Girdler硫化过程

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Girdler硫化过程

Girdler硫化过程,也被称为 Geib – Spevack(GS)过程, 是一个从天然水中分离重水(氘氧化物,D2O)的工业生产方法,用于粒子研究,在 氘NMR 光谱、用于质子核磁共振谱法的氘化溶剂,在 重水核反应堆 (作为 冷却剂 和 减速剂) 和 氘化的药物。

Karl-Hermann Geib 和 Jerome S. Spevack在1943年同时独立地发明了这个过程, 其名称源自Girdler公司,该公司建造了第一个使用该过程的美国工厂。

该方法是一种H2S 和 H2O ("轻"水)之间交换同位素的过程,它通过几个步骤生产重水。 它是一种十分能源密集的过程。 海水 含有180ppm 的D2O.

直到在1997年关闭,布鲁斯的重水厂在 安大略省 (与 点道格拉斯 和 布鲁斯核电站 位于同一个地点)是世界上最大重水生产工厂,峰值产能1600吨每年(每个完整的工厂800公吨/年,两个充分运作的工厂在峰值600吨每年)。 它使用Girdler硫化工艺生产重水,并且需要 340,000公吨(370,000短吨) 的供水来生产 1公吨(1.1短吨) 的重水。

印度的 重水董事会 的使用Girdler过程的第一个设施的是在靠近拉贾斯坦邦的Kota的Rawatbhata。随后在Manuguru,Andhra Pradesh又有一个工厂。 其他工厂存在于美国和 罗马尼亚 等。

过程

几个步骤每个包括两个筛盘柱。 一个柱保持在30 °C,被称为 冷塔 ,另一个保持在130 °C,被称为 热塔。 浓缩工艺是基于30 °C和130 °C的分离差异。

H2O+HDS Template:Eqm HDO+H2S

在30 °C,平衡常数K=2.33,而在130 °C,K=1.82。 这种差别被利用富集重水的氘。

硫化氢 气体在 冷塔 和 热塔 之间的封闭循环系统里循环(虽然这些塔可以是单独的,他们也可以是一个塔的不同部分,冷塔在上面). 纯化 并除去空气的水被输送到冷塔,其中氘迁移优先从硫化氢气体到液体水。 正常水被输送到热塔,其中氘转移优先从水到硫化氢。 一个适当的"分级"装置建成富集:"富集"的水送到冷塔,进一步"富集"。

通常在这一过程中,水富集到含15 – 20% D2O.进一步浓缩到"反应堆级的"重水(>99%D2O)的过程则在另一个进程完成,例如蒸馏

参考文献