超高纯氙去除氪低温精馏塔HYSYS模拟优化

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n_(Kr)/n_(Xe)≤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.     

暗物质探测器的液氙低温精馏系统研制

针对暗物质探测器中降低介质液氙中放射性氪-85含量可获得高纯度氙的问题,通过McCabe-Thiele(M T)法及质量、能量守恒,设计并研制出一种将氪从氙中提取出且可获得高纯度氙气的高效低温精馏系统.该精馏系统中的主要结构精馏塔采用填料塔形式,填料为高效新型规整填料PACK-13C,塔高4 m,直径80 mm,其中精馏段1.9 m,提馏段2.1 m.该精馏系统可以在回收率为99%的情况下,以5 kg/h（15SLPM）的速率将氙中氪的含量从10-9降低到10-12,这对要求高精度、高灵敏度、低本底的大型暗物质探测器的研制至关重要.     

高H2S含量下高压水洗沼气提纯工艺模拟与优化

为解决现有沼气提纯工艺在H_2S含量高时所遇到的问题,通过Aspen Plus软件模拟高压水洗提纯沼气工艺,并提出增加解吸空气流量和加热液相两种方式强化过程。结果表明,基于现有工艺,当沼气中H_2S摩尔分数高于3.689×10~(-3)时,生物甲烷中H_2S摩尔分数不能满足作为车用燃料不高于9.3×10~(-6)(摩尔分数)的要求。当沼气中H_2S摩尔分数从3.689×10~(-3)升高至5×10~(-3)时,增加解吸空气的流量不影响设备改造成本,但运营成本增加3 339元/a。而加热液相的强化方式则由于引入了新的换热设备,导致设备投资成本和运营成本的双重增加,其中设备改造成本为11.33万元;改造后运营成本增加6 258元/a。相比之下,在老厂改造的操作型计算中,采取增加空气流量是相对较好的选择。     

高纯锗的区域提纯

制备高纯锗单晶一般分为两个步骤。首先区域提纯锗至～10~(10)cm~(-3)的纯度,然后再把它拉制成净杂质浓度|N_A-N_D|≤2×10~(10)cm~(-3)的单晶。 本文主要讨论石英舟热解碳和硅烟两种涂层对提纯的影响,以期探讨高纯锗区域提纯的物理条件。     

H型翅片管换热器烟气低温腐蚀影响因素实验研究

为研究换热器的低温腐蚀,搭建了换热器烟气低温腐蚀实验台。实验台可模拟烟气环境并实现多种因素的定量控制。以工业余热回收中常用的H型翅片管为对象,进行了H型翅片管换热器烟气低温腐蚀影响因素的实验研究。观察并分析了H型翅片管在不同壁面温度下的表面形貌变化以及腐蚀产物,得到了不同烟气流量、烟气温度、烟气酸体积分数以及壁面温度对应的酸沉积速率。结果表明:壁面温度低于水蒸气露点时腐蚀较为严重,腐蚀机理为吸氧腐蚀;烟气流量、烟气温度、烟气酸体积分数以及壁面温度对酸沉积速率均有不同程度的影响;随着烟气酸体积分数从10×10~(-6)增加到50×10~(-6),酸沉积速率从2.50×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1)近似线性增加到7.03×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1);随着壁面温度从80℃降低到50℃,酸沉积速率从3.06×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1)增大到1.75×10~(-6) mol·m~(-2)·s~(-1),当壁面温度继续降低时,沉积的酸一部分被冷凝水带走,导致测得的酸沉积速率减小;酸雾的生成和黏附对酸沉积速率有较大的影响。研究结果对开发抗低温腐蚀技术、改善烟气余热利用系统提供了实验基础。     

超高纯锗多晶材料的制备

作为高纯锗核辐射探测器的锗单晶材料,要求其净杂质浓度小于2×10~(10)cm~(-3)。要想制备如此高纯度的锗单晶,首先要获得相当于净杂质浓度为10~(10)cm~(-3)量级的多晶材料。由于它受到各方面因素的制约,因此这是一项相当困难的事情。本文使用国产材料,通过区域提纯方法,获得了超高纯锗多晶材料,其净杂质浓度约为10~(10)cm~(-3)量级。     

应用布朗弛豫磁纳米的肿瘤热疗温度测量方法

提出了一种在中高频交流叠加直流磁场的作用下利用磁流体布朗弛豫时间进行温度测量的方法.通过测量交流磁化率得到磁流体的布朗弛豫时间,根据在交直流磁场(交流频率为5~10kHz,磁场为6×10~(-4)T,直流激励磁场为7.5×10~(-4)~30.0×10~(-5) T下布朗弛豫时间与温度的关系模型获得温度信息.构建了交流磁化率的测量系统来获取弛豫时间并用实验实现了温度测量方法,测量的温度误差小于0.15K.该方法可以实现磁纳米粒子在中高频交流激励磁场下的非侵入式的温度测量.     

