[实用新型]氢同位素气和/或氦气中微量杂质含量的分析装置

说明书

本实用新型属于气相色谱分析技术领域，涉及氢同位素气和/或氦气中微量杂质含量的分析装置。所述的分析装置包括三通管道、第一四通管道、第二四通管道、六通阀、第一四通阀、第二四通阀、检测器、机械泵、含氚样品气回收罐、尾气排风口、标气钢瓶、样品气进样口、压力传感器、预分离柱、分析柱。利用本实用新型的分析装置，能够在用于氢同位素气体和/或氦气中微量杂质组分H₂、O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂的含量分析时，一次完成所有杂质组分含量的分析，样品消耗量小，分析时间短，尾气排放量少，分析准确度高。

技术领域

本实用新型属于气相色谱分析技术领域，涉及氢同位素气和/或氦气中微量杂质含量的分析装置。

背景技术

氚是氢的放射性同位素，是一种十分重要的战略能源物质，在工业、国防和科学研究等其它领域都具有十分重要的意义。

在液氢(D₂-DT)的低温系统(20K左右)中，除氦外的任何气体都会凝固并在精馏塔、热交换器、连接管道等部件中积累。因此，需要通过色谱准确监测含氚的工艺气中微量杂质组分的含量，这可保证工艺系统的正常运行。

在国际热核聚变实验堆计划(ITER)的等离子体排灰气处理系统(TEP)中，需要通过色谱判断含氚产物的氦及其它杂质气体的混合气体经过净化处理后是否可满足环保及经济效益的排放标准。

目前，气相色谱对气体中不同杂质组分含量的分析通常采用的是常(正)进样方式。采用该进样方式的气相色谱分析不仅要求待分析样品处于微正压体系，而且要求分析中的样品流量处于连续的稳态过程。常(正)进样方式适用的体系仅局限于微正压体系(负压体系不适用)，采用该进样方式的气相色谱分析过程中损耗的样品量较大，分析前管道环境的置换需要较长时间，这些都限制了常(正)进样方式在氢同位素气体和/或氦气分析中的应用。

目前，气相色谱在分析微量杂质(H₂、O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂)含量时采用的是双针进样模式，即一针样品进样针对样品中微量的H₂、O₂、N₂、CO、CH₄杂质组分含量的分析(采用分子筛填充柱作为分析柱)，另外一针样品进样针对样品中微量的CO₂杂质组分含量的分析(采用HayesepD填充柱作为分析柱)。采用该进样模式的分析方案的气路较为复杂，相比较于单针进样的全杂质组分(H₂、O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂)分析，延长了分析周期、增加了样品的损耗量及尾气的排放量。

另外，目前气相色谱分析常用的分子筛填充柱(例如13X柱，5A柱)会吸附微量的氧，这在一定程度上影响了微量氧组分分析的准确度。

实用新型内容

本实用新型的首要目的是提供氢同位素气和/或氦气中微量杂质含量的分析装置，以能够在用于氢同位素气体和/或氦气中微量杂质组分H₂、O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂的含量分析时，一次完成所有杂质组分含量的分析，样品消耗量小，分析时间短，尾气排放量少，分析准确度高。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本实用新型提供氢同位素气和/或氦气中微量杂质含量的分析装置，所述的分析装置包括三通管道、第一四通管道、第二四通管道、六通阀、第一四通阀、第二四通阀、检测器、机械泵、含氚样品气回收罐、尾气排风口、标气钢瓶、样品气进样口、压力传感器、预分离柱、分析柱，