吸附过程强化对提升高温热泵蒸汽生成性能的影响

在基于直接接触换热法的开式吸附热泵系统中,引入预吸附过程或预设传质通道,考察其对蒸汽生成和系统性能的影响。实验结果表明,预吸附蒸汽压力为0.0680 MPa(饱和温度=89.2℃),系统生成高温蒸汽的平均温度为203℃,系统整体温升为98.4℃,相对于无预吸附系统,生成蒸汽的时间和质量分别增加52.2%和27.0%,系统制热系数和制热功率分别提升28.2%和27.2%。预置树枝状传质通道后,生成蒸汽的时间和质量分别增加了17.8%和8.75%,系统制热系数和制热功率分别提升8.16%和9.05%。预吸附过程使吸附床较快达到整体吸附和热力平衡,缩短蒸汽到达床层出口的时间。预吸附压力越高,系统到达整体吸附平衡的用时越短,蒸汽生成时间越早。传质通道促进吸附床局部平衡的达成,减小局部传质阻力,使部分蒸汽可迅速到达出口。整体和局部吸附平衡的快速达成,均强化了蒸汽的动态生成过程,提升系统整体性能。     

吸附过程强化对提升高温热泵蒸汽生成性能的影响

在基于直接接触换热法的开式吸附热泵系统中,引入预吸附过程或预设传质通道,考察其对蒸汽生成和系统性能的影响。实验结果表明,预吸附蒸汽压力为0.0680 MPa(饱和温度=89.2℃),系统生成高温蒸汽的平均温度为203℃,系统整体温升为98.4℃,相对于无预吸附系统,生成蒸汽的时间和质量分别增加52.2%和27.0%,系统制热系数和制热功率分别提升28.2%和27.2%。预置树枝状传质通道后,生成蒸汽的时间和质量分别增加了17.8%和8.75%,系统制热系数和制热功率分别提升8.16%和9.05%。预吸附过程使吸附床较快达到整体吸附和热力平衡,缩短蒸汽到达床层出口的时间。预吸附压力越高,系统到达整体吸附平衡的用时越短,蒸汽生成时间越早。传质通道促进吸附床局部平衡的达成,减小局部传质阻力,使部分蒸汽可迅速到达出口。整体和局部吸附平衡的快速达成,均强化了蒸汽的动态生成过程,提升系统整体性能。     

开式高温吸附热泵生成蒸汽系统的耐久性能研究

实验研究了用于回收热水和热气中低品位余热生成高温蒸汽的开式吸附热泵系统的耐久性能。采用13X沸石-水工质对,反应器内填充320 g沸石,通入80℃热水和130℃热空气,生成191~264℃过热蒸汽。结果表明:系统生成蒸汽的质量约占总进水量的14.5%,蒸汽生成速率为4.87×10?5 kg(s)?kg(z)?1?s?1。15个连续循环结果显示,第一个循环所用沸石初始含水量较低,积分吸附热大,系统性能最优,最高蒸汽温度为264℃,系统温升为156℃,制热系数COPh(coefficient of performance for heating)达0.43,?效率COPex(exergy coefficient of performance)达0.54;其后14个循环系统温升为(94±3)℃,COPh为0.31~0.33,COPex为0.35~0.37。结果表明沸石微孔在高温高湿度下仍可保持结构完整,沸石吸水性能稳定,系统耐久性能良好。     

吸附分离氯化钙中镁铅离子的试验研究

以去除纯碱副产物氯化钙中的镁铅离子,制取高纯氯化钙为目的,采用吸附的方法,研究了不同吸附剂对镁铅离子的分离效果,以及吸附时间、温度、pH值等因素对改性斜发沸石吸附效果的影响。试验结果表明:改性斜发沸石对氯化钙中镁铅离子有较好的吸附去除效果,吸附时间100min、温度30℃、100ml质量分数为0.5%的氯化钙溶液加吸附剂1.5g、pH10为最优吸附条件。     

中高温环境下VOCs在活性炭上的吸附性能研究

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物(VOCs)吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现:空速对吸附穿透时间影响较大,但对饱和吸附量影响不显著。吸附温度与VOCs浓度对饱和吸附量存在较大影响,150℃时甲苯的饱和吸附量仅能达到90℃时的40%。高沸点吸附质更易被吸附,更难被脱附。     

吸附法去除溶液中Mg~(2+)、Pb~(2+)的试验研究

以去除纯碱副产物氯化钙中的Mg2+和Pb2+,制取高纯氯化钙为目的,采用吸附的方法,研究了不同吸附剂对Mg2+、Pb2+的分离效果,以及吸附时间、温度、pH值等因素对改性斜发沸石吸附效果的影响。试验结果表明:改性斜发沸石对氯化钙中Mg2+、Pb2+有较好的吸附去除效果,吸附时间100min、温度30℃、100ml质量分数为0.5%的氯化钙溶液加吸附剂1.5g、pH10为最优吸附条件。     

制冷用凹土-氯化钙复合吸附剂的制备和吸水性能

制备了凹土-氯化钙复合吸附剂,通过静态称重法测定了其吸水性能.考察了制备方法、焙烧温度和时间以及原料比例等制各工艺条件对复合吸附剂性能的影响,优化了制各工艺,采用X射线衍射和低温氮吸附对复合吸附剂进行了表征.结果表明:焙烧温度对复合吸附剂吸水性能影响较大,较佳的制备工艺条件是采用溶解-混合法、焙烧温度300℃、焙烧时间2 h.低相对湿度时(<20%)吸附剂吸水受微孔和氯化钙含量共同作用,高相对湿度(＞30%)时吸水性能主要和氯化钙含量有关.20%氯化钙含量的凹土吸附剂,在相对湿度为20%,吸水量为0.30kg·kg-1;相对湿度80%,吸水量超过0.65kg·kg-1;该吸附剂可反复再生.     

