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摘要
PandaX(Partical and Astrophysics Xenon Experiments)实验使用两相型液氙探测器直接探测暗物质，介质液氙中氪-85与氡-222含量会影响暗物质探测器的灵敏度，PandaX-4T项目组通过McCabe-Thiele(M-T)方法设计研制高效的低温精馏系统以降低氪-85与氡-222含量获得高纯度氙。该系统在回流比为145、回收率99%的情况下，以10 kg/h的进料质量流量将商品氙中氪的摩尔分数由5×10-7降低至1×10-14；通过精馏反向运行，在回流比为0.16、回收率99%的情况下，以56.5 kg/h(160SLPM)的进料质量流量将探测器中氡的含量降低为原料氙中氡含量的35%，从而满足探测器低本底、高灵敏度的要求。根据精馏系统的调试运行数据对其气相负荷进行分析，使用Hysys软件进行模拟，提出低温精馏操作的优化操作参数，模拟结果与实验结果基本吻合，证明所建立的模拟模型较接近实验模型，同时证明了模拟方法的可靠性。这对超高纯氙去除氪和氡及低温精馏系统产品纯度的提高具有重要作用。
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