带附加供料离心净化级联的优化

通过向离心级联附供载荷气体实现微量杂质的净化时,为充分发挥级联性能,提升级联经济性,需对带附加供料离心净化级联进行优化。本文根据现有离心机模型和相关单机实验结果,以级联总离心机数最少为优化目标,以级联长度、各级离心机数和重馏分压强及载荷气体供料量为优化变量,利用二进制编码遗传算法完成了离心净化级联的优化计算,并通过回收铀浓缩产品中~(99) Tc的去除和高纯WF_6制备中杂质的净化两个算例的计算验证了优化算法的适用性。计算结果表明,遗传算法可有效地求解离心净化级联的优化问题,具有较好的适用性。     

三种模型级联的比较

模型级联在多组分同位素分离的级联理论研究中有着重要的地位。本文介绍了级联研究中三种常用的模型级联,即Q级联、准理想级联和相对丰度匹配级联,包括模型的背景和意义、基本性质、实际应用等。通过对比三种模型中一些关键参数的解析表达式以及分离特性,说明了三者具有很大的相似性和内在联系。对比结果表明,相对丰度匹配级联是准理想级联的一种特例,而Q级联虽是一连续流量级联,但类似于准理想级联,其各组分分流比近似为常数,且二者的分离特性均以相似的规律取决于一虚拟组分分子量M*,二者也可视为同一类级联形式。     

30B产品容器收料可行性研究及应用

针对国内铀浓缩工厂采用3 m3 B容器收取级联精料产品,后续生产环节再将3 m3 B非标大容器中的产品分装至30B产品容器,分装工艺中液态分装环节难以在耐压装置内完成,存在一定物料泄漏风险,建立直接用30B容器收取级联产品时容器内部压力计算的理论模型,对不同数量30B容器并联收料时内部压力进行计算,计算结果表明,直接用...     

研究不变价化学交换体系同位素效应的一种新级联实验方法

本文提出了研究不变价化学交换体系同位素效应的一种新级联实验方法,该方法是对Wood-ward法的一种改进。     

用于多组分分离的中间取料矩形级联的优化设计

多组分同位素混合物的某一中间组分通常在分离级联的中间某级达到峰值,但一般的级联均采用从级联组两端取出产品和废料的工艺。为得到丰度较高的中间组分产品,最好在级联中间取料。本工作研究矩形级联中使用中间取料方式以提高级联分离的中间组分丰度。通过数值模拟计算和数值优化,研究了级联两端取料量和级联供取料位置等参数对中间取料中目标组分丰度的影响。采用单参数分析,估计了级联各参数的取值范围以及它们对目标组分丰度的影响。通过优化计算,在供料丰度和流量不变、产品流量不变的情况下,得到了可以生产更高丰度中间组分产品的级联。     

轻同位素分离级联系统的简捷设计

为了寻求基于实验设计的轻同位素分离级联系统的简捷设计方法,以级联系统的年总费用为考察指标,以各分离级的相对抽取率、关键组分的富集倍数为决策变量,采用均匀设计法对低温精馏分离稳定同位素13CO的三级联系统进行了优化设计。通过对均匀实验的结果进行回归分析,得到了级联系统的年总费用与各决策变量之间关系的数学模型,从而得到当年总费用最低时级联系统的各决策变量,以此进行各分离级的工艺设计。通过使用DPS软件数据处理系统对均匀实验结果进行回归分析,得到了级联系统年总费用对各级联参量的数学模型,并得到了年总费用达到最小值时的各级联参量值。     

富集中间组分同位素的级联—— “T”级联

除了常规矩形级联和阶梯级联等模型外,还有一些其他的级联模型,使用这些特殊级联可以达到特殊分离目的。本文提出一种用于中间组分同位素分离的特殊级联“T”级联。该级联模型可以通过一点供料三点取料的模式,直接提取中间组分同位素。以氙同位素为例,进行理论计算,“T”级联可以一遍分离直接获取丰度90%以上的¹³¹Xe同位素,略高于双级联分离能力。结果表明,“T”级联适合进行中间组分同位素的一遍提取分离。     

多组分同位素分离级联的优化

以级联中总流量最小为优化标准,以目标同位素贫料浓度和决定级联流离量分布的参数M~*为优化参量,对多组分同位素分离的准理想级联进行了二维优化。优化结果表明,把目标同位素浓缩到某一给定的浓度值,存在一个目标同位素贫料浓度值和M~*值的最佳组合,在该组合下,级联的总流量最小。     

