。该含氚水供应系统栗出口包括与SPE电解池上的含氚水入口连接的计量栗6，出水口与该计量栗6栗入口连接的待处理含氚水储罐4，以及栗出口与该含氚水储罐4进水口连接的水循环栗16。并且，所述的含氚水储罐4还连接有用于补充含氚水的管路，包括第一液相阀门2和第一液相质量流量计3，通过水循环栗16和第三液相阀门17连接循环水箱15，实现浓度未达标含氚水和冷凝系统冷凝含氚水的循环处理。
[0061]所述气液分离器11通过气液两相阀门10与SPE电解池模块中的水氧出口连接，并且还分别与氚水收集系统、氧气干燥系统连接，用于将SPE电解池模块流出的富氚水和氧气两相混合物进行气液分离，使氧气进入氧气干燥系统，富氚水进入氚水收集系统。
[0062]所述氚水收集系统用于检测由气液分离系统流出的富氚水浓度，收集达到浓集指标的含氚水，并将浓度未达标的含氚水循环输入含氚水供应系统。该氚水收集系统包括进水口与气液分离器11连接、用于收集未达标含氚水(经第二液相阀门13传输)的循环水箱15，以及进水口与气液分离器11连接、用于收集富氚水(经第四液相阀门18传输)的产品氚水储罐19;所述循环水箱15出水口与水循环栗16的栗入口连接。此外，产品氚水储罐19还连接第二液相质量流量计21和第五液相阀门22，用于向外输出富氚水。
[0063]所述氢气干燥系统用于干燥由SPE电解池模块中的氢气出口流出的贫氚氢气。该氢气干燥系统包括均与氢气出口连接、且呈并联关系的第一分子筛干燥床26和第二分子筛干燥床30，设置在第一分子筛干燥床26上用于对其进行加热的第一分子筛干燥床加热器25，设置在第二分子筛干燥床30上用于对其进行加热的第二分子筛干燥床加热器29，同时与第一和第二分子筛干燥床连接的第一气体压缩机34和第一气体加热器38，同时与第一分子筛干燥床26和第二分子筛干燥床30连接、用于活化时除去分子筛干燥床中的水蒸气的第一冷凝器43，与第一冷凝器43连接的第一气体循环栗44，以及连接于管路中的气相阀门24、27、28、31、33、36、39、40、41、42。
[0064]所述氧气干燥系统用于干燥气液分离后的氧气，除去氧气中的水蒸气，并向产品氧气收集储罐输入合格氧气产品。该氧气干燥系统包括与气液分离系统连接、且呈并联关系的第三分子筛干燥床63和第四分子筛干燥床67，设置在第三分子筛干燥床63上用于对其进行加热的第三分子筛干燥床加热器62，设置在第四分子筛干燥床67上用于对其进行加热的第二分子筛干燥床加热器66，同时与第三和第四分子筛干燥床连接的第二气体压缩机71和第二气体加热器74，同时与第三和第四分子筛干燥床连接、用于活化时除去分子筛干燥床中的水蒸气的第二冷凝器79，与第二冷凝器79连接的第二气体循环栗80，以及连接于管路中的气相阀门61、64、65、68、70、72、75、76、77、78。所述第二气体压缩机71与产品氧气收集储罐86。
[0065]所述氢气收集系统用于将氚浓度检测后的贫氚氢气进行分流处理，并分别收集氚浓度达到指标和未达到指标的氢气。该氢气收集系统包括均与第一气体压缩机34连接的用于收集氣含量指标的氢气的产品氢气储罐46和用于收集未达标氢气的未达标氢气储罐51。并且，所述产品氢气储罐46连接有第一气体质量流量计48和第十二气相阀门49向外输出产品，所述未达标氢气储罐51通过第二气体质量流量计53和第十四气相阀门54向外输出。
[0066]所述产品氧气收集储罐86用于存储干燥后的氧气，本实施例中，干燥氧气通过第二五气相阀门85通入产品产品氧气收集储罐86，产品氧气收集储罐86连接第三气体质量流量计88和第二六气相阀门89向外输出产品。
[0067]所述冷凝系统包括与第一冷凝器43连接、用于对其进行冷却的第一冷水机56，与第二冷凝器79连接、用于对其进行冷却的第二冷水机82，用于将冷凝器冷却所得的含氚水输入氚水收集系统的第三液相质量流量计59，以及液相阀门55、57、58、81、83和84。
[0068]所述检测和控制系统用于检测和控制系统的压力、液位、湿度和氚浓度，并针对电解池氢气泄露事故进行紧急断电处理。该检测和控制系统包括与待处理含氚水储罐4连接的第一液位仪5，与循环水箱15连接的第二液位仪14，与产品氚水储罐19连接的第三液位仪20，与产品氢气储罐46连接的第一压力传感器47，与未达标氢气储罐51连接的第二压力传感器52，与产品氧气收集储罐86连接的第三压力传感器87，连接在电解池阴极双极板氢气出口和第一、第二分子筛干燥床之间的第一露点仪23，连接在第一、第二分子筛干燥床和第一气体压缩机34之间连接的第二露点仪32，连接在第一气体循环栗44尾端的第三露点仪37，连接在气液分离器11和第三、第四分子筛干燥床之间的第四露点仪60，连接在第三、第四分子筛干燥床和第二气体压缩机71之间连接的第五露点仪69，连接在第二气体循环栗80尾端的第六露点仪73，与SPE电解池模块连接、用于检测工艺操作环境的氢气报警器9，以及用于检测气液分离器后富氚水浓度的磁质谱仪12、用于测量氢气氚含量的四极质谱仪35和用于在氢气泄露时停止向SPE电解池模块供电的继电器8。