中高温环境下VOCs在活性炭上的吸附性能研究

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物（VOCs）吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现：空速对吸附穿透时间影响较大,但对饱和吸附量影响不显著。吸附温度与VOCs浓度对饱和吸附量存在较大影响,150℃时甲苯的饱和吸附量仅能达到90℃时的40％。高沸点吸附质更易被吸附,更难被脱附。     

竹炭/壳聚糖复合吸附剂的制备与吸附性能研究

以壳聚糖为改性剂,海藻酸钠为交联剂对竹炭进行改性,制备竹炭/壳聚糖复合吸附剂,并研究其对刚果红溶液的最佳吸附条件和吸附性能。实验结果表明:竹炭/壳聚糖复合吸附剂用量为0.2 g,刚果红溶液浓度为100 mg·L~(-1)、pH为4.0、吸附时间为2.0 h、吸附温度为25℃时,复合吸附剂对刚果红溶液的吸附率可达98.11%,影响吸附的主次顺序为吸附温度刚果红溶液浓度吸附时间pH。复合吸附剂在经过5次再生后,对刚果红溶液的吸附率仍然接近90%,说明复合吸附剂的重复使用性能良好。     

改性吸附剂的制备及汽油吸附脱硫性能评价

以微孔-介孔复合分子筛ZSM-MCM为载体,采用浸渍法制备了Fe型吸附剂Fe/ZSM-MCM。结果表明其活性组分为Fe2O3,负载型吸附剂的适宜制备条件为：浸渍液浓度0.2 mol/L,浸渍时间10 h,干燥温度100℃,550℃焙烧4 h。最佳吸附条件：常温、常压,吸附时间1 h,剂油质量比1︰60,在该条件下吸附剂的饱和吸附量为36.46 mg/g。     

Cu(NO_3)_2浸渍改性活性炭吸附剂的制备及其脱硫性能研究

采用浸渍法制备了Cu(NO_3)_2改性的活性炭吸附剂,以低浓度硫化氢和氮气混合气为模拟原料气,在固定吸附床上考察了吸附剂制备条件对脱除硫化氢性能的影响。结果表明,浸渍Cu(NO_3)_2能有效改善活性炭对硫化氢的吸附脱硫能力,在Cu(NO_3)_2浸渍浓度为5(wt)%、浸渍时间24h、焙烧温度300℃的条件下,制备的改性活性炭吸附脱硫效果最佳,饱和硫容和脱硫率分别达到55.4 mg·g~(-1)和98.92%,饱和硫容比未经改性的活性炭提高了38.2 mg·g~(-1)。     

制冷用木屑基质复合吸附剂的制备及性能测试

为开发出用于吸附式制冷的高性能吸附剂,基于炭化造孔原理制备了木屑氯化钙复合吸附剂,测试了氨气作为制冷剂的吸附性能,考察了原料配比、炭化温度对复合吸附剂性能的影响,并利用扫描电镜和能谱分析仪观察了复合吸附剂的微观形貌和元素分布。结果表明：炭化法制备的复合吸附剂具有丰富的微孔结构,氯化钙的含量高,达到70%以上,而且氯化钙在样本吸附剂中分布均匀;样本吸附剂的烧失率随炭化温度的升高而增加,而样本的吸附量随着炭化温度的升高先增大后减小;样本中氯化钙的含量对吸附量具有重要的影响。样本SB4的最大单位质量吸附剂制冷功率（SCP）达到1418.16 W/kg,前10 min的平均SCP达到876.1 W/kg。实验结果表明,炭化法制备的复合吸附剂不仅解决了氯化钙吸氨过程中的膨胀结块现象,而且增加了传质速率。     

13X沸石颗粒吸附剂制备及钙吸附的性能研究

向粉末状13X沸石中添加黏结剂、增孔剂、水等辅助物料,再经干燥、高温煅烧成型、破碎、筛分制得颗粒状吸附剂,并用于吸附溶液中的钙离子。对黏结剂进行筛选,研究了原料配比、煅烧温度、粒径、吸附时间等因素对颗粒状吸附剂在水溶液中的损失率和对钙离子吸附效果的影响。实验结果表明:以坡缕石黏土矿作黏结剂,在13X沸石、黏土、精煤粉的质量比为15∶4∶1、煅烧温度为650℃的条件下制得的颗粒状吸附剂性能最优,钙离子吸附量达到25.31 mg/g,损失率为1.98%。减小颗粒吸附剂粒径时吸附速率显著增大,延长吸附时间则吸附量增大,吸附120 min基本达到饱和。静态等温吸附过程与Langm iur吸附等温方程式相符。     

