一种新型吸附性制冷吸附剂的性能研究

吸附剂在吸附式制冷中起着至关重要的作用,13X沸石分子筛作为物理吸附剂具有稳定和安全的特点。本文通过闭式吸附测试系统对分别浸泡5%,10%,15%,20%CaCl_2溶液的13X沸石分子筛进行吸附性能测试,得出通过浸泡一定浓度的CaCl_2溶液可以提高13X沸石分子筛的吸附能力,但是一旦超过临界浓度,浸泡高浓度CaCl_2溶液会减弱13X沸石分子筛的吸附能力。     

基于13X沸石分子筛/MgCl_2的复合吸附剂性能实验研究

复合吸附剂的吸附性能是吸附制冷循环过程中的一个重要参数,基于测试整体成型复合吸附剂吸附性能的需要,本文设计搭建了一种整体成型吸附剂性能测试装置,对复合吸附剂MgCl_2-13X进行了吸附性能测试实验。结果表明:该实验装置中吸附床外侧底部的温度变化速率较接近吸附床内部底部吸附剂的温度变化速率,二者温度变化速率相差0.01~1.9℃/min,整个吸附和脱附过程二者温度的平均值相差约3.24%,能够满足吸附剂性能测试实验的要求。吸附剂性能测试实验及电镜下吸附剂的微观结构表明:浸泡法制备的复合吸附剂的吸附性能与MgCl_2溶液的浓度有关,MgCl_2能够改善13X沸石分子筛的吸附性能,本实验测得当MgCl_2溶液的浓度为15%时所制得复合吸附剂MX3性能最优,其最大吸附量为0.32 g/g,最大吸附速率0.59 g/min,相比单一吸附剂13X沸石分子筛提高了20%。     

13X复合吸附剂在高湿度环境下的吸附性能实验研究

提出了8种由13X沸石分子筛和不同CaCl_2、MgCl_2浓度的溶液制备的复合吸附剂,介绍了配制方法,分析了吸附湿空气中水蒸气的原理。并用恒温恒湿箱模拟温度30℃,相对湿度90%的高湿度环境下,来测试复合吸附剂的吸附量,实验表明:复合吸附剂的在120h内的吸附量高于常用的13X吸附剂,而且复合吸附剂的吸附量随着CaCl_2、MgCl_2溶液浓度的升高而增加,使用MgCl_2溶液制备的复合吸附剂的吸附量高于用CaCl_2溶液制备的复合吸附剂的吸附量。最高吸附量Mg4可以达到0.18g/g,是13X的1.3倍。在开始的4h,复合吸附剂吸附速率低于13X,而后复合吸附剂的吸附速率高于13X,在96h时刻,吸附量最高的Mg4吸附量为0.164g/g,吸附量最少的13X为0.13g/g,在4~96h时间段内,相对吸附量差为0.059g/g。     

液氮温度下分子筛的真空吸附特性试验研究

为探究低温容器夹层所用分子筛吸附剂的吸附特性,采用静态膨胀法进行试验,获得了平衡压力为10-3Pa~103Pa范围内4A、5A和13X分子筛对N2、O2单一组分以及空气的吸附等温线,比较了不同分子筛对气体的吸附能力差异,探究了分子筛的吸附机理。研究结果表明:液氮温度下,5A和13X分子筛在真空条件下对N2及O2的吸附性能强,吸附量能达到104Pa·L/g量级,4A分子筛对O2的吸附量也能达到104Pa·L/g量级,然而4A分子筛在平衡压力高时吸附N2能力较差,饱和吸附量仅达到300Pa·L/g左右;三种分子筛对空气的吸附能力为13X分子筛>5A分子筛>4A分子筛,且在液氮温度下,5A分子筛对空气的吸附速率高于13X分子筛。研究分子筛在低温下的真空吸附特性,有助于指导分子筛在低温容器中的应用,同时为低温分子筛的设计提供参考。     

一种太阳能吸附制冷用复合吸附剂的研究

利用分子筛巨大的比表面积以分子筛为载体通过浸泡CaCl2溶液的方法制备复合吸附剂,在模拟实际使用条件下,对不同浓度CaCl2溶液制备的复合吸附剂的吸附、解吸性能进行了测定.并将吸附解吸性能最好的复合吸附剂在自制的模拟制冷装置上进行了制冷实验.结果表明,复合吸附剂具有良好的吸附、解吸性能,最大吸附量达46.93%,在自制模拟装置上系统COP达0.25,SCP为0.078w/g,符合太阳能吸附制冷的要求.     

