氯化锶非平衡吸附动力学模型及其在制冷中的应用

为了研究氯化锶混合吸附剂-氨气工质对的非平衡吸附动力学模型,对混合比例为4:1(氯化锶:膨胀硫化石墨)的氯化锶-膨胀硫化石墨混合吸附剂的吸附与解吸性能进行了测试与研究。发现其非平衡吸附过程是双变量控制过程而不是单变量控制过程。通过对其等压吸附/解吸过程及解吸滞后现象进行进一步分析,建立了氯化锶混合吸附剂的动力学模型。分别用理论、实验及模型数据拟合吸附制冷过程的COP和制冷量,结果表明,所建立的非平衡动力学模型的拟合结果和实际结果吻合得很好。例如在蒸发温度为0℃、环境温度为25℃、热源温度为90.5℃以上时,拟合COP所带来的最大误差只有1.0%,而理论的平衡吸附性能计算所带来的最大误差为25.8%;理论得到的制冷量比实际值偏高188.1%,而拟合值只比实际值偏高2.1%。     

多盐复合吸附剂的非平衡吸附/解吸特性

以膨胀硫化石墨为基质,制备了新型氯化铵/氯化钙/氯化锰/膨胀硫化石墨复合吸附剂,并测试了其在非平衡条件下的吸附/解吸特性。在与3种单盐各自的Clapeyron反应平衡曲线的比较中发现,该多盐复合吸附剂同时具备这3种单盐的特性,却存在一定的差异。在非平衡条件下的吸附/解吸特性曲线测试过程中发现,该多盐复合吸附剂具备这3种金属氯化物各自的一些性质,却不存在金属氯化物-氨络合过程中普遍存在的吸附滞后现象。在实验的基础上计算和比较了使用不同吸附剂的单级间歇式吸附制冷循环的COP和SCP。结果证明多盐复合吸附剂的性能优于单盐吸附剂。     

多盐复合吸附剂的非平衡吸附/解吸特性

以膨胀硫化石墨为基质,制备了新型氯化铵/氯化钙/氯化锰/膨胀硫化石墨复合吸附剂,并测试了其在非平衡条件下的吸附/解吸特性。在与3种单盐各自的Clapeyron反应平衡曲线的比较中发现,该多盐复合吸附剂同时具备这3种单盐的特性,却存在一定的差异。在非平衡条件下的吸附/解吸特性曲线测试过程中发现,该多盐复合吸附剂具备这3种金属氯化物各自的一些性质,却不存在金属氯化物-氨络合过程中普遍存在的吸附滞后现象。在实验的基础上计算和比较了使用不同吸附剂的单级间歇式吸附制冷循环的COP和SCP。结果证明多盐复合吸附剂的性能优于单盐吸附剂。     

硅胶及其混合吸附剂——水吸附工质对性能测试

测试了硅胶-水吸附制冷工质对的等量吸附线,且利用各类吸附方程对实验测量数据进行拟合以用于硅胶-水冷水机组的整体系统的数值模拟。实验还通过在纯硅胶颗粒中添加黏结剂或膨胀石墨形成混合吸附剂来提高传热性能。研究表明混合吸附剂（黏结剂的含量为1.1％）在解吸过程中前5min的解吸量相对于纯硅胶颗粒吸附剂提高了13.8％;解吸15min时,混合吸附剂的解吸量相对于纯吸附剂仅提高2.5％。表明混合吸附剂有利于缩短吸附循环周期。在添加剂质量分数相同的情况下,利用膨胀石墨作添加剂形成的混合吸附剂与通过浸泡于黏结剂溶液中形成的混合吸附剂的吸附性能相同,但有其各自的优缺点。     