用间硝基偶氮氯膦(CPAmN)分光光度法测定高纯镁砂中钙

高纯镁砂中钙的分析对于钢铁工业的发展具有重要的意义.本文研究了用硫酸钙沉淀分离钙,间硝基偶氮氯膦(CPAmN)分光光度法测定高纯镁砂中钙的测试条件和具体方法,国内外未见报导.在本实验条件下测得钙与CPAmN络合物的摩尔吸光系数为1.0×10~4升·摩尔~(-1)·厘米~(-1)桑德尔灵敏度为0.00401微克钙·厘米~(-2).25毫升体积中,钙在0～50微克范围内都服从比尔定律.根据十次平行测定,计算得变异系数为0.83%.回收率在95～105%之间.用本法测定高纯镁砂中的钙,可获得满行结果.     

基于参数批次调整模型的间歇精馏最小时间优化策略

针对间歇精馏过程优化计算中模型的准确性和计算复杂度之间的矛盾,提出了一种确定馏出液摩尔分数和操作时间的简化模型.该模型假定在塔釜内轻组分摩尔分数固定的情况下,馏出液平均摩尔分数与回流比变化量之间呈线性关系,其比例定义为回流比调节敏感系数.利用间歇精馏的批次重复操作特点,提出了模型敏感系数沿批次指标的在线更新机制,保证了简化模型在不同生产状态下的准确性.基于该简化模型,以回流比为优化决策变量,提出了针对最小生产时间问题的优化方案.利用Aspen Batch Distillation(ABD)中的模型作为实验对象原型,进行了优化算法的仿真实验.仿真结果表明基于批次参数调整策略的最小时间优化方案能够实现优化指标随生产批次的增加而不断减少.     

典型垃圾组份混烧对重金属迁移规律的影响

借助管式炉实验系统,在850℃下研究了新闻纸和竹筷中添加不同比例的垃圾袋、PVC管、织物及橡胶对重金属镉、铅、锌和铜迁移规律的影响.实验结果表明:混烧不同组份的垃圾后,底灰中镉的质量分数变化范围为5.2×10-7~2.28×10-6,铅的质量分数范围为4.607×10-5~9.451 1×10-4,锌的质量分数范围为2.426×10-4~3.920 0×10-2,而铜的质量分数范围为7.343×10-5~2.575 9×10-4;各混烧情况下底灰中镉、铅和残存率分别低于15%和50%,铜的残存率高于45%,而不同工况下锌残存率变化较大.     

电子级三甲基硅烷的合成与提纯工艺改进

以氯甲烷、二甲基一氯硅烷为原料,经格氏反应生成格氏试剂再与二甲基一氯硅烷反应得到三甲基硅烷,经加压精馏得到电子级三甲基硅烷,总收率达到68.2%(以二甲基一氯硅烷计),最终产物结构通过~1H NMR、ESI-MS进行表征.气相色谱检测产品有机纯度达99.99%以上,ICP-MS检测无机纯度达到99.999 99%.考察了溶剂的种类、卤代烷的种类、二甲基一氯硅烷的用量及其他反应条件对三甲基硅烷收率的影响.结果表明:2-甲基四氢呋喃为最佳的溶剂,氯甲烷是较经济又方便提纯的原料,确定了二甲基一氯硅烷最佳摩尔比为n(二甲基一氯硅烷)∶n(格氏试剂)=1.0∶1.2,最佳反应温度为30℃,合成收率为92.3%.对精馏提纯的回流比、精馏压力和产品接收方式进行研究,确定最佳回流比为5∶1,精馏压力为200 kPa时,提纯效果最佳.     

