安徽省稀有氣體分離技術(shù)重點實驗室開放課題
探究液氮溫區(qū)77K條件下，新型吸附材料對氖氣的吸附/解吸行為；探究吸附材料對氦氣/氖氣的選擇性分離效果，剖析其吸附分離過程機理及構(gòu)效關(guān)系。申報單位須為具有吸附劑機理分析研究能力的機構(gòu)。
技術(shù)指標：研究一種高效氖氣吸附材料的吸附分離機理，經(jīng)過變溫吸附實現(xiàn)氦氖原料氣中的氖氣的分離。項目完成時，吸附材料具備較好的氦氣/氖氣選擇性分離效果，吸附材料在除氖設(shè)備上安全穩(wěn)定運行，明確學術(shù)論文、發(fā)明專利、標準或軟件著作權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量。
開展液氫溫區(qū)大冷量高效GM制冷機仿真與設(shè)計，突破新型高效低溫蓄冷材料選型、膨脹機及壓縮機防爆型設(shè)計、氫液化氣缸及冷頭換熱器設(shè)計等，配合開展制冷機工程化樣機開發(fā)，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的部件產(chǎn)品，實現(xiàn)在氫液化、氫精餾等裝置中的應(yīng)用。申報單位須為具有相關(guān)部件仿真與設(shè)計能力的機構(gòu)。
技術(shù)指標：設(shè)計指標最低溫度低于14K，制冷量大于40W@20K，降溫至20K時間小于60分鐘；壓縮機功耗≤8kW。平均故障間隔時間≥3000小時可靠性分析，至少應(yīng)用于1類設(shè)備上驗證。明確發(fā)明專利、標準和軟件著作權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
高精度快響應(yīng)深低溫溫度傳感器作為核心基礎(chǔ)測控單元器件，在氣體分離與純化、氫能、航天、軍工、低溫超導、量子通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。國內(nèi)基于類半導體材質(zhì)的深低溫溫度傳感器關(guān)鍵技術(shù)指標（分辨率、靈敏度、穩(wěn)定性、復現(xiàn)性等）與進口器件水平相當，但器件封裝和工藝技術(shù)不足，導致產(chǎn)品器件的篩選良品率低、成本高，給量產(chǎn)和應(yīng)用推廣造成困難。
技術(shù)指標：器件測溫穩(wěn)定性優(yōu)于±1mK@18K，溫循復現(xiàn)性優(yōu)于±3mK@18K。測溫范圍：4.2K-325K?？刹捎闷骷闫苽浼夹g(shù)、金屬陶瓷復合封裝技術(shù)、高低溫反復溫循沖擊測試技術(shù)，解決深低溫測試中對傳感器器件熱導率、熱膨脹系數(shù)相互匹配的要求，使器件達到機械強度高、熱導性能穩(wěn)定、器件可靠性高的優(yōu)異性能，驗證深低溫溫度傳感器的穩(wěn)定性、一致性、復現(xiàn)性、可靠性。
針對天然氣提氦裝置后端氦氣中氖含量較高，純度無法達到GB/T4844-2011高純氦指標要求，故研發(fā)設(shè)計深冷脫氖裝置，采用30K超低溫吸附設(shè)計，能有效脫出氦氣中的氖氣，采用雙塔結(jié)構(gòu)設(shè)計，可在天然氣提氦工藝流程中實現(xiàn)連續(xù)運行。
技術(shù)指標：設(shè)計壓力3MPa，系統(tǒng)壓降小于500kPa；工作溫度＜35K；氖含量從1100ppm脫除到4ppm以下；產(chǎn)品氦氣純度達到99.999%，整套系統(tǒng)氦氣回收率需要達到98%以上；雙塔結(jié)構(gòu)，年設(shè)計不間斷工作時間＞8000小時。
針對大數(shù)據(jù)機房、鋰電池儲能、航空部件試驗、重點文物等高端場景的防滅火需求，開展液氮防滅火平臺建設(shè)和實驗特性分析研究。研究液氮在特種防滅火時的惰化、降溫特性，對液氮惰化處理前后的場景試樣進行了相關(guān)實驗分析研究。通過構(gòu)建封閉空間內(nèi)液氮防滅火模擬場景與實驗，研究液氮噴灑在試驗樣件內(nèi)釋放后濃度場和溫度場的分布及其降溫惰化的防滅火效果進行研究。
技術(shù)指標：平臺建設(shè)的液氮杜瓦容積100升；進行自產(chǎn)液氮和杜瓦容器的液氮零蒸發(fā)實驗研究；建立液氮防滅火實驗分析平臺；開展一定容積的密閉空間的液氮防滅火的實驗研究，明確液氮噴灑壓力、流星、防滅火時間小于15秒等特性研究；形成研究報告1份。
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