吴　栋，阮　皓，胡石林，尹玉国，张　丽，黄登高，窦勤成

中国原子能科学研究院 特种材料专项工程部，北京　102413



水-氢交换氢同位素体系HD/H2O、DT/D2O和HT/H2O分离性能模拟研究

吴栋，阮皓，胡石林，尹玉国，张丽，黄登高，窦勤成

中国原子能科学研究院 特种材料专项工程部，北京102413

计算模拟应用于氢同位素分离领域，能够方便、快捷地进行工艺条件分析。本工作采用数值模拟的方法对比研究了水-氢催化交换过程中HD/H2O、DT/D2O和HT/H2O三种氢同位素体系的分离性能。研究表明：在一定工艺条件下，三种体系均在操作温度为343 K时达到最大的分离效果；随着气液比从1.0增大到3.0，最优操作温度均从343 K降低到323 K，但是在此过程中，HT/H2O体系的分离效果受温度的影响较小一些；在达到最大分离效果的目标下，HT/H2O体系需要的理论塔板数比HD/H2O和DT/D2O体系少，同时，在优化的工艺条件下，三体系气相中氢同位素浓度在交换柱内分布曲线存在一定的差异。

水-氢交换；氢同位素分离；数值模拟；工艺条件

在氢同位素分离领域中，采用水-氢同位素催化交换的方法实现不同氢同位素之间分离的研究越来越广泛。计算机模拟研究作为与试验研究优势互补的手段越来越受到科研工作者的重视，该方法在水-氢同位素催化交换工艺中的应用也越来越广泛。近年来，基于平衡级模型的计算机模拟研究取得了一些成果。叶林森等[1]对填料塔内的H2/HDO体系进行模拟研究，研究了温度、气液比等对分离效果的影响；日本、俄罗斯和韩国等国家依据平衡级模型开发了相关的计算程序[2-4]。……