气相色谱法浓缩氘的研究 被引量：10

1

作者 谢波 刘云怒 +3 位作者 侯建平 官锐 翁葵平 任兴碧 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期934-936,共3页

采用气相色谱技术建立了一套含氚重水氘浓缩的演示实验装置,用氘-氢(D-H)体系进行实验,结果表明,装置实现了长期、连续、安全的运行。D浓度为0.1%的样品经装置浓缩后得到D浓度为30%的产品,贫化部分D浓度小于10–5;D浓度为10%的样品经装... 采用气相色谱技术建立了一套含氚重水氘浓缩的演示实验装置,用氘-氢(D-H)体系进行实验,结果表明,装置实现了长期、连续、安全的运行。D浓度为0.1%的样品经装置浓缩后得到D浓度为30%的产品,贫化部分D浓度小于10–5;D浓度为10%的样品经装置浓缩后得到D浓度大于90%的产品。装置对D-H体系的处理容量达到40m3/d。 展开更多

关键词 氢同位素 气相色谱 分离 浓缩

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低温精馏氢同位素分离全回流模式研究 被引量：10

2

作者 夏修龙 王和义 +7 位作者 罗阳明 任兴碧 傅中华 刘云怒 刘俊 古梅 谢波 翁葵平 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期314-317,共4页

为探求全回流模式下低温精馏氢同位素分离过程中有关操作参数的内在联系,研究了再沸器加热功率对脱氘率、床层压降、液氢液位等的影响。当再沸器加热功率从5 W增加到12.4 W时,脱氘率从88%增加到99.6%,脱氘率与再沸器加热功率基本呈线性... 为探求全回流模式下低温精馏氢同位素分离过程中有关操作参数的内在联系,研究了再沸器加热功率对脱氘率、床层压降、液氢液位等的影响。当再沸器加热功率从5 W增加到12.4 W时,脱氘率从88%增加到99.6%,脱氘率与再沸器加热功率基本呈线性关系。随再沸器加热功率的增加,液氢液位下降,床层压降增加,但在该功率范围内未出现液泛现象。随加热功率增加,精馏柱操作压力从100 kPa升高到190 kPa,冷凝器和冷头为提供更多冷量而温度降低。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 全回流

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低温精馏分离H_2/HD 被引量：10

3

作者 夏修龙 任兴碧 +6 位作者 古梅 罗阳明 傅中华 刘云怒 刘俊 谢波 翁葵平 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期108-111,共4页

以天然氢为原料的第一次实验,总理论塔板数在20左右,以氘丰度为1.0×10^-3的原料气进行的第二次实验,总理论塔板数为24,理论等板高度在15～20cm。实验表明,在总理论塔板数较小时,冷凝器中氘丰度将随时间增长,再沸器中氘丰度变化实... 以天然氢为原料的第一次实验,总理论塔板数在20左右,以氘丰度为1.0×10^-3的原料气进行的第二次实验,总理论塔板数为24,理论等板高度在15～20cm。实验表明,在总理论塔板数较小时,冷凝器中氘丰度将随时间增长,再沸器中氘丰度变化实验值与理论值吻合很好,但同时观察到实验过程中液氢液位、温度等运行参数存在扰动。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 理论模型

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低温精馏氢同位素分离技术及其应用 被引量：6

4

作者 夏修龙 熊亮萍 +4 位作者 任兴碧 罗阳明 付中华 刘俊 古梅 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期201-206,共6页

低温精馏是大规模分离氢同位素的有效手段,本文对该工艺涉及的气体纯化、制冷与真空、测量与控制、安全防护等关键技术进行简要介绍。对该工艺在重水生产、重水升级和除氚、聚变堆氘氚燃料循环、武器用氚等领域的国外应用做了回顾。分... 低温精馏是大规模分离氢同位素的有效手段,本文对该工艺涉及的气体纯化、制冷与真空、测量与控制、安全防护等关键技术进行简要介绍。对该工艺在重水生产、重水升级和除氚、聚变堆氘氚燃料循环、武器用氚等领域的国外应用做了回顾。分析了国内对该技术的需求,提出今后开展的研究方向。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 氚

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热循环吸附装置的初步氢同位素分离 被引量：5

5

作者 黄国强 罗德礼 +4 位作者 雷强华 刘青松 向鑫 钱晓静 陈长安 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期215-218,228,共5页

