色谱柱温度对前沿置换色谱法氢同位素分离效果的影响

摘要

前沿置换色谱法具有操作过程简单,系统氚滞留量小以及易于规模化等优点,是一种很有潜力的氢同位素分离方法.前期设计、建立了一种采用载钯氧化铝(Pd-Al2O3)做分离材料的前沿置换色谱氢同位素分离系统,并且实验验证了其分离氢同位素混合气体的可行性;在此基础上,采用组成为(5％±0.1％)H2-(5％±0.1％)D2-(90％±0.1％)Ar的原料气研究了色谱柱温度对前沿置换色谱法氢同位素分离效果的影响.在15 mL(NTP)/min流量下,对303,273,263,253,213K下的氢同位素分离效果进行了实验研究.结果表明:原料气组成与流量一定时,色谱柱温度越低,氘富集因子越大,303 K到273 K氘富集因子从1.5增大到65,213 K时氘富集因子为180;氘回收率也随温度降低而提高(303 K除外);273 K及以下温度时,氘回收率都高于42％,产品气氘丰度都高于98％,213K时产品气最大氘丰度为99.8％.