摘要
전통적인 증류 방법은 제논 동위원소 분리에서 여러 가지 도전에 직면하고 있다. 본 연구는 미세 채널 증류(MCD) 장치를 기반으로 한 136Xe 동위원소 계단식 증류 시스템을 제안한다. 먼저 제논 동위원소의 상대 휘발성을 정확히 계산하고 9가지 동위원소의 포화 증기압과 기화열을 도출하였으며, Aspen HYSYS에서 가상 성분 모델을 구축 및 검증하였다. 3성분 모델을 사용하여 MCD 장치의 작동 매개변수를 분석하고, 단일 단계 MCD 장치의 최적 작동 압력과 환류비를 결정하였으며, 투입 및 배출 비율이 136Xe 농축 효율과 리보일러 출력에 미치는 영향을 탐구하였다. 마지막으로 계단식 증류 모델을 구축하고 균일 설계, 2차 다항 회귀, NSGA-Ⅲ 알고리즘 및 TOPSIS 방법을 적용해 작동 매개변수를 최적화하여 시스템 전력을 크게 감소시키고 136Xe 풍부율을 8.670%에서 13.347%로 증가시켰다. 본 연구는 미세 채널 계단식 증류 시스템 설계를 통해 전통적인 증류 방법의 저효율 및 고에너지 소비 문제를 효과적으로 개선하여 136Xe 고효율 농축에 새로운 방안을 제공한다.
关键词
동위원소 분리; 저온 증류탑; 미세 채널; 유전 알고리즘
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