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基于微通道低温精馏技术的丙烯/丙烷混合物分离CFD模拟
1
作者 侯钰 王舟 +2 位作者 巨永林 王刚 刘锴 《真空与低温》 2024年第2期148-156,共9页
针对相对挥发度低、难以分离的混合物的低温精馏分离过程,建立了一套基于微通道精馏(MCD)的CFD模型并开展了深入的模拟研究。通过多物理场耦合,实现了对丙烯/丙烷两相流在微通道精馏设备内部相变传热和精馏传质过程的模拟。基于麦克斯韦... 针对相对挥发度低、难以分离的混合物的低温精馏分离过程,建立了一套基于微通道精馏(MCD)的CFD模型并开展了深入的模拟研究。通过多物理场耦合,实现了对丙烯/丙烷两相流在微通道精馏设备内部相变传热和精馏传质过程的模拟。基于麦克斯韦-史蒂芬扩散模型,对不同温度、摩尔浓度条件下混合物的传质系数进行模拟计算。模拟结果显示经过3.8 mm的微通道精馏设备,可在170 kPa条件下对冷端235 K、热端239 K的液态丙烯/丙烷混合物进行高效分离,将产品丙烷的浓度由1%提升至2.1%。对模拟结果进行了优化分析,得到了结构、流场和温度对精馏传质效率的影响。研究成果对微通道低温精馏系统的精馏效率提高具有指导意义。 展开更多
关键词 低温精馏 微通道精馏 流场模拟 气液分离 传热传质
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采用均相模型预测低温液氙无损存储过程的压力变化 被引量：3
2
作者 王秀丽 巨永林 +4 位作者 陈煜 王舟 崔祥仪 杜旭 刘华萱 《真空与低温》 2020年第6期481-485,共5页
对于贵重气体和超高纯度气体的低温存储常采用无损存储技术,对存储压力进行准确和有效的预测是保障低温系统安全和实现无损存储的重要环节。采用均相模型对低温液氙无损存储过程的压力和温度进行定量预测,该模型假设气体和液体温度相同... 对于贵重气体和超高纯度气体的低温存储常采用无损存储技术,对存储压力进行准确和有效的预测是保障低温系统安全和实现无损存储的重要环节。采用均相模型对低温液氙无损存储过程的压力和温度进行定量预测,该模型假设气体和液体温度相同,气体的压力为对应温度下的饱和压力。在均相模型的基础上,为优化计算结果,采用实时存储温度对计算过程中的漏热量进行修正,并在计算模型中增加内胆不锈钢热延迟效果。计算模型针对容积为6 m3、存储有6000 kg液氙、对应初始充注率为34%的低温绝热容器,模拟了超过400天的无损存储过程,获得了压力、温度随时间的变化规律,得出内胆热延迟作用使存储时间增加约31.9%的结论。 展开更多
关键词 氙 无损存储 压力预测 均相模型
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PandaX-4T超高纯氙去除氪低温精馏系统运行分析
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作者 严锐 王舟 +5 位作者 崔祥仪 巨永林 沙海东 李帅杰 黄沛尧 王秀丽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期834-841,共8页
PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分... PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分析.通过对系统各个运行阶段的温度、压力、流量及产品氙的摩尔分数等参数进行分析,研究该超高纯氪氙低温精馏系统的稳定性和提纯性能.该低温精馏系统在回收率为99%、提纯速率为10 kg/h的条件下稳定运行1.5 m,共提纯5.75 t氙.实验数据表明,系统在各运行阶段状态稳定、安全可靠,产品氙中氪的摩尔分数小于7.99×10^(-12).PandaX-4T超高纯氪氙低温精馏系统的运行分析具有理论研究价值和工程实际意义,同时也是优化下一阶段精馏提纯运行非常重要的参考依据. 展开更多
关键词 低温精馏 超高纯氙 氪 暗物质探测
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超高纯氙去除氪低温精馏塔HYSYS模拟优化
4
作者 沙海东 黄沛尧 +5 位作者 王舟 崔祥仪 巨永林 严锐 李帅杰 王秀丽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期842-849,共8页