渤海大学大型仪器简介

正铜铟镓硒薄膜太阳能电池共蒸发系统仪器英文名:CIGSe solar cell coevaporation System规格型号:MBE060CB01制造商:中国科学院沈阳科学仪器有限公司产地:中国主要技术指标:1、超高真空获得:极限真空度6.6×10~(-8)Pa;真空室检漏率小于5×10~(-8)Pa·L/s;短时间暴露大气并充干燥氮气抽至5×10~(-4)Pa,小于40分钟。2、分子束源炉:设备共安装5个分子束源炉,加热器材料选用Φ1高纯钽丝,支撑骨架和绝缘件选氮化硼件成型,加热器四周和底部有多层热屏蔽层。控温器选用日本产品,有计算机通讯接口。测     

高寒草甸土壤可溶性有机氮库动态变化格局

以青海省3类典型高寒草甸为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和土壤氨基酸库种类、质量分数及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤的供氮能力,为进一步研究高寒草甸植物吸收土壤氮素奠定基础.结果表明:高寒草甸土壤中最占优势个体游离氨基酸是苯丙氨酸和天冬氨酸,其次是亮氨酸、精氨酸、脯氨酸、组氨酸、谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸,它们占总游离氨基酸的80%~90%;藏嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为6.90×10~(-6),最高值出现在6月低.矮嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为7.44×10~(-6),随生长季土壤总游离氨基酸逐渐上升,到5月底达到最大值,随后逐渐下降.退化矮嵩草草甸土壤总氨基酸态氮季节变化不显著,平均质量分数为5.04×10~(-6);藏嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数分别在4、9月初有2个高峰,分别为1.711×10~(-5)、2.594×10~(-5),6月底达到最低值,仅为7.63×10~(-6);矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数高峰分别在4月底和10月初,分别为2.36×10~(-5)、2.036×10~(-5),6月底达到最低(1.1×10~(-5));退化矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数季节动态与矮嵩草草甸相似,最高值出现在4月底,为1.582×10~(-5),最低值出现在6月(5.57×10~(-6));矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数占土壤可溶性总氮的50.01%,土壤铵态氮占可溶性总氮的49.99%.土壤可溶性氨基酸态氮占土壤可溶性总氮的2 1.80%、占土壤可溶性有机氮的43.60%.与土壤无机氮比较,土壤可溶性有机氮库和可溶性氨基酸态氮库在高寒草甸土壤氮素中占有重要份额,这也是高寒植物可利用氮素的重要组成成分.     

子午岭森林灰褐土受物理保护的有机碳数量上限(英文)

通过密度分组和超声波技术将每个土样分为3个组份:自由组份、闭合组份和重组,分别分析每个组份的有机碳质量分数.闭合组份和重组中的有机碳为受物理保护的有机碳.结果表明:在整个土壤剖面上各组份有机碳的数量表现为重组有机碳自由轻组闭合轻组,这就表明土壤中大部分有机碳是受物理保护的.各组份有机碳均表现为在0～40 cm深度迅速递减,40～80 cm深度相对稳定.随深度的增加,轻组中有机碳递减速率比重组和闭合组份中有机碳的递减显著.如0～10 cm深度轻组有机碳质量分数为6.672×10~(-6),但在60～80 cm深度轻组有机碳质量分数仅为0.260×10~(-6);0～10 cm深度重组有机碳质量分数为17.228×10~(-6),在60～80 cm深度重组有机碳质量分数为6.563×10~(-6).子午岭森林灰褐土保护有机碳的能力是有限的,通过曲线拟合得出在该地区每1000 g土壤中受物理保护的有机碳不会超过23.64 g.表层以下大部分土壤颗粒远未达到饱和,如果有更多的有机碳可利用,这部分土壤具有较大的碳汇潜能.     

B82帘线钢中多元塑性夹杂物控制的热力学

为了控制B82帘线钢中的夹杂物形态,不仅要减少氧化物夹杂的数量,而且要控制其在CaO-Al_2O_3-SiO_2系塑性变形区域内,即成分位于钙斜长石(CaO·Al_2O_3·SiO_2)、假硅灰石(CaO·SiO_2)以及相邻低熔点区域;通过钢中三元以上塑性夹杂物热力学计算并经理论分析得出,要使多元夹杂物同时转变为熔点低于1350℃、尺寸细小、变形能力较强的钙铝硅酸盐类夹杂物,必须满足钢中溶解氧质量分数控制在(40~100)×10~(-4)%,钢液中Al质量分数控制在0.1%~4×10~(-4)%,Ca活度在(0.05~10)×10~(-6)%,不允许有纯Al_2O_3和氮化物夹杂.     

