氚水電解濃集設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及環(huán)境放射性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種氣水電解濃集設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 自然環(huán)境水中氣的活度一般低于現(xiàn)有液體閃爍計(jì)數(shù)器的最小探測(cè)限（約IBq/L)， GB/T 12375-1990給出水中氣的探測(cè)下限為0. 5Bq/l，利用液閃技術(shù)對(duì)水中氣進(jìn)行放射性 測(cè)量，需要先將樣品進(jìn)行氣濃集。
[0003] 電解技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水中氨、氣分離的重要手段，分為堿式電解、固體聚合膜電解和質(zhì) 子交換膜電解=大類。在低水平氣水電解濃集方面，國(guó)際原子能委員會(huì)和我國(guó)部分單位采 用堿式電解法，效率低、腐蝕性強(qiáng)、體積濃縮率受限且存在安全隱患，市場(chǎng)上無成套設(shè)備出 售，需應(yīng)用單位自行設(shè)計(jì)，不易推廣；日本于1996年首次提出固體聚合膜氣電解裝置，并 在我國(guó)逐步得到了應(yīng)用，該方法對(duì)純水進(jìn)行電解，電解效率高，不存在污染和體積濃集率限 審IJ，但濃集液的死體積量較大且極不穩(wěn)定，使得測(cè)量精度變差。
[0004] 低水平氣水電解濃集和水電解制氨的原理相同。在水電解制氨領(lǐng)域，質(zhì)子交換膜 可W在較高的電流下工作而不降低電解效率，陰極效率可達(dá)99. 999 %，被認(rèn)為是目前最有 前景的水電解技術(shù)。
[0005] 因此，環(huán)境低水平氣水的前處理可W借鑒質(zhì)子交換膜水電解制氨技術(shù)，提出一種 安全、高效和穩(wěn)定的電解濃集流程。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種氣水電解濃集設(shè)備，W實(shí)現(xiàn)環(huán)境低水平氣水 安全、高效和穩(wěn)定的電解濃集。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的氣水電解濃集設(shè)備用于對(duì)水中的氣進(jìn)行濃集。氣水電解濃集設(shè) 備包括：電解槽，用于對(duì)氣水進(jìn)行電解，其包括進(jìn)水口、氨氣出口和氧氣出口；一個(gè)樣品瓶， 其包括進(jìn)樣口和出水口，進(jìn)樣口用于將樣品氣水導(dǎo)入樣品瓶，出水口用于將樣品氣水導(dǎo)出， 出水口連接到電解槽的進(jìn)水口；氧氣排放裝置，其連接到電解槽的氧氣出口，用于向環(huán)境排 出電解產(chǎn)生的氧氣；氨氣排放裝置，其連接到電解槽的氨氣出口，用于向環(huán)境排出電解產(chǎn)生 的氨氣，氨氣排放裝置包括質(zhì)量流量計(jì)，用于測(cè)量電解產(chǎn)生的氨氣累積質(zhì)量流量。
[0008] 優(yōu)選地，電解槽是質(zhì)子交換膜電解槽。質(zhì)子交換膜電解槽可W包括質(zhì)子交換膜電 極、陽極板和陰極板。質(zhì)子交換膜電極優(yōu)選地是包括質(zhì)子交換膜、陽極催化劑和陰極催化劑 的=合一零極距活性膜電極。
[0009] 氣水電解濃集設(shè)備優(yōu)選地還包括冷卻裝置，用于對(duì)氧氣排放裝置中的氧氣和/或 氨氣排放裝置中的氨氣進(jìn)行冷卻。冷卻裝置可W包括冷凝管。進(jìn)一步優(yōu)選地，氧氣排放裝 置包括回流管，回流管位于冷卻裝置下方，其下端與樣品瓶連通，用于使蒸發(fā)的水蒸氣冷卻 回流至樣品瓶。類似地，氨氣排放裝置包括回流管，回流管位于冷卻裝置下方，其下端與樣 品瓶連通，用于使蒸發(fā)的水蒸氣冷卻回流至樣品瓶。
[0010] 氣水電解濃集設(shè)備還可W包括光電開關(guān)，其位于樣品瓶的出水口和電解槽的進(jìn)水 口之間的管道附近，用于在管道中無水時(shí)停止電解槽的電解。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案利用質(zhì)子交換膜電解槽對(duì)低水平氣 水電解濃集，通過測(cè)量陰極產(chǎn)生的氨氣量對(duì)濃集液的死體積進(jìn)行修正，解決了固體聚合膜 低水平氣水電解過程中的死體積修正問題。本實(shí)用新型的氣水電解濃集設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單，操作方便，電解效率高，體積濃集率計(jì)算準(zhǔn)確，安全無污染。
【附圖說明】
[0012] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng) 限定。在附圖中：
[0013] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的氣水電解濃集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的干氣水電解濃集方法的流程示意圖；