设计建立了热循环吸附法(TCAP)氢同位素分离实验装置,并通过初步实验验证其分离性能。分离柱为双排圆形排列钻孔管结构,总长度约16 m,封装涂钯氧化铝1 558 g。全回流模式的初步实验结果显示,该分离实验装置可有效实现氢同位素分离,全回... 设计建立了热循环吸附法(TCAP)氢同位素分离实验装置,并通过初步实验验证其分离性能。分离柱为双排圆形排列钻孔管结构,总长度约16 m,封装涂钯氧化铝1 558 g。全回流模式的初步实验结果显示,该分离实验装置可有效实现氢同位素分离,全回流模式下,分离柱热/冷循环温度为150℃/10℃,体积分数50.7%H2—49.3%D2的混合气体经30个循环后,柱底部的氘丰度达到98.8%,顶部氕丰度达到98.4%。初步实验结果表明,该分离装置可有效实现氢同位素分离。 展开更多

关键词 氢同位素 分离 热循环吸附法

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载体孔结构对Pt/疏水陶瓷催化剂性能的影响 被引量：5

6

作者 贾青青 胡石林 刘亚明 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期164-169,共6页

选用五种不同孔结构疏水陶瓷载体,采用浸渍-气相还原法制备用于水-氢交换的Pt/疏水陶瓷催化剂,经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原法(H_2-TPR)及CO脉冲吸附等物性表征及催化剂催化活性(以催化交换活性kya表征)测... 选用五种不同孔结构疏水陶瓷载体,采用浸渍-气相还原法制备用于水-氢交换的Pt/疏水陶瓷催化剂,经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原法(H_2-TPR)及CO脉冲吸附等物性表征及催化剂催化活性(以催化交换活性kya表征)测试来考察载体孔结构对催化剂性能的影响。结果表明,随着平均孔径的降低,载体比表面积增加,催化剂铂粒子分散度提高,在30~70nm平均孔径范围内,催化剂活性随载体孔径的下降而得以提升;当平均孔径小于20nm时,反应气难以在较短时间内扩散至载体孔道内,相同时间内参与反应的活性位点总数较少,从而使得其催化活性有所下降。此外,载体孔隙率过高虽有助于提升比表面积,却使得载体结构较为疏松,在催化剂制备过程中载体孔结构易被破坏,对提升催化活性无利。平均孔径为37.5nm、载体比表面积为111.01m2/g、孔隙率为68.76%的载体可获得最优的催化效果,催化剂测试用量为4.5mL、氢气流速为4.23L/min时,其催化交换活性可达6.45s^(-1)。 展开更多

关键词 载体孔结构 氢同位素分离 疏水陶瓷催化剂

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联合电解催化交换系统分离氢同位素影响因素研究 被引量：5

7

作者 夏修龙 任兴碧 +1 位作者 杨通在 傅中华 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期842-845,共4页

利用建立起来的理论模型,深入研究了联合电解催化交换(Combined Electrolysis and Catalytic Exchange,CECE)工艺中各种因素对氢同位素分离性能的影响。电解池分离因子的提高对浓缩倍数和脱氚率均有显著影响,降低电解池滞留量是提高浓... 利用建立起来的理论模型,深入研究了联合电解催化交换(Combined Electrolysis and Catalytic Exchange,CECE)工艺中各种因素对氢同位素分离性能的影响。电解池分离因子的提高对浓缩倍数和脱氚率均有显著影响,降低电解池滞留量是提高浓缩倍数的有效手段。进料位置在1.5m处系统性能好于3m处;催化剂传质系数在3～4mol·m-3·s-1范围内,浓缩倍数和脱氚率基本呈线性增长。各种因素对HD/H2O和HT/H2O两个体系的影响具有相似的规律性,由于热力学因素的差异,相同条件下,HT/H2O体系分离性能好于HD/H2O。 展开更多

关键词 氢同位素分离 联合电解催化交换 氚

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Pt-SDB疏水催化剂的粒径效应 被引量：4

8

作者 刘亚明 胡石林 +3 位作者 黄丽 赵荣明 阮皓 吴栋 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期42-47,共6页

制备了三种不同粒径的Pt-聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB)催化剂(1.0、2.0、4.0mm),并对比研究了三种催化剂的水-氢交换反应性能。研究表明:同一工艺条件下制备的催化剂,催化反应的同位素交换效率随着粒径的增大而降低,催化剂的粒径效应明显;... 制备了三种不同粒径的Pt-聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB)催化剂(1.0、2.0、4.0mm),并对比研究了三种催化剂的水-氢交换反应性能。研究表明:同一工艺条件下制备的催化剂,催化反应的同位素交换效率随着粒径的增大而降低,催化剂的粒径效应明显;为了减小粒径效应,优化了催化剂的还原温度,当粒径从1.0mm增至4.0mm时,催化剂的最优还原温度从240℃升高到320℃;进一步结合程序升温还原的方法,分析了还原反应的活化能,发现随着粒径的增大,最优还原温度的升高可能是改善了还原过程中的热量与质量传递。 展开更多