为满足大型暗物质探测器PandaX-4T低本底及高灵敏度的要求,探测介质氙(Xe)中氪(Kr)含量要求为nKr/nXe≤1×10^(-13)(n为物质的量).本文以超高纯氙去除氪低温精馏塔为例,首先简单介绍精馏塔及其结构设计.其次,对该塔的精馏塔参数进行... 为满足大型暗物质探测器PandaX-4T低本底及高灵敏度的要求,探测介质氙(Xe)中氪(Kr)含量要求为nKr/nXe≤1×10^(-13)(n为物质的量).本文以超高纯氙去除氪低温精馏塔为例,首先简单介绍精馏塔及其结构设计.其次,对该塔的精馏塔参数进行HYSYS模拟及优化,得出现有运行工况下精馏塔内压力、温度以及氪浓度的分布,并研究了进料位置、回流比、进料流量、再沸器加热量、废品氙流量及进料压力等操作因素对精馏纯度的影响.提出优化提纯效果的精馏操作参数,即塔压为221 kPa、回流比为145时,原料氙中氪含量可从5×10^(-7)提纯到4.1×10^(-14),这对超高纯氙去除氪低温精馏的产品纯度进一步提高有重要指导意义. 展开更多
关键词 低温精馏 暗物质探测 HYSYS模拟
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暗物质探测器用超高纯氙去除氪和氡的低温精馏塔运行气相负荷数据分析
5
作者 黄沛尧 王舟 +5 位作者 巨永林 崔祥仪 沙海东 李帅杰 严锐 王秀丽 《真空与低温》 2022年第3期359-367,共9页
PandaX(Partical and Astrophysics Xenon Experiments)实验使用两相型液氙探测器直接探测暗物质,介质液氙中氪-85与氡-222含量会影响暗物质探测器的灵敏度,PandaX-4T项目组通过McCabe-Thiele(M-T)方法设计研制高效的低温精馏系统以降低... PandaX(Partical and Astrophysics Xenon Experiments)实验使用两相型液氙探测器直接探测暗物质,介质液氙中氪-85与氡-222含量会影响暗物质探测器的灵敏度,PandaX-4T项目组通过McCabe-Thiele(M-T)方法设计研制高效的低温精馏系统以降低氪-85与氡-222含量获得高纯度氙。该系统在回流比为145、回收率99%的情况下,以10 kg/h的进料质量流量将商品氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14);通过精馏反向运行,在回流比为0.16、回收率99%的情况下,以56.5 kg/h(160SLPM)的进料质量流量将探测器中氡的含量降低为原料氙中氡含量的35%,从而满足探测器低本底、高灵敏度的要求。根据精馏系统的调试运行数据对其气相负荷进行分析,使用Hysys软件进行模拟,提出低温精馏操作的优化操作参数,模拟结果与实验结果基本吻合,证明所建立的模拟模型较接近实验模型,同时证明了模拟方法的可靠性。这对超高纯氙去除氪和氡及低温精馏系统产品纯度的提高具有重要作用。 展开更多
关键词 暗物质探测 低温精馏 超高纯氙 气相负荷
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利用^(22)Na+p厚靶弹性散射研究^(23)Mg质子共振态
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作者 张玉强 景龙 +27 位作者 王友宝 胡钧 韩治宇 李云居 李志宏 连钢 谌阳平 颜胜权 曾晟 郭冰 柳卫平 白真 贾宝路 金仕纶 马军兵 马朋 马少波 许世伟 杨彦云 张宁涛 唐晓东 张立勇 苏俊 何建军 孙立杰 黄美容 王建松 王宏伟 《原子核物理评论》 CSCD 北大核心 2024年第4期936-942,共7页
^(22)Na(p,γ)^(23)Mg和19Ne(α,p)^(22)Na是新星环境下NeNa-MgAl循环以及rp-过程的两个关键反应,对于理解新星的演化和元素核合成有重要意义。因为涉及奇A核^(23)Mg质子分离阈上的众多共振能级,目前这两个反应的反应率仍有较大分歧。... ^(22)Na(p,γ)^(23)Mg和19Ne(α,p)^(22)Na是新星环境下NeNa-MgAl循环以及rp-过程的两个关键反应,对于理解新星的演化和元素核合成有重要意义。因为涉及奇A核^(23)Mg质子分离阈上的众多共振能级,目前这两个反应的反应率仍有较大分歧。在兰州重离子加速器国家实验室的RIBLL1放射性束流线上,利用^(22)Na+p厚靶逆运动学弹性散射方法对复合核^(23)Mg的质子共振态进行了测量,获得了质心系能量1.5~4 MeV区间^(22)Na(p,p)的激发函数,发现了复合核^(23)Mg明显的质子共振态结构,利用R-矩阵理论分析确定了复合核^(23)Mg的22条质子共振态的共振参数,为进一步计算^(19)Ne(α,p)^(22)Na反应的天体物理反应率奠定了基础。 展开更多
关键词 新星核合成 天体物理反应率 共振散射 厚靶逆运动学方法
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