[0069]按照上述系统结构，下面对本发明的工作流程进行详细介绍:
[0070](I)对系统进行保压测试和调试，确保达到操作要求；
[0071](2)对氢气输运管路和存储容器进行抽真空处理，直至真空度达到5Pa以下；
[0072 ] (3)向待处理含氚水储罐中输入足量的待处理含氚水；
[0073](4)向SPE电解池模块的阳极双极板输入含氚水，待膜组件得到充分润湿后接通直流电源；
[0074](5)电位作用下含氚水在阳极催化层上电解为氧气和质子，氧气经阳极扩散层回到阳极双极板的双极板流道中，质子则穿过质子交换膜，在阴极催化层作用下还原为氢气；而未电解的水和电解产生的氧气则从阳极双极板的双极板流道的水氧出口引出，并通入气液分离器进行分离；
[0075](6)分离后的氧气经干燥后进入产品氧气收集储罐中储存，而达到氚富集指标的含氚水则进入产品氚水储罐，未达标的含氚水引入到循环水箱；
[0076](7)阴极双极板上的双极板流道中富集的含氚氢气在氢气出口引出，然后经干燥后，达到氚含量指标的氢气进入产品氢气储存罐中储存，未达标的含氚氢气则进入到未达标氢气储罐；
[0077](8)当待处理含氚水储罐液位低于5cm时，通过水循环栗将未达到氚浓度指标的氚水以及冷凝系统冷凝的含氚水输入待处理含氚水储罐，或从外部引入含氚水；
[0078](9)按步骤(4)?(8)所述方式进行循环。
[0079]在上述采集数据过程中，实时采集对比工作分子筛干燥床前后的露点仪数据，如果第二露点仪32或第五露点仪69达到-30度，则停用该分子筛干燥床，同时将待干燥气体切换到另一根分子筛干燥床，并对前者其进行加热除水活化。
[0080]本实施例中，以上所述的工艺系统中，气体阀门均为气体隔膜阀，液体阀门均为液体球阀，保证准确控制气体和液体流动的同时，确保系统运行的稳定性。
[0081 ]图4为本发明分别使用第一分子筛干燥床和第三分子筛干燥床干燥氢气和氧气的工作原理图。图5为本发明分别使用第二分子筛干燥床和第四分子筛干燥床干燥氢气和氧气的工作原理图。以图4为例，描述氢气干燥系统在开启第一分子筛干燥床26干燥氢气后，对第二分子筛干燥床30活化的工艺:
[0082](I)开启第一气体加热器38、第一冷凝器43和第一气体循环栗44，开启第二分子筛干燥床加热器29并设置温度350 °C ；
[0083](2)开启第六气相阀门36引入定量第一气体压缩机34或氢气收集系统输出的贫氣氢气后再关闭；
[0084](3)第一气体加热器38加热后的贫氣氢气，在第二分子筛干燥床30中将分子筛的吸附水汽化；
[0085](4)水蒸汽和贫氚氢气流入第一冷凝器43中冷凝，水蒸汽冷凝为液态水并输入循环水箱15，而贫氚氢气经第一气体循环栗44加压后循环进入第一气体加热器38;
[0086](5)循环步骤(3)、(4)，直至第三露点仪37示数降至-90度，关闭第二分子筛干燥床加热器29、第一气体加热器38、第一冷凝器43和第一气体循环栗44，经四极质谱仪35检测达到浓度指标的含氣氢气回流至产品氢气产品罐46，否则输入未达标氢气储罐51 ；
[0087](6)完成第二分子筛干燥床30的预热去水活化，等待第一分子筛干燥床26除水能力下降直至第二露点仪32达到-30度后，切换使用第二分子筛干燥床30进行干燥，而同时活化第一分子筛干燥床26。
[0088]本发明通过合理的结构及操作流程设计，不仅可以快速、准确地控制电解后富氚水的氚含量，而且显著提高了氚富集的效率。因此，本发明技术进步十分明显，将氚富集系统及工艺的设计提升到了一个新的高度。
[0089]上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于氚浓集的SPE电解系统，其特征在于:包括电解池系统、含氚水供应系统、气液分离器(11)、氚水收集系统、氢气干燥系统、氧气干燥系统、氢气收集系统、产品氧气收集储罐(86)、冷凝系统以及检测和控制系统;其中: 所述电解池系统用于电解含氚水，获得氚浓集水相和贫氚氢气;其包括SPE电解池模块(I)和直流电源(7)，所述的SPE电解池模块(I)包括依次叠加组装的阳极双极