关键词 粒径效应 疏水催化剂 Pt-SDB 氢同位素分离

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侧线反馈对H_2/HD/D_2低温精馏分离的影响 被引量：4

9

作者 夏修龙 任兴碧 傅中华 《核化学与放射化学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期227-231,共5页

为研究带侧线反馈的低温精馏氢同位素分离规律性,建立了带侧线反馈的低温精馏氢同位素分离计算方法,并以H2/HD/D2体系进行了计算分析。计算结果表明,侧线反馈对分离性能影响显著,再沸器中以D2为主,氘丰度可达到0.90,而无侧线反馈情况下... 为研究带侧线反馈的低温精馏氢同位素分离规律性,建立了带侧线反馈的低温精馏氢同位素分离计算方法,并以H2/HD/D2体系进行了计算分析。计算结果表明,侧线反馈对分离性能影响显著,再沸器中以D2为主,氘丰度可达到0.90,而无侧线反馈情况下,再沸器中以HD为主,氘丰度不超过0.50;有侧线反馈条件下,系统运行约40 h HD向D2的转化达到峰值,而在无侧线情况下,HD浓缩在40 h已达到饱和;当侧线采出比为1时,脱氘率最高。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 侧线反馈

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用于氢同位素分离的置换色谱分离材料的研究进展 被引量：3

10

作者 邓潇君 罗德礼 钱晓静 《同位素》 CAS 2010年第1期53-58,共6页

置换色谱法是一种较有优势的氢同位素分离方法,而分离材料的性能是决定置换色谱法分离效果的一个关键因素。目前研究的置换色谱分离材料包括钯材料和很多非钯材料。钯虽然价格昂贵,但由于其出色的分离性能而难以用廉价金属或合金来替代... 置换色谱法是一种较有优势的氢同位素分离方法,而分离材料的性能是决定置换色谱法分离效果的一个关键因素。目前研究的置换色谱分离材料包括钯材料和很多非钯材料。钯虽然价格昂贵,但由于其出色的分离性能而难以用廉价金属或合金来替代。本文简要介绍了置换色谱法分离氢同位素的原理,重点介绍了几种置换色谱含钯分离材料(纯钯、载钯硅藻土、载钯氧化铝、钯铂合金等)的性能,初步分析了置换色谱分离材料的发展方向。 展开更多

关键词 氢同位素分离 置换色谱 分离材料

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H-D体系的低温精馏分离实验研究 被引量：2

11

作者 罗阳明 古梅 +7 位作者 王和义 刘俊 付中华 夏修龙 刘云怒 翁葵萍 谢波 任兴碧 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期833-836,共4页

在自制低温精馏氢同位素装置上进行了H-D分离的初步实验。结果表明,以D/H比为1.4×10-4的氢气为原料,进料流量5mol/h,运行120h后,再沸器的D/H比达1.27×10-2;增加原料气氘浓度,其浓集效果明显提高。随着再沸器中氘浓度增加,柱... 在自制低温精馏氢同位素装置上进行了H-D分离的初步实验。结果表明,以D/H比为1.4×10-4的氢气为原料,进料流量5mol/h,运行120h后,再沸器的D/H比达1.27×10-2;增加原料气氘浓度,其浓集效果明显提高。随着再沸器中氘浓度增加,柱顶氘浓度增加,脱氘率降低。全回流实验下,再沸器加热功率增加,脱氘率增加,但造成柱压力明显增加。为控制精馏过程操作压力,选择适当的再沸器加热功率是必要的。 展开更多

关键词 低温精馏 氢同位素 分离 脱氘率

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低温精馏与低温气相色谱复合法分离氢同位素 被引量：3

12

作者 谢波 夏修龙 +3 位作者 刘云怒 翁葵平 侯建平 官锐 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期43-46,共4页

采用低温精馏与低温气相色谱相结合的方法分离、浓缩氢同位素,探讨了分离过程操作参数间的内在联系。实验结果表明:氘浓度为10-3的100 m3原料气经过120 h的连续运行后,可以将氘浓度浓缩至91.5%;低温精馏柱随着回流比的增大,再沸器和冷... 采用低温精馏与低温气相色谱相结合的方法分离、浓缩氢同位素,探讨了分离过程操作参数间的内在联系。实验结果表明:氘浓度为10-3的100 m3原料气经过120 h的连续运行后,可以将氘浓度浓缩至91.5%;低温精馏柱随着回流比的增大,再沸器和冷凝器中氘浓度均减小;顶端采出量增大,再沸器中氘浓度明显增大;随再沸器加热功率的增加,液氢液位下降,床层压降增加,精馏柱操作压力从100 kPa上升到190 kPa,冷凝器和冷头为提供更多冷量温度降低;低温色谱的分离、浓缩效果十分显著,3次运行后将氘浓度从1.25×10-2提高到91.5%。 展开更多

