述控制器与电磁阀连接并用于控制电磁阀的开关。
3.
4.如权利要求1所述的利用燃料电池处理核废水的级联节能系统，其特征在于，所述系统包括2~5级处理单元。
...【技术特征摘要】
1.一种利用燃料电池处理核废水的级联节能系统，其特征在于，所述系统包括至少2级处理单元，每一级所述处理单元包括电解槽、液相催化交换柱、燃料电池以及储能电源，其中，所述电解槽的氢气出口与所述液相催化交换柱底部的气体入口连通，所述液相催化交换柱顶部的气体出口与所述燃料电池的氢气入口连通，所述电解槽的氧气出口与所述燃料电池的氧气入口连通，所述燃料电池的产物出口连接下一级处理单元的液相催化交换柱中部或者排放或循环连接至本级液相催化交换柱的顶部，所述燃料电池的电极与电解直流电源连接，所述电解直流电源与下一级处理单元的电解槽连接并提供电能；所述液相催化交换柱底部的液相出口与电解槽连通，所述核废水连接第一级处理单元的液相催化交换柱中部。...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁星鑫，袁飞，孙利杰，周丹，陈扬，陈欢，
申请(专利权)人：浙江高成绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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