安徽省稀有氣體分離技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題
探究液氮溫區(qū)77K條件下，新型吸附材料對(duì)氖氣的吸附/解吸行為；探究吸附材料對(duì)氦氣/氖氣的選擇性分離效果，剖析其吸附分離過程機(jī)理及構(gòu)效關(guān)系。申報(bào)單位須為具有吸附劑機(jī)理分析研究能力的機(jī)構(gòu)。
技術(shù)指標(biāo)：研究一種高效氖氣吸附材料的吸附分離機(jī)理，經(jīng)過變溫吸附實(shí)現(xiàn)氦氖原料氣中的氖氣的分離。項(xiàng)目完成時(shí)，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(yùn)行，明確學(xué)術(shù)論文、發(fā)明專利、標(biāo)準(zhǔn)或軟件著作權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量。
開展液氫溫區(qū)大冷量高效GM制冷機(jī)仿真與設(shè)計(jì)，突破新型高效低溫蓄冷材料選型、膨脹機(jī)及壓縮機(jī)防爆型設(shè)計(jì)、氫液化氣缸及冷頭換熱器設(shè)計(jì)等，配合開展制冷機(jī)工程化樣機(jī)開發(fā)，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的部件產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)在氫液化、氫精餾等裝置中的應(yīng)用。申報(bào)單位須為具有相關(guān)部件仿真與設(shè)計(jì)能力的機(jī)構(gòu)。
技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計(jì)指標(biāo)最低溫度低于14K，制冷量大于40W@20K，降溫至20K時(shí)間小于60分鐘；壓縮機(jī)功耗≤8kW。平均故障間隔時(shí)間≥3000小時(shí)可靠性分析，至少應(yīng)用于1類設(shè)備上驗(yàn)證。明確發(fā)明專利、標(biāo)準(zhǔn)和軟件著作權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量，具有自主知識(shí)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(dǎo)、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(dǎo)體材質(zhì)的深低溫溫度傳感器關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)（分辨率、靈敏度、穩(wěn)定性、復(fù)現(xiàn)性等）與進(jìn)口器件水平相當(dāng)，但器件封裝和工藝技術(shù)不足，導(dǎo)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(biāo)：器件測溫穩(wěn)定性優(yōu)于±1mK@18K，溫循復(fù)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(fù)合封裝技術(shù)、高低溫反復(fù)溫循沖擊測試技術(shù)，解決深低溫測試中對(duì)傳感器器件熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)相互匹配的要求，使器件達(dá)到機(jī)械強(qiáng)度高、熱導(dǎo)性能穩(wěn)定、器件可靠性高的優(yōu)異性能，驗(yàn)證深低溫溫度傳感器的穩(wěn)定性、一致性、復(fù)現(xiàn)性、可靠性。
針對(duì)天然氣提氦裝置后端氦氣中氖含量較高，純度無法達(dá)到GB/T4844-2011高純氦指標(biāo)要求，故研發(fā)設(shè)計(jì)深冷脫氖裝置，采用30K超低溫吸附設(shè)計(jì)，能有效脫出氦氣中的氖氣，采用雙塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在天然氣提氦工藝流程中實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。
技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計(jì)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(dá)到99.999%，整套系統(tǒng)氦氣回收率需要達(dá)到98%以上；雙塔結(jié)構(gòu)，年設(shè)計(jì)不間斷工作時(shí)間＞8000小時(shí)。
針對(duì)大數(shù)據(jù)機(jī)房、鋰電池儲(chǔ)能、航空部件試驗(yàn)、重點(diǎn)文物等高端場景的防滅火需求，開展液氮防滅火平臺(tái)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)特性分析研究。研究液氮在特種防滅火時(shí)的惰化、降溫特性，對(duì)液氮惰化處理前后的場景試樣進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，研究液氮噴灑在試驗(yàn)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(jìn)行研究。
技術(shù)指標(biāo)：平臺(tái)建設(shè)的液氮杜瓦容積100升；進(jìn)行自產(chǎn)液氮和杜瓦容器的液氮零蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)研究；建立液氮防滅火實(shí)驗(yàn)分析平臺(tái)；開展一定容積的密閉空間的液氮防滅火的實(shí)驗(yàn)研究，明確液氮噴灑壓力、流星、防滅火時(shí)間小于15秒等特性研究；形成研究報(bào)告1份。
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