关键词 氢同位素 低温分离 精馏 气相色谱

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多柱互联低温精馏分离H_2/HD过程理论研究 被引量：3

13

作者 夏修龙 熊亮萍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期407-411,共5页

在氢同位素分离中,通常采用多柱级联工艺实现微量氘或氚的浓集。文章提出了三柱级联分离H2/HD的设计工艺和操作模式,获得了3根精馏柱的分离行为。在合适的操作模式下,三柱级联将HD浓缩了20×10×10倍,表明采用多柱级联可非常有... 在氢同位素分离中,通常采用多柱级联工艺实现微量氘或氚的浓集。文章提出了三柱级联分离H2/HD的设计工艺和操作模式,获得了3根精馏柱的分离行为。在合适的操作模式下,三柱级联将HD浓缩了20×10×10倍,表明采用多柱级联可非常有效地浓缩微量组分。进一步研究了压力和回流比等因素对分离性能的影响。压力从0.06MPa增加到0.15MPa,脱氘率从99.79%降到99.44%。回流比从3增长到5,脱氘率从99.67%升到99.81%。 展开更多

关键词 低温精馏 氢同位素分离 多柱级联

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气相色谱法在氢同位素分离中的应用 被引量：3

14

作者 叶小球 桑革 +2 位作者 彭丽霞 薛炎 曹伟 《同位素》 CAS 北大核心 2008年第1期40-45,共6页

简要介绍了气相色谱法分离氢同位素的原理,重点阐述了利用气相色谱法分离氢同位素的几种主要工艺(洗提色谱法、氢置换色谱法、自置换色谱法和前沿置换色谱法)及其应用进展,并对气相色谱法在氢同位素分离中的应用前景进行了评述。

关键词 氢同位素 气相色谱法 分离

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低温精馏分离H_2/HT/T_2理论研究 被引量：2

15

作者 夏修龙 任兴碧 +1 位作者 傅中华 杨通在 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期83-87,共5页

对有侧线反馈的H2/HT/T2低温精馏分离过程进行理论计算,获得了各组分浓度在再沸器和冷凝器中随时间的动态变化和在精馏柱上的空间分布。研究了操作压力和回流比对系统分离性能的影响。当压力从0.06 MPa升至0.12 MPa时,精馏柱上的温度整... 对有侧线反馈的H2/HT/T2低温精馏分离过程进行理论计算,获得了各组分浓度在再沸器和冷凝器中随时间的动态变化和在精馏柱上的空间分布。研究了操作压力和回流比对系统分离性能的影响。当压力从0.06 MPa升至0.12 MPa时,精馏柱上的温度整体抬升约2 K,同时,压力对脱氚率有显著影响,当压力升至0.12 MPa时,脱氚率降低至81%。回流比对提高脱氚率有显著作用,回流比超过5后,脱氚率超过99%。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 氚

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热循环吸附法(TCAP)全回流模式下分离氢、氘的研究 被引量：2

16

作者 钱晓静 罗德礼 +2 位作者 黄国强 熊义富 雷强华 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期363-366,共4页

分别在不同进料比、进料位置、加热/冷却温度的条件下,对TCAP工艺的全回流模式进行了实验。结果表明:从回流柱进料90%,分离柱加热/冷却温度为290℃/56℃条件下的分离效果最好,40次循环后分离系数为2183.87,60次循环后分离系数达到了3055... 分别在不同进料比、进料位置、加热/冷却温度的条件下,对TCAP工艺的全回流模式进行了实验。结果表明:从回流柱进料90%,分离柱加热/冷却温度为290℃/56℃条件下的分离效果最好,40次循环后分离系数为2183.87,60次循环后分离系数达到了3055.49,40次循环后产品端D含量高于99%,尾气端H含量高于95%;分离柱中点进料的分离效果远远没有回流柱进料的好。另外,高低温差、回流比对氢同位素分离也有影响,温差越大,加热温度越高,Pd/K解吸出的H含量越高,回流比越大,TCAP分离效果就越好。 展开更多

关键词 TCAP 氢同位素分离 全回流

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新型氢同位素分离材料研究进展 被引量：1

17

作者 邓潇君 熊仁金 +1 位作者 闫霞艳 罗文华 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第13期1-8,共8页

