前言

氫同位素（H?、D?、T?）分離是同位素科研、核聚變研究、特種同位素制備領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)內(nèi)眾多實(shí)驗(yàn)室與工程項(xiàng)目中有著不可替代的需求?，F(xiàn)階段，越來(lái)越多科研項(xiàng)目對(duì)氫同位素混合氣分離、氚氦混合氣提純提出更高標(biāo)準(zhǔn)，多級(jí)鈀膜級(jí)聯(lián)氫同位素分離器，成為可靠的技術(shù)路線。

鈀合金膜具備獨(dú)特的選擇滲透特性：僅氫原子能夠溶解并透過(guò)鈀膜晶格，并且不同氫同位素滲透速率存在明顯差異，滲透速率遵循 H?＞D?＞T?。

1.鈀膜氫同位素分離技術(shù)原理

鈀膜本身天然適配氫同位素體系，H?/D?/T?分離選擇性可達(dá) 1.3~2。需要注意，在分離過(guò)程中，不同同位素之間會(huì)發(fā)生交換反應(yīng)，生成 HD、HT、DT 等混合分子，這也是同位素分離工藝中需要預(yù)判和管控的工況特點(diǎn)。

除氫同位素之間的分離外，該設(shè)備還可完成氚 / 氦混合氣分離。

氚常規(guī)制備路徑，依靠核反應(yīng)堆內(nèi)熱中子轟擊鋰 - 6，發(fā)生核反應(yīng)生成氚與氦。產(chǎn)出混合氣中氚與氦的提純回收，正是氫同位素分離器典型落地場(chǎng)景。

不同于吸附分離、低溫精餾等傳統(tǒng)方案

• 鈀膜分離可常溫 / 中溫區(qū)間運(yùn)行，無(wú)需復(fù)雜低溫制冷系統(tǒng)；

• 連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，不存在吸附材料周期性再生、停機(jī)工況；

• 雜質(zhì)（水汽、氧氣、氮?dú)?、碳氧化物）被鈀膜截留，同步實(shí)現(xiàn)氣源凈化；鈀膜分離可常溫 / 中溫區(qū)間運(yùn)行，無(wú)需復(fù)雜低溫制冷系統(tǒng)；

• 模塊化多級(jí)級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)，可根據(jù)分離目標(biāo)靈活拓展級(jí)數(shù)。

2.主流應(yīng)用場(chǎng)景

01低氘水制備配套工藝

電解制氫 + 水氫同位素交換工藝中，粗氫含有 HD、D?重氫組分。利用鈀膜分離脫除重氫組分，規(guī)避逆向破壞交換平衡，穩(wěn)定降低水體氘含量，助力低氘水量產(chǎn)。同時(shí)脫除堿霧、氧氣等雜質(zhì)，保護(hù)鉑催化劑。

02核聚變相關(guān)科研實(shí)驗(yàn)

氘氚聚變研究體系，氘、氚混合氣回收、組分提純、尾氣同位素分離，是聚變裝置配套關(guān)鍵單元。

03氚生產(chǎn)與回收項(xiàng)目

反應(yīng)堆鋰 - 6 產(chǎn)氚工藝，完成 T?與氦氣分離，實(shí)現(xiàn)氚資源高效回收；各類含氚廢氣處理、同位素氣源提純。

04高校科研院所同位素實(shí)驗(yàn)

氫同位素基礎(chǔ)研究、催化交換實(shí)驗(yàn)、同位素示蹤實(shí)驗(yàn)，提供小流量高精度同位素分離裝置。

3.高謙氫同位素分離器

南京高謙擁有25年鈀膜研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，參編《氫氣純化系統(tǒng)技術(shù)要求》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依托多年鈀膜裝備研發(fā)落地經(jīng)驗(yàn)，我們擁有從小試臺(tái)式機(jī)型到撬裝工業(yè)化多級(jí)級(jí)聯(lián)成套設(shè)備：

01臺(tái)式小型裝置

適配高校、科研單位實(shí)驗(yàn)室小試，操作全自動(dòng)，觸摸屏控制，占地面積小，滿足間歇實(shí)驗(yàn)需求。

02中試級(jí)多級(jí)級(jí)聯(lián)機(jī)組

持續(xù) 7×24h 連續(xù)運(yùn)行，適合同位素工藝放大試驗(yàn)，可定制分離級(jí)數(shù)。

03大型撬裝成套系統(tǒng)

面向工程項(xiàng)目落地，集成預(yù)處理、溫控、安全聯(lián)鎖、尾氣處理單元。

4.總結(jié)

氫同位素分離技術(shù)門檻高，工藝路線直接決定項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性、物料回收率。多級(jí)鈀膜級(jí)聯(lián)方案，兼具凈化與同位素富集分離雙重能力，我司產(chǎn)品已經(jīng)在同位素科研、低氘水開(kāi)發(fā)、聚變研究、氚回收多個(gè)項(xiàng)目成功落地。

如果您正在開(kāi)展氫同位素相關(guān)實(shí)驗(yàn)、工藝開(kāi)發(fā)，想要評(píng)估分離方案，歡迎后臺(tái)留言，技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合您的氣源組分、流量、分離目標(biāo)，提供一對(duì)一定制化設(shè)備方案。

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