[0015] 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的氣水電解濃集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的氣體排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 在運(yùn)些附圖中，使用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示相同或相似的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，W下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例， 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
[0019] 在W下描述中，對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"一個(gè)示例"、"示例"等等的引用表明 如此描述的實(shí)施例或示例可W包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度，但并非每個(gè)實(shí) 施例或示例都必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度。另外，重復(fù)使用短語"在一 個(gè)實(shí)施例中"雖然有可能是指代相同實(shí)施例，但并非必然指代相同實(shí)施例。
[0020] 為簡(jiǎn)單起見，W下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。
[0021] 圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于對(duì)水中的氣進(jìn)行濃集的氣水電解濃集設(shè) 備 100。
[0022] 氣水電解濃集設(shè)備100包括電解槽102、一個(gè)樣品瓶104、氧氣排放裝置106和氨 氣排放裝置108。
[002引電解槽102用于對(duì)氣水進(jìn)行電解，其包括進(jìn)水口、氨氣出口和氧氣出口。電解槽 102可W是質(zhì)子交換膜電解槽。質(zhì)子交換膜電解槽一般包括質(zhì)子交換膜電極、陽極板和陰極 板。質(zhì)子交換膜電極可W是包括質(zhì)子交換膜、陽極催化劑和陰極催化劑的=合一零極距活 性膜電極。
[0024] 樣品瓶104包括進(jìn)樣口和出水口，進(jìn)樣口用于將樣品氣水導(dǎo)入樣品瓶104,出水口 用于將樣品氣水導(dǎo)出，出水口連接到電解槽102的進(jìn)水口。
[0025] 氧氣排放裝置106連接到電解槽102的氧氣出口，用于向環(huán)境排出電解產(chǎn)生的氧 氣。
[0026] 氨氣排放裝置108連接到電解槽102的氨氣出口，用于向環(huán)境排出電解產(chǎn)生的氨 氣。氨氣排放裝置108包括質(zhì)量流量計(jì)，用于測(cè)量電解產(chǎn)生的氨氣累積質(zhì)量流量。
[0027] 氣水電解濃集設(shè)備100還可W包括冷卻裝置，用于對(duì)氧氣排放裝置106中的氧氣 和/或氨氣排放裝置108中的氨氣進(jìn)行冷卻。冷卻裝置可W包括適于冷卻高溫氣體的冷凝 管等。進(jìn)一步，氧氣排放裝置106可W包括回流管，回流管位于冷卻裝置下方，其下端與樣 品瓶104連通，用于使蒸發(fā)的水蒸氣冷卻回流至樣品瓶104。類似地，氨氣排放裝置108可 W包括回流管，回流管位于冷卻裝置下方，其下端與樣品瓶104連通，用于使蒸發(fā)的水蒸氣 冷卻回流至樣品瓶104。
[0028] 氣水電解濃集設(shè)備100還可W包括光電開關(guān)，其位于樣品瓶104的出水口和電解 槽102的進(jìn)水口之間的管道附近，用于在管道中無水時(shí)停止電解槽102的電解。
[0029] 圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的使用圖1所示氣水電解濃集設(shè)備100的氣水電 解濃集方法。
[0030] 在步驟S202中，將氣水樣品注入樣品瓶104。
[0031] 在步驟S204中，用電解槽102對(duì)氣水進(jìn)行電解。
[0032] 在步驟S206中，用氨氣排放裝置108中的質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量陰極產(chǎn)生的氨氣量。
[0033] 在步驟S208中，當(dāng)氨氣量達(dá)到設(shè)定值或光電開關(guān)檢測(cè)到樣品瓶的出水口和電解 槽的進(jìn)水口之間的管道無水時(shí)，結(jié)束電解槽102的電解濃集。
[0034] 接下來詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的氣水電解濃集設(shè)備，如圖3所 /J、- 〇
[0035] 一種質(zhì)子交換膜氣水電解濃集裝置，包括質(zhì)子交換膜電解槽1、樣品瓶2、冷卻系 統(tǒng)3、氣體排放系統(tǒng)4、質(zhì)量流量計(jì)5、光電開關(guān)6、閥口 7/8、控制裝置9和電源10。質(zhì)子交 換膜電解槽1的正負(fù)極分別與電源10正負(fù)極相連，樣品瓶2的出水口 15與質(zhì)子交換膜電 解槽1的進(jìn)水口 16相連，氣體排放系統(tǒng)4與質(zhì)子交換膜電解槽1的氨氣出口和氧氣出口相 連。樣品瓶2通過回流管道19(見圖4)與氣體排放系統(tǒng)4相連。冷卻系統(tǒng)3在電解過程 中對(duì)質(zhì)子交換膜電解槽1和氣體排放系統(tǒng)4進(jìn)行冷卻。氧氣經(jīng)由氧氣排放口