重水生产

现代工业生产重水方法

现代工业生产重水方法有：氨、水精馏及水、液氢蒸馏法，单温、双温氨氢、氢一水、硫化氢一水交换法，间歇、半连续、连续电解法等。较多采用双温硫化氢一水交换法。

市场行情

2021年全球重水市场销售额达到了52.05百万美元，预计2028年将达到85.20百万美元，年复合增长率（CAGR）为5.96%（2022-2028）。从生产商来说，全球范围内，重水核心厂商主要包括Isowater、剑桥同位素、Mesbah Energy和Heavy Water Board (HWB)。2021年，全球第一梯队厂商主要有Isowater，第一梯队占有大约50.80%的市场份额；第二梯队厂商有剑桥同位素，共占有20.69%份额。生产端来看，北美和伊朗是两个重要的生产地区，2021年分别占有76.37%和11.01%的市场份额，预计未来几年，印度地区将保持最快增速，预计2028年份额将达到9.32%。

硫化氢交换法

GS法是基于在一系列塔内(通过顶部冷和底部热的方式操作)水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。在此过程中，水向塔底流动，而硫化氢气体从塔底向塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移，而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出，并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品(氘浓缩至高达30%的水)送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水（即99．75%的氧化氘）。

氨—氢交换法

氨——氢交换法可以在催化剂存在下通过同液态氨的接触从合成气中提取氘。合成气被送进交换塔，而后送至氨转换器。在交换塔内气体从塔底向塔顶流动，而液氨从塔顶向塔底流动。氘从合成气的氢中洗涤下来并在液氨中浓集。液氨然后流入塔底部的氨裂化器，而气体流入塔顶部的氨转换器。在以后的各级中得到进一步浓缩，最后通过蒸馏生产出反应堆级重水。合成气进料可由氨厂提供，而这个氨厂也可以结合氨——氢交换法重水厂一起建造。氨——氢交换法也可以用普通水作为氘的供料源。

美国的大型重水厂是萨凡那河工厂，这个厂也是美国唯一生产重水的工业企业,它所生产的重水按每公斤62美元的价格出售。敦厂生产重水白气右法有三：双温度交换法、蒸翩水法及电解水法。冰岛正准备建造利用双温度交换法的、年产量为100吨的重水厂。该厂的造价估计为4000万美元。西德A.G.霍斯特公司宣称，在美因河法兰克福市的工厂内已成功地利用液态氢蒸细法来生产重水，该厂是西德“兰德公司设计的，每年可生产6吨重水。印度南加尔肥料及化学股份公司的工厂一也将利用蒸细法生产重水，年产量为14吨。该厂正在巴克拉水坦附近兴建,它是一个综合性化工厂。这家公司现已取得使用西德兰德公司的重水生产法的许可证，印度的这个重水厂将采用电解水和蒸馏液态氢的过程，而且将和生产硝酸铁肥料的工厂配合工作。这个厂现由纽约威特诺工程公司承担设计及建造，每公斤重水的成术大约将低于62美元。电解水用的三极装置是向意大利米兰的阿伦卓·罗那公司买的。

阿拉伯联合共和国也在规划类似的综合化工工厂。法国液态空气公司已在土鲁斯为法国原子能委员会建造一个年产重水40吨的工厂。日本原子能委员会正在经营一座用电解水法和蒸馏水法生产重水的工厂。该厂年产重水100公斤。据称，以后将利用这个工艺过程建造一座年产10吨重水的工厂。

生产设备

利用GS法或氨——氢交换法生产重水的工厂所用的许多关键设备项目是与化学工业和石油工业的若干生产工序所用设备相同的。对于利用GS法的小厂来说尤其如此。然而，这种设备项目很少有“现货”供应。GS法和氨——氢交换法要求在高压下处理大量易燃、有腐蚀性和有毒的流体。因此，在制定使用这些方法的工厂和设备所用的设计和运行标准时，要求认真注意材料的选择和材料的规格，以保证在长期服务中有高度的安全性和可靠性。规模的选择主要取决于经济性和需要。因而，大多数设备项目将按照用户的要求制造。

最后，应该指出，对GS法和氨——氢交换法而言，那些单独地看并非专门设计或制造用于重水生产的设备项目可以组装成专门设计或制造用于生产重水的系统。氨——氢交换法所用的催化剂生产系统和在上述两方法中将重水最终加浓至反应堆级所用的水蒸馏系统就是此类系统的实例。专门设计或制造用于利用GS法或氨——氢交换法生产重水的设备项目包括如下：

水——硫化氢交换塔

专门设计或制造用于利用GS法生产重水的、用优质碳钢(例如ASTMA516)制造的交换塔。该塔直径6米(20英尺)至9米(30英尺)，能够在大于或等于2兆帕(300磅/平方英寸)压力下和6毫米或更大的腐蚀允量下运行。

鼓风机和压缩机

专门为利用GS法生产重水而设计或制造的用于循环硫化氢气体(即含H2S70%以上的气体)的单级、低压头(即0．2兆帕或30磅/平方英寸)离心式鼓风机或压缩机。这些鼓风机或压缩机的气体通过能力大于或等于56米3/秒(120000标准立方英尺/分)，能在大于或等于1．8兆帕(260磅/平方英寸)的吸入压力下运行，并有对湿H2S介质的密封设计。

氨——氢交换塔

专门设计或制造用于利用氨——氢交换法生产重水的氨——氢交换塔。该塔高度大于或等于35米（114．3英尺），直径1．5米（4．9英尺）至2．5米（8．2英尺），能够在大于15兆帕(2225磅/平方英寸)压力下运行。这些塔至少都有一个用法兰联结的轴向孔，其直径与交换塔筒体部分直径相等，通过此孔可装入或拆除塔内构件。

塔内构件和多级泵

专门为利用氨——氢交换法生产重水而设计或制造的塔内构件和多级泵。塔内构件包括专门设计的促进气/液充分接触的多级接触装置。多级泵包括专门设计的用来将一个接触级内的液氨向其他级塔循环的水下泵。

氨裂化器

专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水的氨裂化器。该装置能在大于或等于3兆帕(450磅/平方英寸)的压力下运行。

红外吸收分析器

能在氘浓度等于或高于90%的情况下“在线”分析氢/氘比的红外吸收分析器。

催化燃烧器

专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水时将浓缩氘气转化成重水的催化燃烧器。

全国各地天气预报查询

上海市

市辖区

云南省