3H和14C的采样设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种3H和14C的采样设备，其包括依次串联的一第一级取样系统、一第二级取样系统和一第三级取样系统；该第一级取样系统用于HTO和14CO2的分别取样，该第二级取样系统用于HT和14CO的分别取样，该第三级取样系统用于CH3T和14CH4的分别取样。本实用新型专利技术的3H和14C的采样设备通过串联的三级取样系统，实现了不同的含有3H或14C的物质的分别采样。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
3H和14C的采样设备
本技术涉及一种采样设备，尤其涉及一种3H和14C的采样设备。
技术介绍
核电站等核设施中产生不同形态的气态含3H (又简写为T)和/或14C的物质，包括ΗΤ0、HT、CH3T、14CO2、14CO、14CH4等，该些物质会对环境造成不同程度的污染，同时对生物体造成不同的危害，因此有必要对大气环境中不同形态的含3H和/或14C的物质进行采样和监测。目前常用的气态3H或14C监测系统包括采样系统和检测系统，其中采样系统是通过氧化、吸附、冷凝、吸收等方法分别将大气中的气态含3H或14C的物质进行采集的，检测系统通常是使用液闪法测量的手段测量3H或14C的浓度。但是，该种采样系统很难将不同形态存在的含3H或14C的物质进行分别采集，并且，以往的气态3H和14C采样设备主要是采集大气中的HTO和14CO2，其主要是利用冷凝和吸收液吸收的方法将大气中的HTO和14CO2收集起来。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服了现有技术中的3H和14C的采样设备难以分别采集CH3T、14C02、14C0和14CH4的缺陷，提供一种3H和14C的采样设备。本技术的3H和14C的采样设备能够针对不同的含有3H或14C的物质进行分别采样。本技术通过以下技术方案解决上述问题。本技术提供了一种3H和14C的采样设备，其包括依次串联的一第一级取样系统、一第二级取样系统和一第三级取样系统；所述的第一级取样系统包括依次连接的一第一级HTO收集装置、一第一级防HTO交叉污染装置、一第一级14CO2收集装置和一第一级防14CO2交叉污染装置；所述的第二级取样系统包括依次连接的一第二级催化氧化装置、一第二级冷却换热器、一第二级HTO收集装置、一第二级防HTO交叉污染装置、一第二级14CO2收集装置和一第二级防14CO2交叉污染装置，所述的第二级催化氧化装置用于催化氧化H2、HT、CO和14CO,所述的第二级取样系统还包括一第二级气体供给装置，所述的第二级气体供给装置与所述的第二级催化氧化装置相连，用于向所述的第二级催化氧化装置提供H2和CO ；所述的第三级取样系统包括依次连接的一第三级催化氧化装置、一第三级冷却换热器、一第三级HTO收集装置、一第三级防HTO交叉污染装置、一第三级14CO2收集装置和一第三级防14CO2交叉污染装置，所述的第三级催化氧化装置用于催化氧化CH4、CH3T和14CH4 ;所述的第三级取样系统还包括一第三级气体供给装置，所述的第三级气体供给装置与所述的第三级催化氧化装置相连，用于向所述的第三级催化氧化装置提供CH4。本技术中，所述的第一级取样系统用于HTO和14CO2的分别取样，所述的第二级取样系统用于HT和14CO的分别取样，所述的第三级取样系统用于CH3T和14CH4的分别取样，因此，通过串联的三级取样系统以实现对不同的含有3H或14C的物质进行分别采样。其中，所述的第一级HTO收集装置可为本领域常规使用的HTO收集装置，用于收集HTO和H20。所述的第一级HTO收集装置较佳地包括一第一级冷阱和与所述第一级冷阱连接的一个以上的第一级HTO收集容器。所述的第一级HTO收集容器的数目较佳地为两个。所述的第一级HTO收集装置更佳地还包括一个以上的第一级阀件，所述的第一级阀件用于控制所述第一级冷阱和所述第一级HTO收集容器的连通状态。所述的第一级阀件较佳地为球阀。所述的第一级冷阱较佳地为半导体冷阱。按本领域常识，当气体通过所述的第一级冷阱时，可以将第一级阀件关闭，然后至气体完全通过后，再打开所述的第一级阀件，使所述的第一级冷阱中的冷凝物融化，流入至所述的第一级HTO收集容器。其中，所述的第一级防HTO交叉污染装置可为本领域常规使用的吸附HTO和H2O的装置，用于吸收所述第一级HTO收集装置收集不完全的ΗΤ0，同时避免HTO对于后续取样系统的交叉污染。所述的第一级防HTO交叉污染装置较佳地为一变色硅胶吸附柱。