含添加剂沸石分子筛混合吸附剂物理特性及其制冷应用性能

为改善吸附剂用于吸附制冷的传热传质性能,以微米级铁粉、铝粉和非金属膨胀石墨为添加剂,制备了8 种不同烧结型13X 沸石分子筛(包括粉末型和颗粒型)混合吸附剂,对其进行了SEM 观察以及热导率、吸附等 温线、孔径分布等物性的测量与表征分析。结果显示,添加剂为膨胀石墨的粉末型分子筛微粒之间的紧密型最 好,接触面积最大;添加剂为铝粉的粉末型分子筛热导率和热扩散系数最高,相比纯组分颗粒型分子筛的分别 提高了100.9%和315.6%,添加剂为铁粉的粉末型分子筛比热容最低,相比纯组分颗粒型分子筛的降低了33.9%; 加入添加剂的粉末型和颗粒型分子筛的比表面积和孔隙率都有不同程度的降低,其顺序由高到低均为膨胀石墨、铝粉、铁粉。将制备的各种混合吸附剂应用于吸附制冷单元管进行实验测试,讨论分析了其循环周期、制冷量、COP 和SCP 等性能指标的改进与吸附剂物性改变之间的内在联系。     

磁性树脂和活性炭混合吸附剂吸附腐殖酸研究

采用磁性树脂和活性炭混合吸附剂对腐殖酸(HA)进行吸附,研究不同质量比混合吸附剂对HA的吸附,利用吸附动力学、吸附等温线和动态吸附脱附实验对树脂吸附、脱附过程进行分析。结果表明,当磁性树脂和活性炭的质量比为9:1时,混合吸附剂对HA的吸附容量最高,吸附过程符合准2级动力学模型。混合吸附剂对HA的吸附等温线更适合Langmuir模型,25℃时拟合饱和吸附量可达135.1 mg/g。动态吸附过程中,混合填柱固定床对HA的吸附要优于分层填柱,体积比1:1质量分数10%的NaOH、质量分数10%的NaCl对2种吸附固定床能快速脱附。     

MnCl_2/CaCl_2-NH_3再吸附系统的制冷性能

利用膨胀硫化石墨为基质研制了固化混合吸附剂,并搭建了低品位热能驱动的MnCl_2/CaCl_2-NH_3为工质对的再吸附制冷系统。对该系统进行实验研究,结果表明:160℃热源温度为制冷性能系数(COP)的拐点温度,最大制冷功率为2.98kW。当热源温度高于160℃时,系统显热负荷增大,继续加热高温床会降低制冷效率。当制冷温度为15℃时,系统COP为0.284~0.396;单位质量吸附剂的制冷功率(SCP)为100.3~338.8W·kg~(-1)。SCP随热源温度的升高而逐渐升高。     

制冷用复合吸附剂的制备和性能研究

以13x分子筛和氯化锶为主要原料,采用浸泡、压块和焙烧3种方法制备用于吸附制冷的复合吸附剂;用静态法测定自制复合吸附剂的水吸附量,焙烧法制得的复合吸附剂最高吸附量达57.6%,大大高于13x的水吸附量;通过正交实验优化自制复合吸附剂的原料配比。在吸附制冷模拟实验装置上评价复合吸附剂的制冷性能,测得COP值和SCP值最高为0.27和0.079w/g。综合实验结果,焙烧法制得的复合吸附剂优于其他两种方法。     

酿酒酵母吸附海水中铅离子的研究

将酿酒酵母菌制成的生物吸附剂用于重金属污染海水中Pb2+的生物吸附,研究了pH值、吸附剂用量、吸附温度、Pb2+初始浓度、吸附时间等因素对生物吸附效果的影响。结果表明,酿酒酵母对海水中Pb2+具有较好的吸附效果,最佳吸附条件为:pH值6、吸附剂用量1.0g·L-1、吸附温度40℃、Pb2+初始浓度50mg·L-1、吸附时间120min,吸附率达94.57%。吸附过程能较好拟合Langmuir方程,理论最大吸附量为60.98mg·g-1。动力学分析表明,酿酒酵母对海水中Pb2+吸附120min达到平衡,吸附过程可用准二级反应动力学模型拟合,相关系数为0.9991。原子力显微镜照片显示,Pb2+被吸附到酿酒酵母表面,与细胞壁上的物质结合生成沉淀物附着在细胞壁上。     