Cu(Ⅰ)/AC(HZSM)吸附剂的制备及变压吸附CO的性能研究

选择活性炭(AC)或分子筛(HZSM-5)为吸附剂载体,采用等体积浸渍法制备Cu(I)/AC(HZSM)吸附剂.利用比表面积(BET)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征手段.结合固定床评价了装置,研究了载体类型、预处理方法以及还原温度对吸附剂性能的影响.结果表明,以活性炭为载体时吸附性能优于分子筛为载体时的吸附性能;水洗处理降低了吸附剂的吸附能力;吸附剂原位活化还原温度过低不利于Cu2+→Cu+的还原,350℃时吸附剂的吸附性能最好.     

吸附剂的选择与透平膨胀机的运行

本文就吸附剂的选择,讨论了消除透平膨胀机喷嘴堵塞与卡机的隐患。主要比较了13X分子筛与5A分子筛的物理性能、动态共吸附值以及它们的吸附范围,得出小型制氧机改用透平膨胀机时,要果断用13X分子筛,以提供较佳的运转条件。表3参4。     

气体纯化技术—分子筛吸附性能试验

以5A 分子筛、4A 分子筛、活性碳二种吸附剂分别对 O_2、N_2、CO_2、C_2H_2进行吸附试验。通过试验进一步了解分子筛及活性碳在不同温度、不同压力下对各种气体的吸附能力。选择最佳吸附系件,找出分子筛的吸附规律及持续吸附时间.使其在空分原料气净化、气体纯化中发挥更大的作用。     

高压常温下用分子筛吸附空气中水份、二氧化碳的试验

用分子筛在常温下吸附空气中H2O、CO2 、C2H2,是中、小型空分设备上一项新的净化技术。为了能使它尽快地应用于生产实践,我们遵照伟大领袖毛主席关于“人的正确思想,只能从社会实践中来,只能从社会的生产斗争、阶级斗争和科学实验这三项实践中来”的教导。结合实际使用条件,对国产 5 A、13X分子筛净化高压空气中的H2O、CO2、C2H2进行了一个多月吸附试验,摸索了它的一些吸附规律和必要的数据,为今后利用分子筛常温     

载Ag改性13X分子筛的制备及其燃油吸附脱硫性能研究

通过金属硝酸盐溶液浸渍离子交换并结合焙烧的方式,制备负载Ag+改性13X分子筛,并考查其在燃油吸附脱硫中的应用。比较负载不同金属离子改性13X分子筛对模拟燃油中噻吩的吸附脱除能力,确定了对13X分子筛吸附脱硫能力影响依序为Ag+>Ni 2+>Zn2+>Fe3+,结果符合软硬酸碱理论。分析了焙烧条件对载银改性分子筛吸附脱硫能力的影响,确定最优焙烧温度450℃、焙烧时间6h。对Ag(Ⅰ)-13X进行SEM、XRD、BET等表征,结果表明改性过程没有明显改变分子筛原本的多孔结构。通过对比13X分子筛改性前后对模拟汽油的填充床吸附实验,表明载银改性后,分子筛吸附剂的脱硫能力得到显著提高。     