其中，所述的第一级14CO2收集装置可为本领域常规的14CO2收集装置，用于收集14CO2和0)2。按本领域常识，一般可采用溶剂吸收法进行14CO2的吸收。所述的第一级14CO2收集装置较佳地为带有一冷却装置的一第一级14CO2收集容器。所述冷却装置较佳地为一冷阱，更佳地为一半导体冷阱。所述的第一级14CO2收集容器中，溶剂较佳地为闪烁液(Permafluor E)与二氧化碳吸收剂(Carbosorb E)的混合液。其中，所述的第一级防14CO2交叉污染装置可为本领域常规使用的吸附14CO2和CO2的装置，用于吸收所述第一级14CO2收集装置收集不完全的14CO2,同时避免14CO2对于后续取样系统的交叉污染。所述的第一级防14CO2交叉污染装置较佳地为一分子筛吸附柱，更佳地为5A分子筛吸附柱或13X分子筛吸附柱。其中，所述的第二级催化氧化装置可为本领域常规用于催化氧化HT和14CO的催化氧化装置。按本领域常识，所述的第二级催化氧化装置中包括一第二级控温装置和一第二级催化反应床。所述的第二级催化反应床可为本领域常规使用的催化反应床，较佳地包括第二级催化剂活性组分和第二级催化剂载体。所述的第二级催化剂活性组分较佳地为Pt和/或Pd。所述的第二级催化剂载体较佳地为硅烷改性的Al2O3、聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB)或聚四氟乙烯(PTFE)。所述的第二级催化剂活性组分的负载量较佳地为0.5?5wt%。所述的第二级控温装置用于控制HT、H2, CO和14CO的催化氧化温度。其中，所述的第二级冷却换热器可为本领域常规使用的冷却换热器，用于降低从所述第二级催化氧化装置流出的气体的温度。按本领域常识，所述第二级冷却换热器不会使水凝固。其中，所述的第二级HTO收集装置可为本领域常规使用的HTO收集装置，用于收集HTO和H20。所述的第二级HTO收集装置较佳地包括一第二级冷阱和与所述第二级冷阱连接的一个以上的第二级HTO收集容器。所述的第二级HTO收集容器的数目较佳地为两个。所述的第二级HTO收集装置更佳地还包括一个以上的第二级阀件，所述的第二级阀件用于控制所述第二级冷阱和所述第二级HTO收集容器的连通状态。所述的第二级阀件较佳地为球阀。所述的第二级冷阱较佳地为半导体冷阱。按本领域常识，当气体通过所述的第二级冷阱时，可以将第二级阀件关闭，然后至气体完全通过后，再打开所述的第二级阀件，使所述的第二级冷阱中的冷凝物融化，流入至所述的第二级HTO收集容器。其中，所述的第二级防HTO交叉污染装置可为本领域常规使用的吸附HTO和H2O的装置，用于吸收所述第二级HTO收集装置收集不完全的ΗΤ0，同时避免HTO对于后续取样系统的交叉污染。所述的第二级防HTO交叉污染装置较佳地为一变色硅胶吸附柱。其中，所述的第二级14CO2收集装置可为本领域常规的14CO2收集装置，用于收集14CO2和0)2。按本领域常识，一般可采用溶剂吸收法进行14CO2的吸收。所述的第二级14CO2收集装置较佳地为带有一冷却装置的一第二级14CO2收集容器。所述冷却装置较佳地为一冷阱，更佳地为一半导体冷阱。所述的第二级14CO2收集容器中，溶剂较佳地为闪烁液(Permafluor E)与二氧化碳吸收剂(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3H和14C的采样设备，其特征在于，其包括依次串联的一第一级取样系统、一第二级取样系统和一第三级取样系统；所述的第一级取样系统包括依次连接的一第一级HTO收集装置、一第一级防HTO交叉污染装置、一第一级14CO2收集装置和一第一级防14CO2交叉污染装置；所述的第二级取样系统包括依次连接的一第二级催化氧化装置、一第二级冷却换热器、一第二级HTO收集装置、一第二级防HTO交叉污染装置、一第二级14CO2收集装置和一第二级防14CO2交叉污染装置，所述的第二级催化氧化装置用于催化氧化H2、HT、CO和14CO，所述的第二级取样系统还包括一第二级气体供给装置，所述的第二级气体供给装置与所述的第二级催化氧化装置相连，用于向所述的第二级催化氧化装置提供H2和CO；所述的第三级取样系统包括依次连接的一第三级催化氧化装置、一第三级冷却换热器、一第三级HTO收集装置、一第三级防HTO交叉污染装置、一第三级14CO2收集装置和一第三级防14CO2交叉污染装置，所述的第三级催化氧化装置用于催化氧化CH4、CH3T和14CH4；所述的第三级取样系统还包括一第三级气体供给装置，所述的第三级气体供给装置与所述的第三级催化氧化装置相连，用于向所述的第三级催化氧化装置提供CH4。...