改性沸石对气态汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂,采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法,对沸石进行了改性,制得一系列改性沸石吸附剂。采用固定床吸附的方式,对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试,筛选出一种高效、廉价的MnO2浸渍沸石吸附剂,和原沸石吸附剂相比,改性沸石吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高,有效吸附时间大大增加,在有效吸附时间内,穿透率大大降低。改性后的沸石吸附能力大大提高的原因在于其吸附过程中,除了物理吸附,还发生了化学吸附。     

离子凝胶复合吸附剂的制备及空气取水性能

制备了一种LiCl复合可得然离子凝胶,并将其首次用于空气取水性能研究。在不同吸附温度、吸附湿度的开式环境中,完成了复合吸附剂的水蒸气吸附特性研究。探究了浸渍盐的质量浓度对复合吸附剂吸附性能的影响。根据目标工况,完成了复合吸附剂组分的优化配比。对优化后的离子凝胶进行了吸附动力学和等温吸附特性研究。结果表明,15% LiCl溶液复合而成的可得然吸附剂综合性能最佳。在35℃&75%RH下,该复合吸附剂的吸附量高达3.30g/g,是传统硅胶复合吸附剂的6.6倍;在55℃&40%RH工况下实现1.66 g/g的水量脱附,是硅胶复合吸附剂的3倍。在25℃&75%RH下,可得然复合凝胶吸附剂的吸附速率K高达3.48×10^-3s^-1;该离子凝胶复合吸附剂的研究,为吸附式空气取水技术提供了基础支持。     

NaHCO_3处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO_3作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明:污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂(粒径0.75mm)的比表面积为118.95m~2/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

复合吸附剂MWCNT/MgCl2的水蒸气吸附性能

通过研磨将多壁碳纳米管分别与质量分数为30%、40%和50%的无水氯化镁复合,制备了3种不同配比的复合吸附剂MWCNT/MgCl₂。采用数字化扫描电子显微镜（SEM）观察复合吸附剂表面材质的结构样貌,通过Hot Disk热常数分析仪测得复合吸附剂的热导率,使用恒温恒湿箱选取具有代表性的温湿度,测试复合吸附剂在不同工况下的水蒸气吸附性能,并采用准二级动力学模型对25℃、50% RH工况下的实验数据进行拟合,应用Autosorb-IQ全自动气体分析仪测试了三种样品在25℃下的等温吸湿曲线。实验结果表明,相同温湿度工况下,随着氯化镁含量增加,复合吸附剂的吸附量提高,25℃、50% RH下氯化镁含量为30%、40%和50%的复合吸附剂M1、M2和M3的吸附量分别为0.62、0.79和0.94 g/g;恒定湿度为50% RH,温度变化为15~35℃时,复合吸附剂吸附量受温度和饱和水蒸气分压力的双重影响,表现为先增加后减小;温度固定为25℃,相对湿度从50% RH增加到80% RH时,复合吸附剂吸附量均大大提升;复合吸附剂在35℃、25% RH中高温、低湿条件下仍表现出较好的吸附能力;在相对压力P/P₀为0.3时,M1、M2和M3的吸附量分别为0.24、0.25和0.30 g/g,随着吸附压力的增加,复合吸附剂的吸附量也不断提升,最大吸附量分别达到3.54、3.75和4.42 g/g。复合吸附剂MWCNT/MgCl₂的制备研究,为吸附剂的性能研究提供了基础,对太阳能吸附式空气取水的研究具有潜在意义。     

混合胺修饰的介孔硅胶吸附CO2性能研究

以介孔硅胶为载体,采用"嫁接+浸渍"两步法制备了混合胺(APTS+TEPA)修饰的介孔硅胶吸附剂。在固定床中考察了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和四乙烯五胺(TEPA)负载量、吸附温度、进气流量对CO2吸附性能的影响,并研究了吸附剂的循环稳定性。结果表明,当APTS负载量30%,TEPA负载量30%(TEPA30-APTS30-MSG),吸附温度为70℃,进气流量为30 m L/min时,该吸附剂表现出最好的吸附性能,饱和吸附量高达3.04 mmol/g,较纯TEPA浸渍提高了37.6%。该吸附剂经10次吸脱附循环后,饱和吸附量仅下降2.96%,具有较好的循环稳定性。     

NaHCO处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO₃作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明：污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂（粒径<0.75mm）的比表面积为118.95m²/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

空气取水用蛭石/MgCl2/MgSO4复合吸附剂的研究

利用蛭石浸渍MgCl2/MgSO4二元盐溶液制备复合吸附剂.探究在开式环境下复合吸附剂对空气中水蒸气的吸附性能.对复合吸附剂在不同吸附温度、吸附湿度工况下的吸附性能进行了实验研究,探究了浸渍盐的质量浓度和二元盐的比例对复合吸附剂吸附性能的影响,并在实际工况下进行取水实验.结果表明,该复合吸附剂相比纯MgCl2/蛭石复合...