本發(fā)明屬于化工和核設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種用于處理中子成像儀產(chǎn)生氚氣的凈化裝置的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外涉及到氚操作的設(shè)施都會(huì)產(chǎn)生一定量的氚污染，通過(guò)資料調(diào)研表明，氚設(shè)施中均配備了相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)氚廢氣處理裝置或措施，但由于氚設(shè)施或氚操作現(xiàn)場(chǎng)的情況、氚工藝流程、操作模式、運(yùn)行時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)氚排放管理限值等情況各異，因此市場(chǎng)上并無(wú)標(biāo)準(zhǔn)商品銷(xiāo)售。由于氚氣在常溫、常壓、正常濕度下，大約60天左右會(huì)有一半ht轉(zhuǎn)化為hto，而hto的吸入危害是氣態(tài)氚的1.0×104倍，hto還能通過(guò)皮膚吸收進(jìn)入體內(nèi)。因此基于ht和hto的放射性危害，需要設(shè)計(jì)一種高效、可靠并且成本低廉的系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)所中產(chǎn)生的氚氣進(jìn)行凈化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于處理中子成像儀產(chǎn)生氚氣的凈化裝置，該裝置可高效、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)氚氣凈化，具有生成氚廢物較少、換料次數(shù)少、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，滿足對(duì)應(yīng)涉及氚工藝實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、排放限值、放射性職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)等要求。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種用于處理中子成像儀產(chǎn)生氚氣的凈化裝置，包括控制及信號(hào)處理系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)，所述控制及信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)控制信號(hào)線與所述的氣體輸送系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)相連，
氣體輸送系統(tǒng)包括過(guò)濾器、隔膜增壓泵i和控制閥，過(guò)濾器通過(guò)管道與隔膜增壓泵i相通，隔膜增壓泵i后連接有收集罐，過(guò)濾器、隔膜增壓泵i和收集罐之間設(shè)置有控制閥；
氣體收集系統(tǒng)包括兩個(gè)相互串聯(lián)的收集罐，收集罐之間設(shè)置有壓力計(jì)，且收集罐的輸入端通過(guò)管道與氣體輸送系統(tǒng)的輸出端相通，收集罐的輸出端通過(guò)管道依次與流量計(jì)、電離室和隔膜增壓泵ii相通；
凈化處理系統(tǒng)包括預(yù)熱器、催化氧化器、空冷器、冷凝收集器、分子篩吸附器和液氨冷卻器，所述預(yù)熱器前端與隔膜增壓泵ii的輸出端相連，其后端依次經(jīng)管道連接有催化氧化器和空冷器，所述催化氧化器由兩個(gè)相串聯(lián)的催化氧化器i和兩個(gè)相串聯(lián)的催化氧化器ii組成，催化氧化器i為鈀無(wú)機(jī)疏水催化劑的催化反應(yīng)器，催化氧化器ii為鉑無(wú)機(jī)疏水催化劑的催化反應(yīng)器，空冷器后分別連接有兩個(gè)管道，一管道經(jīng)控制閥和冷水循環(huán)系統(tǒng)與分子篩吸附器相連，另一管道經(jīng)兩串聯(lián)的冷凝收集器后與分子篩吸附器相連，所述分子篩吸附器的輸出端經(jīng)由控制閥直接與電離室相連，或者分子篩吸附器的輸出端經(jīng)控制閥和液氨冷卻器后與電離室相連，經(jīng)過(guò)電離室后的合格氣體排放，不合格氣體經(jīng)管道回流至收集罐。
優(yōu)選的，凈化裝置采用兩套相互并聯(lián)的凈化系統(tǒng)進(jìn)行處理。
收集罐的容積為1m3的316l不銹鋼材質(zhì)制成，收集罐的出口壓力不超過(guò)0.6mpa。
催化氧化器的反應(yīng)溫度控制在50～500℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
(1)選擇弱電流靜電計(jì)和承壓電離室的組合作為處理裝置的連續(xù)測(cè)量單元，弱電流靜電計(jì)不確定度＜15％，承壓電離室在不同電壓下氚電力電流響應(yīng)穩(wěn)定，滿足裝置在運(yùn)行中對(duì)氚濃度變化進(jìn)行監(jiān)控的要求；
(2)通過(guò)對(duì)有機(jī)疏水除氚催化劑、無(wú)機(jī)疏水催化劑的表征、性能測(cè)試、耐中毒考察、活性組分優(yōu)化分散等研究手段，充分比較了疏水催化劑的適用性，并選取無(wú)機(jī)疏水催化劑作為處理裝置使用的除氚關(guān)鍵材料；