MnCl2/CaCl2-NH3再吸附系统的制冷性能

利用膨胀硫化石墨为基质研制了固化混合吸附剂,并搭建了低品位热能驱动的MnCl₂/CaCl₂-NH₃为工质对的再吸附制冷系统。对该系统进行实验研究,结果表明：160℃热源温度为制冷性能系数（COP）的拐点温度,最大制冷功率为2.98 kW。当热源温度高于160℃时,系统显热负荷增大,继续加热高温床会降低制冷效率。当制冷温度为15℃时,系统COP为0.284~0.396;单位质量吸附剂的制冷功率（SCP）为100.3~338.8 W·kg^-1。SCP随热源温度的升高而逐渐升高。     

热化学复合吸附储热循环的理论及实验

对一种基于固-气可逆化学反应的热化学复合吸附储热循环的储热特性以及能量品位提升性能进行了理论分析,并以MnCl₂/SrCl₂/NH₃作为工质对进行了实验研究。理论分析表明,热化学复合吸附储热循环不仅可以降低外界驱动热源的温度并保证输出热能温度稳定,而且能大幅度地提升输出热能的温度品位。在MnCl₂和SrCl₂都参与放热的实验工况下,获得的储热效率为93.31%。MnCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐MnCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为4393.36和3734.36 kJ·kg^-1;SrCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐SrCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为1947.28和1655.19 kJ·kg^-1。结果表明,热化学储热是一种相当有潜力的储热方式,可为低品位热能的高效回收利用提供强有力的技术支持。     

一种吸附式空气取水装置的性能实验

基于大气中水的吸附与解吸循环,设计出吸附式空气取水装置,并对其进行了实验研究。该装置主要由太阳能集热器、吸附床和冷凝器等组成。晚上吸附剂吸附空气中的水,白天由太阳能提供热量进行解吸。实验制备了硅胶（SC）-CaCl₂、SC-LiCl、活性炭纤维毡（ACF）-CaCl₂、ACF-LiCl 4种新型复合吸附剂,并对其进行了实验测试。结果表明：由ACF制备的复合吸附剂性能比由SC制备的复合吸附剂性能要好;ACF-LiCl的吸附与解吸性能最好,在吸附床出口温度为90℃时,解吸6 h的产水率是0.412 kg水·（kg吸附剂）^-1。     

发动机尾气余热驱动的吸附式空调系统仿真与测试

针对在高太阳辐射地区，柴油车驾驶室内使用车载空调会增加车辆发动机的耗油量、降低柴油车经济效益的问题，搭建了一套由发动机尾气余热驱动的吸附式车载空调系统。系统由填充有氯化钙/氯化锰/硫化膨胀石墨复合吸附剂的吸附床、蒸发器、冷凝器、储液罐和阀门组成，使用氨作为制冷剂，利用车辆在行驶时接触到的自然风为吸附床冷却，在发动机尾气余热的驱动下，为驾驶室内提供连续的制冷效果。结合仿真和实验测试，对所设计系统的制冷性能进行了分析，仿真结果表明，系统最优循环时间为45 min，系统的理论平均制冷功率可达3.5 kW以上，系统COP处于0.2~0.25之间。实验结果表明，在230℃的尾气温度条件下，系统能产生3 kW的平均制冷量。在40℃环境温度条件下，系统在蒸发器进出口处的平均温差为6.5℃，平均制冷量为3.2 kW。     

蛭石/氯化钙复合吸附剂的吸附特性和储热性能

为了储存120℃以下的热能,提出了以水为介质的热化学吸附储热方法。配制了一种以膨胀蛭石为多孔基质、氯化钙为反应盐的新型复合吸附剂,并对其进行了微观形貌表征、吸附性能测试、同步热分析测试和储热密度的理论计算。扫描电子显微镜（SEM）观测显示膨胀蛭石特有的片层状的大孔结构产生了相对巨大的孔体积;利用恒温恒湿箱实验排除有溶液泄漏问题的含盐量;通过恒温恒湿箱对30℃、3种相对湿度下的动态吸附过程进行测试,分析了含盐量和相对湿度对吸附特性的影响,证实了该复合吸附剂具有3个不同的吸水阶段,包括物理吸附、化学吸附和溶液的气-液吸收过程;利用同步热分析测试（STA）和数值计算进一步对上述3个吸附过程的吸水量、吸附热和反应温度进行分析。最终优选出含盐量47.9%（质量分数）的复合吸附剂,其吸水量高达1.24 g·g^-1,质量和体积储热密度分别高达1.25 kW·h·kg^-1和213.56 kW·h·m^-3。     