高效、大规模的氢同位素分离技术是实现氘氚聚变能源利用的关键前提之一,而方法、技术的发展主要取决于关键材料(即分离材料)的发展。本文简要综述了氢同位素分离材料的发展现状,介绍了传统的用于氢同位素分离的钯或含钯材料的应用情况... 高效、大规模的氢同位素分离技术是实现氘氚聚变能源利用的关键前提之一,而方法、技术的发展主要取决于关键材料(即分离材料)的发展。本文简要综述了氢同位素分离材料的发展现状,介绍了传统的用于氢同位素分离的钯或含钯材料的应用情况、存在的主要问题以及后续可能的改进方向;重点介绍了二维膜、有机金属骨架和具有孔开关效应的分子筛这三类近年发展起来的新型分离材料,给出了它们用于氢同位素分离的原理、分离效果、存在的问题以及后续的研究、发展方向。 展开更多

关键词 氢同位素 分离 二维膜 MOF 孔开关效应

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水-氢同位素催化交换模拟研究现状及展望 被引量：2

18

作者 吴栋 阮皓 胡石林 《广东化工》 CAS 2015年第21期109-111,128,共4页

计算机模拟技术应用于氢同位素分离领域,可以方便快捷地进行工艺条件分析和工艺路线优化,具有重要的应用价值,并可以规避试验中氚的放射性危害。文章系统总结了水-氢同位素催化交换工艺的理论模型和应用进展,并分析目前研究中存在的问题... 计算机模拟技术应用于氢同位素分离领域,可以方便快捷地进行工艺条件分析和工艺路线优化,具有重要的应用价值,并可以规避试验中氚的放射性危害。文章系统总结了水-氢同位素催化交换工艺的理论模型和应用进展,并分析目前研究中存在的问题,最后提出了流程模拟技术的潜在应用,以期理论模型结合流程模拟技术协同为水-氢催化交换工艺的应用提供有力的技术支撑。 展开更多

关键词 水-氢交换 理论模型 流程模拟 氢同位素分离

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超大容量氢同位素色谱分离系统的概念设计 被引量：1

19

作者 谢波 翁葵平 +1 位作者 刘云怒 侯建平 《同位素》 CAS 2012年第4期228-233,共6页

在多年从事色谱分离氢同位素技术研究的基础上,设计了一套超大容量氢同位素分离系统,包括系统的总体设计,以配气及纯化、三级色谱柱、气体流路及自动控制和载气回收为主的单元设计,以及调试实验方案设计。该系统的特点是可以根据氢同位... 在多年从事色谱分离氢同位素技术研究的基础上,设计了一套超大容量氢同位素分离系统,包括系统的总体设计,以配气及纯化、三级色谱柱、气体流路及自动控制和载气回收为主的单元设计,以及调试实验方案设计。该系统的特点是可以根据氢同位素分离解吸谱图的信息比较直接地计算出解吸过程的动力学参数,即在实验数据的支持和适当的假设条件(平衡再吸附、均匀表面)下,依靠解吸速率方程、形状参数和解吸活化能的计算便可比较系统地描述其复杂的动力学过程。在以前的工作中,虽然已经证实了采用5A分子筛柱在77K的低温下,可以连续富集氢-氘混合气中的氘、天然氢中的氘,甚至含氚重水中的氚的可行性,但本工作仅是初步的概念设计,其可行性还须通过实验结果来验证。 展开更多

关键词 氢同位素 分离 超大容量 气相色谱 概念设计

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电解-精馏级联分离D_2/HD/DT研究 被引量：1

20

作者 夏修龙 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期207-210,共4页

为研究电解精馏级联氢同位素分离过程的规律性,建立了理论模型,以D2/HD/DT为对象计算研究系统分离行为,获得了电解和精馏过程系统的浓集行为。由于分离因子的差异,在电解池中HD趋向贫化,DT趋向富集。第一根柱再沸器中DT随时间呈线性增长... 为研究电解精馏级联氢同位素分离过程的规律性,建立了理论模型,以D2/HD/DT为对象计算研究系统分离行为,获得了电解和精馏过程系统的浓集行为。由于分离因子的差异,在电解池中HD趋向贫化,DT趋向富集。第一根柱再沸器中DT随时间呈线性增长,经48h浓缩近68倍。在第二根柱再沸器中,HD降低一个量级,DT降低约两个量级。电解-精馏级联工艺能同时除去D2中微量的HD和DT,可应用于重水升级和除氚。 展开更多

关键词 氢同位素分离 低温精馏 氚 重水

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