Традиционные методы ректификации сталкиваются с множеством проблем при разделении изотопов ксенона. В данном исследовании предложена каскадная ректификационная система для изотопа ¹³⁶Xe на основе микроканального ректификационного аппарата (MCD). Во-первых, была точно вычислена относительная летучесть изотопов ксенона, выведены давление насыщенного пара и теплота парообразования для 9 изотопов, а также построена и верифицирована модель виртуальных компонентов в Aspen HYSYS. Затем с использованием модели из 3 компонентов проанализированы параметры работы MCD-аппарата, определены оптимальное рабочее давление и коэффициент возврата для одноступенчатого устройства MCD, изучено влияние соотношения подачи и отбора на эффективность обогащения ¹³⁶Xe и мощность кипятильника. Наконец, построена модель каскадной ректификации, оптимизированы параметры работы с применением равномерного планирования, полиномиальной регрессии второго порядка, алгоритма NSGA-Ⅲ и метода TOPSIS, что позволило значительно снизить потребляемую мощность, а содержание ¹³⁶Xe повысить с 8.670% до 13.347%. Данное исследование за счет проектирования микроканальной каскадной ректификационной системы эффективно улучшило неэффективность и высокое энергопотребление традиционных методов ректификации при разделении изотопов ксенона, предоставив новый подход для эффективного обогащения ¹³⁶Xe.

разделение изотопов; низкотемпературная ректификационная колонна; микроканал; генетический алгоритм