[发明专利]一种低温等离子体增强气氛除氚装置及除氚方法

权利要求书

1.一种低温等离子体增强气氛除氚装置，其特征在于，所述种低温等离子体增强气氛除氚装置包括放电反应器单元和串联在放电反应器单元之后的活性氧催化单元，含氚气氛需依次经过放电反应器单元和活性氧催化单元处理，完成低温等离子体协同催化反应；

其中，放电反应器单元由内向外同轴设置的内电极、反应管以及外电极，三者构成双介质阻挡放电结构，所述双介质阻挡放电结构单侧放电间隙≤4mm；

其中，内电极包括金属电极以及包覆于金属电极表面的管状介质层，所述管状介质层的材质为高强度陶瓷或高强度石英玻璃；所述金属电极与低温等离子体电源相连；所述管状介质层外表面涂覆氧化铝阻氚涂层；

所述反应管为气氛除氚反应的场所，其材质为高强度陶瓷或高强度石英玻璃；所述反应管和内电极的两端与法兰密封连接，所述法兰材质为高强度陶瓷或高强度石英玻璃；所述一端法兰中设置有进气通道，另一端法兰设置有排气通道，分别用于含氚气氛的注入和放电反应处理后气氛的排出；所述法兰接触含氚气氛的表面和反应管内表面均涂覆氧化铝阻氚涂层；

所述反应管内设置有催化剂，所述催化剂是以三角螺旋、迪克松环或者小球中一种或多种为载体且在载体表面生长微-纳结构的过渡金属氧化物；

所述外电极包覆设置于反应管外表面，所述外电极接地；

所述活性氧催化单元包括活性氧催化单元外壳和内置于活性氧催化单元外壳并与反应管内相同的催化剂。

所述低温等离子体电源连接，电源类型为直流高频、交流高频、调制脉冲或脉冲电源，输出电压为3kV～15kV；其中调制脉冲或脉冲电源，频率1kHz-30kHz可调，占空比1％-99％可调。

2.如权利要求1所述低温等离子体增强气氛除氚装置，其特征在于，所述氧化铝阻氚涂层≤2mm。

3.如权利要求1所述低温等离子体增强气氛除氚装置，其特征在于，所述催化剂的载体尺寸≤单侧放电间隙的一半；过渡金属氧化物为Co、Mn或Ni的氧化物，所述微-纳结构为针状、树丛状、锯齿片状或丝带状等。

4.如权利要求1所述低温等离子体增强气氛除氚装置，其特征在于，所述低温等离子体增强气氛除氚装置中的双介质阻挡放电结构为多个并阵列式排布，所述阵列式排布的双介质阻挡放电结构外部还设置有外壳，所述外壳位于进气通道的一端设置有进气口，所述外壳位于排气通道的一端设置有排气口；所述外壳内表面设置有氧化铝阻氚涂层。

5.基于权利要求1～4任意一项所述的低温等离子体增强气氛除氚装置的除氚方法，其特征在于，所述除氚方法包括如下步骤：

S10去除含氚气体中的颗粒物、有机物，净化含氚气氛；

S20使用干泵抽气；

S30电离室监测含氚气氚含量；

S40控制含氚气氛的质量流量，将含氚气氛注入低温等离子体增强气氛除氚装置；

S50含氚气体等离子协同催化氧化+常规催化氧化两级反应

先等离子协同催化氧化反应，后常规催化氧化；所述低温等离子体增强气氛除氚装置中还混填高介电常数材料钛酸钡；

S60将换热到常温及以下

将低温等离子体增强气氛除氚装置中排出的氚化水蒸气经过冷却器换热到常温及以下；

S70吸附床吸附

将混合气氛通过吸附床，所述吸附床为分子筛吸附床或冷阱，或二者复合；

S80对电离室监测，达标排放，否则继续循环除氚。