离心萃取级联分离锂同位素的数学模型

萃取法分离锂同位素有望替代汞齐法消除汞害,但需多级萃取才能获得高丰度同位素,采用离心萃取机替代萃取澄清槽形成萃取级联系统可提升分离效率。基于萃取法分离锂同位素、离心萃取分离原理和级联理论,借鉴气体离心级联分离同位素的方法,引入分流比概念,建立了离心萃取级联分离锂同位素单级、多级的数学模型和级联的平衡时间模型,对离心萃取级联分离锂同位素进行计算分析。离心萃取级联是一种类似全回流矩形级联形式,取料量对级联级数有着很大的影响,级联存在最大取料丰度限制,级联平衡时间受到目标丰度和离心萃取机级停留时间(处理能力)影响,采用多步法级联可有效减少平衡时间。该数学模型可指导工艺的设计,为下一步的产业化应用提供理论依据。     

对矩形级联参数R的初步分析

本文对矩形级联中设计参数R对级联物理性能的影响进行了初步分析。发现,在相同的边界条件下,级联各级分流比与设计参数R一一对应。对于多组分同位素分离,设计参数R对边缘组分和中间组分分离效果的影响不同。而最佳的R值,须根据实际情况通过多参数优化过程来获取。     

存在损耗的多组分级联的改进模型

本工作建立了损耗同时存在于级联各级供料流、精料流与贫料流中的多组分级联的数学模型,提出了求解该类级联方程的数值方法。各级组分分流比不变的多组分级联称为准理想级联,得到了计算存在损耗的准理想级联中相对产品流、相对贫料流、级联中总物质流量以及产品流和贫料流中组分丰度的解析表达式。     

Analytical Solution for Real Cascade Equation in Steady State

Steady state real cascades are analyzed. The method adopted is based on two difference equation representing the conservation of the total flow and the desired material flow, respectively. Introducing what is termed the “desired material flow cut” as a stage parameter corresponding to the “total flow cut” or “cut”, the flow relations of the desired material flow are reduced to the same form as that of the total flow rate. The flow rate is not subject to any restrictive assumption except the conservation of mass flow, so that the method can be applied to almost any type of real cascade with side flows and losses. Adoption of a suitable iterative calculation will permit this treatment to deal with cascades constituted of separators with large values of separation factor without resorting to approximation, because the “desired material flow cut” of each stage is described exactly by the separation factors of each stage.

The difference equations are solved analytically, for which the determinants B(i,j) and D(i,j) are introduced, which are the functions of stage parameters from the z-th to the j-th stage. With these determinants, explicit relations are obtained between the flow rate of each stage and the stage parameters of the whole cascade. The determinants are calculated by the recurrence formula.     

相对丰度匹配的网格级联分离多组分同位素混合物

本文提出了一种仅两个取料的网格级联——相对丰度匹配的网格级联。其上半部分是理想网格级联,下半部分是有回流的网格级联。只要在回流点处某两种关键组分的分离是对称分离,这两种组分即能满足丰度无混合的条件。给出了相对丰度匹配网格级联的计算方法,并针对分离多组分同位素混合物的不同情况,对该种网格级联的分离性能进行了讨论。结果表明,相对丰度匹配网格级联能很好地实现同位素的分离,在级联总流量相同的情况下,能达到不亚于常规相对丰度匹配级联的分离效果。     

单机运行工况对多组分同位素分离级联结构参数的影响

大分离系数情况下的多组分同位素级联的设计和优化可以准理想级联为模型。已知目标组分的精料、贫料丰度及基本参量,可确定准理想级联的结构。除级联本身的参数外,组成级联的单机运行工况也是影响级联分离性能的重要因素。通过利用基本全分离系数作为中间量,理论推导了在分离多组分同位素时,单机运行工况对级联结构及分离性能的影响。同时针对Xe中间组分的分离,采用单纯形法对其优化,研究了单机运行工况对最佳级联的结构参数及最小装机量的影响,进而确定了级联分离Xe中间组分的最佳单机运行工况。     

同位素~(13)C分离二塔级联模拟研究

利用Aspen数值模拟软件建立低温精馏分离稳定同位素~(13)C的二塔级联数值模拟平台;完成同位素组分的物性参数在Aspen数据库中的嵌入;结合前期的实验数据验证该模型的可靠性;对比模拟结果与实验结果,误差小于10%;分析进、出料量,级间传输以及操作压强对产品丰度的影响,为优化设计工作提供依据。     

放射性氙分离纯化技术

采用制备色谱技术并结合吸附材料性能的差异的方法,对不同温度下4A MS柱、5A MS柱、碳黑小球(601)柱、活性碳柱的性能进行了测定,根据测定结果确定了氙分离纯化流程的设计参数及实验参数.在设计的氙分离纯化流程的基础上,通过模拟实验测得该流程获得氙样品的产额好于90％,获得氙样品的纯度好于98％,样品能满足放射性测量...