(3)通過(guò)氚尾氣處理裝置工藝流程的優(yōu)化研究及設(shè)計(jì)，將氚濃度測(cè)量單元、含氚廢氣收集單元、氚催化氧化單元和hto收集單元作為整套裝置的組成部分，設(shè)計(jì)了電離室的氣路、含氚廢氣收集單元流程、催化氧化反應(yīng)器裝填體積，hto分步收集部件結(jié)構(gòu)等，優(yōu)化提高了部件使用率和材料使用壽命。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
圖中各個(gè)標(biāo)記分別為：1、過(guò)濾器，2、隔膜增壓泵i，3、控制閥，4、收集罐，5、流量計(jì)，6、電離室，7、膈膜增壓泵ii，8、預(yù)熱器，9、催化氧化器i，10、催化氧化器ii，11、空冷器，12、冷凝收集器，13、分子篩吸附器，14、液氨冷卻器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1所示，一種用于處理中子成像儀產(chǎn)生氚氣的凈化裝置，包括控制及信號(hào)處理系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)，所述控制及信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)控制信號(hào)線與所述的氣體輸送系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)相連，
氣體輸送系統(tǒng)包括過(guò)濾器1、隔膜增壓泵i2和控制閥3，過(guò)濾器通過(guò)管道與隔膜增壓泵i相通，隔膜增壓泵i后連接有收集罐，過(guò)濾器、隔膜增壓泵i和收集罐之間設(shè)置有控制閥；
氣體收集系統(tǒng)包括兩個(gè)相互串聯(lián)的收集罐4，收集罐之間設(shè)置有壓力計(jì)，且收集罐的輸入端通過(guò)管道與氣體輸送系統(tǒng)的輸出端相通，收集罐的輸出端通過(guò)管道依次與流量計(jì)5、電離室6和隔膜增壓泵ii7相通；
凈化處理系統(tǒng)包括預(yù)熱器8、催化氧化器、空冷器11、冷凝收集器12、分子篩吸附器13和液氨冷卻器14，所述預(yù)熱器前端與隔膜增壓泵ii的輸出端相連，其后端依次經(jīng)管道連接有催化氧化器和空冷器，所述催化氧化器由兩個(gè)相串聯(lián)的催化氧化器i9和兩個(gè)相串聯(lián)的催化氧化器ii10組成，催化氧化器i為鈀無(wú)機(jī)疏水催化劑的催化反應(yīng)器，催化氧化器ii為鉑無(wú)機(jī)疏水催化劑的催化反應(yīng)器，空冷器后分別連接有兩個(gè)管道，一管道經(jīng)控制閥和冷水循環(huán)系統(tǒng)與分子篩吸附器相連，另一管道經(jīng)兩串聯(lián)的冷凝收集器后與分子篩吸附器相連，所述分子篩吸附器的輸出端經(jīng)由控制閥直接與電離室相連，或者分子篩吸附器的輸出端經(jīng)控制閥和液氨冷卻器后與電離室相連，經(jīng)過(guò)電離室后的合格氣體排放，不合格氣體經(jīng)管道回流至收集罐。
控制及信號(hào)處理系統(tǒng)的主要功能為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)設(shè)置等。系統(tǒng)的主開(kāi)機(jī)畫(huà)面(可觸摸操作的系統(tǒng)流程圖附帶各種參數(shù))啟動(dòng)完畢1分鐘后電腦開(kāi)始自動(dòng)存儲(chǔ)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以txt文本文件形式保存在電腦中，數(shù)據(jù)記錄頻率60秒記錄1次，可根據(jù)時(shí)間為條件進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)查詢(xún)，生成相應(yīng)報(bào)表，報(bào)表可儲(chǔ)存在電腦中，也可以打印。監(jiān)控系統(tǒng)包含有主控機(jī)、遠(yuǎn)程電腦、plc、6517和電源，電離室通過(guò)掃描卡連接到6517上，主控機(jī)與6517通過(guò)rs232連接，plc與主控機(jī)通信連接，并向主控機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收主控機(jī)的指令。
氣體輸送系統(tǒng)中的氣體通過(guò)316l不銹鋼管道輸送到收集系統(tǒng)中的收集罐，采用316l的ep管道φ63.5x1.65，自動(dòng)焊接，控制閥為不銹鋼316lep級(jí)閥門(mén)。
氣體收集系統(tǒng)分成4個(gè)容積為1m3的316l不銹鋼材質(zhì)制成的收集罐，其中兩個(gè)收集罐之間采用φ45x2的不銹鋼管道自動(dòng)焊接串聯(lián)成一組，然后兩組再并聯(lián)成有機(jī)整體。兩組間分別有相應(yīng)的自動(dòng)閥門(mén)和壓力傳感器接入系統(tǒng)，控制命令由主系統(tǒng)的程序發(fā)出實(shí)現(xiàn)控制。
該氚氣凈化的系統(tǒng)，采用整體柜體分別固定安裝，柜體底座預(yù)留叉車(chē)孔，利用自動(dòng)、手動(dòng)或遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的使用方式，系統(tǒng)處理運(yùn)行的允許壓力為不超過(guò)0.6mpa，靜態(tài)總體漏率不大于1×10-3pa·l/s，系統(tǒng)中的催化反應(yīng)器的溫度范圍是50～500℃，其循環(huán)凈化的能力為300l/min。
以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，再次聲明，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也列入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。