环境温度对采用电子膨胀阀的风冷热泵冷(热)水模块机组性能的影响

为了研究环境温度变化对采用电子膨胀阀和模块化能量调节系统的风冷热泵冷（热）水模块化机组制冷和制热性能的影响,对5台制冷量60 kW的机组在出水温度5～12℃、环境干球温度25～42℃、相对湿度40%工况条件下进行实验,得出一系列制冷量、制冷消耗功率、制冷COP、制热量、制热消耗功率和供热COP_h实验数据,并得出环境温度对机组这些性能参数的影响规律;同时,通过比较实验机组和以热力膨胀阀作节流元件的风冷热泵机组,总结出前者具有更良好的能量调节性能和节能性能,并且设备运行的实际工况偏离设计工况越远,如在环境温度40℃,相同的7相似文献   

Sorption and Diffusion Behavior of Carbon Dioxide into Poly（l-lactic acid） Films at Elevated Pressures

Equilibrium sorption amount, desorption diffusion coefficients and sorption diffusion coefficients of CO2 in poly（l-lactic acid） （PLLA） films at elevated pressures were determined by the gravimetric method, in which the Fick＇s diffusion model was applied to analyze both the desorption and sorption processes. The equilibrium sorption amount of CO2 in PLLA increased with lowering temperature and elevating pressure at the temperature range from 40 to 60 ℃ and pressure from 10^4 to 2x10^4 kPa. Desorption diffusion coefficients were greatly influenced by the equilibrium sorption amount, and they were in the same order of magnitude as the sorption diffusion coefficients. The scan electron microscope （SEM） photos demonstrated that there was no foaming phenomenon of the PLLA film during desorption and sorption processes. The XRD spectra implied that the crystalline degree of PLLA film decreased after CO2 processing. It was concluded that PLLA polymer could be well swollen and plasticized by supercritical CO2.     

掺杂Ce、Zr对CO2钙基吸附剂循环特性的影响

利用湿法混合-煅烧法将元素Ce、Zr掺杂到CO₂钙基吸附剂中,利用热重分析仪(TGA)研究了24种改性钙基吸附剂吸附CO₂的循环特性。研究发现:CeO₂散布在CaO晶粒之间可抑制晶粒融合,对吸附剂烧结有一定的阻碍作用;CeO₂可明显提高吸附剂在扩散控制阶段对CO₂的吸附速率,原因在于CeO₂中丰富的氧空位可促进CO₂以离子迁移的方式穿过表面产物层到达内部与CaO反应;吸附剂中CeO₂含量越高,稳定性越强;ZrO₂与CaO高温化合成具有高塔曼温度的CaZrO₃,均匀分散在CaO晶粒间,构成稳固的支撑骨架,有效抑制了吸附剂烧结。     

氯化锰/氨热化学吸附储热的特性

热化学吸附储热具有储热损失小、储热密度高、可实现冷热复合储存等优点，近年来得到了广泛的关注。本文以MnCl₂/NH₃作为吸附储热工质对，基于热化学吸附技术构建了热化学吸附储热实验平台，对MnCl₂/NH₃热化学吸附系统的储热性能进行了理论分析和实验研究。结果表明：在解吸充热温度、吸附放热温度、冷凝/蒸发温度分别为162℃、45℃和25℃的运行条件下，试验获得的吸附储热密度最大，其值为1296.36kJ/kg MnCl₂或1101.90kJ/kg固化复合吸附剂。当放热温度从45℃增大到85℃时，热化学吸附储热系统的吸附储热效率从38.98%降低至24.08%。由于传热传质、化学反应动力学等因素的影响，相同运行工况下吸附储热系统实际所获得的储热性能要低于理论值。