室内外灰尘中多氯联苯的质量分数及人体健康风险评估

分析了湖南醴陵市某国道附近室内外灰尘中的多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)的质量分数.其中室内ΣPCBs的质量分数为156~507 ng/g,中位值为362 ng/g;室外灰尘中ΣPCBs的质量分数为106~955 ng/g,中位值为406 ng/g.室内外灰尘中PCBs都是以Penta-PCBs和Hexa-PCBs为主.人体健康风险评估的结果显示:在采用高风险斜率因子时,人体通过摄取灰尘中PCBs的致癌风险取值范围为1.28×10-7~2.97×10-7,中位值为2.31×10-7;在采用中风险斜率因子时,取值范围为6.38×10-8~1.49×10-7,中位值为1.16×10-7,皆低于可接受的风险水平(1×10-6).     

兰州市城关区街尘重金属的分布特征、赋存形态及环境风险评价

对兰州市城关区地表灰尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd 5种重金属的质量分数及存在形态进行分析研究.结果表明:兰州市城关区街尘中的Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的质量分数分别是8.568×10~(-5)、2.274×10~(-4)、9.636×10~(-5)、9.478×10~(-5)、8.40×10~(-7),均高于世界、中国、兰州市土壤元素背景值,但在全国范围内处于中等偏下水平.商业区Cu、Pb、Cr质量分数最高,居民区Zn、Cd质量分数最高,各功能区之间街尘重金属元素的质量分数不存在显著差异.Cu、Zn、Pb、Cr在街尘中主要以残渣态形式存在,Cd以铁锰氧化物形式占比最高.5种重金属的生物有效性为CdZnCu、CrPb.潜在生态风险评价法结果表明商业区、居民区和高校校园街尘重金属达到中等水平潜在生态危害,其中Cd污染贡献最大.     

氯乙烯精馏过程模拟优化与节能降耗的研究

针对某聚氯乙烯厂精馏过程中氯乙烯产品纯度低、能耗高的问题,利用化工流程模拟软件Aspen Plus对氯乙烯精馏系统中的T-203塔进行模拟优化,选择适合氯乙烯体系的NRTL模型进行计算,确定理论板数为28块。根据灵敏度分析和正交试验得到最佳操作参数为:回流比为0.8,进料位置为第2块理论板,侧线采出位置为第18块理论板。产品中氯乙烯质量分数达到99.999%,低沸物质量分数小于1×10-6,高沸物质量分数小于5×10-6。同时对精馏系统提出两项节能降耗技术,其中循环水改造技术预计为企业带来经济效益1034.85万元/a,高效导向筛板技术可以有效提高分离效率和生产能力。     

ZnO/SnO_2分级纳米结构的制备及气敏特性研究

结合静电纺丝和水热法制备了ZnO/SnO_2分级纳米结构.扫描电镜结果显示,直径为20~30 nm且粗细均匀的ZnO纳米棒阵列均匀地生长在长2~10μm的SnO_2纳米线上.与纯ZnO纳米棒和纯SnO_2纳米线相比,ZnO/SnO_2分级纳米结构显现出更优越的气敏性能,在300℃下对体积分数为100×10~(-6)的丙酮气体的灵敏度高达22.76,响应时间为13 s,恢复时间为10 s.     

废轮胎热解油轻质馏分成分分布与柠檬烯提纯

通过减压精馏的方式富集了废轮胎热解油的轻质馏分，并通过常压精馏的方式将轻质馏分分为6段，系统地研究了甲苯、乙苯、二甲苯、对伞花烃和柠檬烯等高价值物质的分布情况；随后使用乙二醇-环丁砜作为二元萃取剂针对柠檬烯富集馏分进行提纯研究.结果表明：甲苯主要分布在100～120℃馏段，乙苯和二甲苯主要分布在120～140℃馏段，柠檬烯和对伞花烃主要分布在160～180℃馏段.柠檬烯提纯方面，在20℃,乙二醇与环丁砜的质量比为3∶1,剂与油的质量比为5∶1的条件下对柠檬烯富集馏分进行10级萃取实验，可完全去除非烃类杂质，芳香烃杂质的质量分数下降至24.99%,柠檬烯的质量分数从33.81%提升至48.03%,柠檬烯萃取提纯的效果优于精馏提纯的效果.