13X分子筛吸附性能及其比表面积的研究

对于真空绝热压力容器来说,如何获得并且能够长期维持满足要求的夹层真空度,主要在于吸附剂的吸附性能和微观结构。为此,采用巨正则系综的蒙特卡罗方法,结合13X分子筛在298 K下吸附CO2的实验数据,优化了模拟力场参数。通过模拟308 K下的CO2吸附和298 K下的N2吸附并与实验数据进行对比,验证了优化的力场参数的准确性和可靠性,表明该力场参数在不同温度和吸附质的条件下能够较准确的模拟13X分子筛的吸附行为。最后使用优化调整后的力场参数模拟13X分子筛在77K温度下的N2吸附等温线,同时采用ASAP2020物理吸附仪对13X分子筛样品进行微观结构测试。对比模拟与实验的吸附等温线,发现压力在0~70 k Pa内两者比较接近,并计算了其比表面积,模拟所得分子筛比表面积为455.52m2/g,与实验值的相对误差为4.3%,表明利用模拟的方法可以获得吸附剂的比表面积。研究结果将会极大地促进真空绝热压力容器的快速发展。     

多价离子交换对LiX分子筛氮氩分离性能的影响

采用水溶液离子交换法制备了锂离子和其它多价阳离子混合交换的13X分子筛，并测定了这些二元离子交换分子筛在25℃下的氮和氩的吸附等温线．研究发现，经二元离子交换的MgLiX、Zn：LiX、NiLiX和LaLiX分子筛对氮的吸附能力和对氮氩的吸附分离能力都低于LiX分子筛，且随着多价离子在分子筛中的含量增加，分子筛的氮氩分离性能变差．说明在LiX和实验所制得的各种二元离子交换的分子筛中，LiX分子筛仍是最好的氮氩分离吸附剂．     

分子筛在低温低压下的吸附特性试验研究

详细介绍了容积法分子筛吸附等温线试验原理、装置、样品制备、试验步骤及数据处理。试验表明5A分子筛在液氮温度低压下对CO_2、N_2、H_2的吸附性能优于13X分子筛。在分析5A、13X分子筛在液氮温度低压下对CO_2、N_2、H_2吸附等温线的基础上,分析研究了分子筛在LNG与LH_2温度下的吸附等温线变化特征。经试验得到的分子筛在液氮温度低压下的吸附等温线可为工程设计提供很好的参考数据。     

变压吸附分离CH_4/N_2的分子筛吸附剂进展

综述了国内外变压吸附(PSA)分离CH4/N2所采用的分子筛吸附剂,包括沸石分子筛(ZMS)与碳分子筛(CMS)的研究和应用状况;介绍了ZMS和CMS的种类及其PSA分离CH4/N2的原理和效果;详细阐述了不同种类ZMS的组成、孔结构与其PSA分离CH4/N2效果之间的关系;分析了各种不同分子筛PSA分离CH4/N2中的优势与不足。具有动力学分离效应的分子筛型吸附剂在分离CH4/N2的PSA过程中具有能耗费用低、分离效果较好的优势,因此加强其研发将是今后的发展趋势。     

液相硅沉积改性HZSM-5分子筛的择形吸附分离性能研究

以聚硅氧烷作为改性剂,通过液相硅沉积表面修饰对HZSM-5分子筛吸附剂进行了择形功能化改性,采用X射线衍射(XRD)、NH3-TPD、比表面积与孔径分析和热重分析(TGA)等手段对改性前后的吸附剂进行了表征。分别采用液相吸附法和气相吸附法研究了ZSM-5择形分子筛对于对二甲苯(pX)和间二甲苯(mX)混合物的择形吸附分离效果,考察了硅沉积改性程度、液相吸附及气相吸附工艺条件对硅沉积修饰分子筛Si/ZSM-5择形吸附分离性能的影响。研究结果表明,分子筛吸附剂中介孔体积随着硅沉积改性次数增加而减少,而微孔体积改变较小,但4次硅改性后的分子筛吸附剂的晶体结构未发生明显变化。同时,随着硅沉积改性次数的增加,分子筛吸附剂的吸附量减小,而吸附剂的择形吸附分离系数βpX/mX增大;另一方面,气相热解吸得到的pX/mX选择性高于液相解吸法,并且二氯甲烷作为液相解析剂的pX/mX择形选择性高于甲苯和环己烷解析剂。吸附重量动态分析测试结果表明,Si/ZSM-5(0)、Si/ZSM-5(2)和Si/ZSM-5(4)的平均吸附容量分别为102.1,82.12和71.84mg/g,pXmX二甲苯混合物的扩散速率随着硅沉积改性程度的增加而明显减小。     