【技术特征摘要】
1.一种3H和14C的采样设备，其特征在于，其包括依次串联的一第一级取样系统、一第二级取样系统和一第三级取样系统；所述的第一级取样系统包括依次连接的一第一级HTO收集装置、一第一级防HTO交叉污染装置、一第一级14CO2收集装置和一第一级防14CO2交叉污染装置；所述的第二级取样系统包括依次连接的一第二级催化氧化装置、一第二级冷却换热器、一第二级HTO收集装置、一第二级防HTO交叉污染装置、一第二级14CO2收集装置和一第二级防14CO2交叉污染装置，所述的第二级催化氧化装置用于催化氧化H2、HT、CO和14CO,所述的第二级取样系统还包括一第二级气体供给装置，所述的第二级气体供给装置与所述的第二级催化氧化装置相连，用于向所述的第二级催化氧化装置提供H2和CO ;所述的第三级取样系统包括依次连接的一第三级催化氧化装置、一第三级冷却换热器、一第三级HTO收集装置、一第三级防HTO交叉污染装置、一第三级14CO2收集装置和一第三级防14CO2交叉污染装置，所述的第三级催化氧化装置用于催化氧化CH4、CH3T和14CH4 ;所述的第三级取样系统还包括一第三级气体供给装置，所述的第三级气体供给装置与所述的第三级催化氧化装置相连，用于向所述的第三级催化氧化装置提供CH4。2.如权利要求1所述的3H和14C的采样设备，其特征在于，所述的第一级HTO收集装置包括一第一级冷阱和与所述第一级冷阱连接的一个以上的第一级HTO收集容器；所述的第一级防HTO交叉污染装置为一变色硅胶吸附柱；所述的第一级14CO2收集装置为带有一冷却装置的一第一级14CO2收集容器；和/或，所述的第一级防14CO2交叉污染装置为一分子筛吸附柱。3.如权利要求2所述的3H和14C的采样设备，其特征在于，所述的第一级HTO收集装置还包括一个以上的第一级阀件，所述的第一级阀件用于控制所述第一级冷阱和所述第一级HTO收集容器的连通状态；所述的第一级冷阱为半导体冷阱；和/或，所述的第一级防14CO2交叉污染装置为5A分子筛吸附柱或13X分子筛吸附柱。4.如权利要求1所述的3H和14C的采样设备，其特征在于，所述的第二级催化氧化装置中包括一第二级控温装置和一第二级催化反应床，所述的第二级催化反应床包括第二级催化剂活性组分和第二级催化剂载`体；所述的第二级HTO收集装置包括一第二级冷阱和与所述第二级冷阱连接的一个以上的第二级HTO收集容器；所述的第二级防HTO交叉污染装置为一变色硅胶吸附柱；所述的第二级14CO2收集装置为带有一冷却装置的一第二级14CO2收集容器；所述的第二级防14CO2交叉污染装置为一分子筛吸附柱；所述的第二级气体供给装置包括一 H2供给装置、与所述H2供给装置相连的一 H2流量控制器、一 CO供给装置和与所述CO供给装置相连的一 CO流量控制器；和/或，所述的第二级取样系统还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫，吴勐，钱渊，包广粮，杜林，曾友石，皮力，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：实用新型
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