超高纯氙去除氪低温精馏塔HYSYS模拟优化

作     者：沙海东 黄沛尧 王舟 崔祥仪 巨永林 严锐 李帅杰 王秀丽 SHA Haidong;HUANG Peiyao;WANG Zhou;CUI Xiangyi;JU Yonglin;YAN Rui;LI Shuaijie;WANG Xiuli

作者机构：上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 上海交通大学巴黎高科卓越工程师学院上海200240 上海交通大学粒子与核物理研究所上海200240 上海交通大学李政道研究所上海200240 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2021年第55卷第7期

页      面：842-849页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFA0400301) 上海市科学技术委员会重点基础研究项目(18JC1410200)。 

主　　题：低温精馏 暗物质探测 HYSYS模拟 

摘      要：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.