13X@SiO2合成及其甲苯吸附性能

常见的吸附剂如13X等的硅铝比较低,具有较强的亲水性,但水和有机挥发份(VOCs)之间的竞争吸附,常常会影响吸附剂对VOCs实际脱除效果。本研究利用CTABr为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,对13X进行表面修饰,制备了以13X为核,介孔硅为壳的核壳复合材料13X@SiO₂,并以甲苯作为探针分子在穿透实验装置对改性前后沸石分别进行干/湿条件下的吸附性能测试。结果表明:在干燥条件下, 13X@SiO₂-2.6样品(制备中添加了2.6 mL正硅酸乙酯)相比13X原样的吸附量提升了18%左右。在30%和50%相对湿度下,13X@SiO₂的最优吸附容量分别提高了约53%和90%;循环再生实验表明13X@SiO₂-2.6样品经2次再生后仍保持初始样品90%的甲苯吸附量。     

He/H2/HD体系在5A分子筛上的吸附分离行为

氢同位素在分子筛上的吸附分离行为是一重要的科学及工程基础问题。针对He/H2/HD与5A分子筛这一体系,综合应用Langmuir-Freundlich吸附等温线方程、空隙填充吸附模型和理想吸附溶液理论,初步描述了He/H2/HD体系在5A分子筛上的吸附分离行为。结果表明:在忽略He吸附的情况下,采用不同方式获得H2/HD体系的吸附等温线虽有差异,但趋势一致;在相同温度下,5A分子筛中每种组分的饱和吸附量是相同的,与组分种类无关;分离因子的计算结果显示,低温循环色谱法分离浓缩H2/D2体系、HD/D2体系和HT/H2体系是完全可行的。     

沸石分子筛吸附式制冷 Ⅱ吸附式制冷的循环系统

利用自制的沸石分子筛,在自行设计的吸附式制冷模拟装置上,对吸附剂5A、NaY、CaY、13X及CaX等沸石分子筛和制冷剂水系统进行了制冷效果的测定;讨论了吸附速度、脱附温度对制冷效果的影响;通过吸附等温线的测定,计算了制冷循环系统中水的循环量,并测得分子筛再生时开始脱附的温度Ts值和再生后开始吸附的温度Ts’值。实验结果表明每公斤所研究的分子筛在单级吸附—解吸循环系统中能够产生制冷量为62—100千卡(Tev=0℃,Tcond=Tads=14.5℃,Treg=120℃)。     

变压吸附脱碳双高工艺的工业应用

主要介绍了变压吸附脱碳双高工艺的最新应用。装置运行中,针对合成氨、尿素生产的所需,对原料气有效组分CO2、H2、N2加以分离回收,CO2、H2、N2收率高、纯度高,真正体现了变压吸附双高技术的特点,并且相对于传统湿法脱碳而言,此工艺具有流程简单,自动化程度高,操作成本低,H2、N2、CO2的收率高,便于维护等优点。     

CH_4/N_2在PVDF基微孔炭上的吸附分离研究

通过热解聚偏氟乙烯(PVDF)一步法制备微孔炭,并借助N_2吸脱附、XRD等对其结构进行表征,利用磁悬浮天平测量了甲烷(CH_4)/氮气(N_2)的吸附等温线,并进行Langmuir和Freundlich拟合,并由Henry常数预测CH_4/N_2的分离因子。结果表明:吸附等温模型拟合效果较好,当温度为45℃,分离因子为4.59,有较好的分离效果;对吸附热力学进行研究表明CH_4的吸附热大于N_2,说明吸附剂对CH_4的吸附作用力大于N_2,且相对分子筛类吸附剂吸附热较小,易于吸附剂的再生。