基于可得然-氯化锂复合吸附剂的除湿换热器热湿性能研究

除湿换热器将换热器与固体干燥剂结合，可显著提高空调系统的除湿效率。干燥剂的吸附特性对除湿换热器的除湿性能有重要影响。研制了可得然-氯化锂复合吸附剂，用ASAP麦克吸附仪及STA同步热分析仪，从等温吸附及动态吸附特性等角度分析了其吸附特性，实现了材料的组分优化，并将优化后的复合吸附剂应用于除湿换热器，验证了该新型除湿换热器高效的深度除湿性能。实验结果表明，可得然复合吸附剂具有深度除湿的能力，即使在30℃、30%RH干燥工况下，其除湿量高达2.65 g/g，吸附速率系数k为2.1×10^-4 s^-1；所制备复合除湿换热器的MRC可以达到3.78 g/kg。本研究实现了除湿性好、循环性能稳定的低成本高性能新型除湿换热器的开发，为深度除湿系统的技术研发提供参考。     

固体吸附除湿剂的制备及性能研究

针对固体吸附除湿制冷的特点,开展了高效除湿剂的制备及性能研究。通过正交实验优选出吸附剂的原料配比和制备条件;测定了吸附剂的吸附容量及吸附等温线;对自制吸附剂及13X分子筛的脱附过程进行了热分析研究。结果表明:自制复合型吸附剂NW—162和NW—164的吸附性能优于13X和5A分子筛等常规吸附剂,其中平衡吸附量大于0.7kg·kg~(-1),峰顶温度低于13X分子筛50℃左右,是有着良好应用开发前景的高效固体除湿剂。     

切片干燥分子筛除湿初探

通过对四种空气除湿方法(冷冻除湿、压缩除湿、吸湿剂除湿和吸附剂除湿)的分析比较,着重介绍了日本钟纺公司除湿装置的设备结构、工艺流程与技术特征,并就切片干燥中分子筛的除湿设计作了初步探讨。除湿装置的设计主要分吸附干燥和脱湿再生两个部分:吸附干燥部分的设计主要要确定吸附剂的充填量,用动态吸附量来计算较准确;脱湿再生部分需要通过热平衡计算来确定再生空气的风量和温度。     

可低温驱动的凝胶复合吸附剂的制备及吸/脱附性能研究

以丙烯酰胺单体、碳纳米管和无水氯化锂为原材料,通过原位聚合法制备了一种新型复合吸附剂,该吸附剂呈水凝胶形式。采用扫描电子显微镜和同步热分析仪对吸附剂进行表征,并用恒温恒湿箱测试了复合吸附剂的动态吸附/解附性能以及平衡吸附性能。研究表明,凝胶复合吸附剂在25℃和75%RH下,平衡吸附量高达1.75 g/g,是硅胶基复合吸附剂的2.5倍以上;并在45℃环境中解吸出70%的吸附水量;采用线性驱动力模型拟合计算了相同工况的动态吸附速率,与国内外其他复合吸附剂相比,本文吸附剂的吸附速率系数和吸附量均有很大提升。     

活性氧化铝基质新型复合吸附剂的制备和储热性能

研制了一种以活性氧化铝为基质、CaCl₂为吸湿盐的新型复合吸附剂,可用于以水为吸附质的热化学吸附储热系统,并对其内部结构、吸附性能和储热性能进行了研究。利用恒温恒湿箱确定出现溶液泄漏现象的最大含盐量,并对30℃和多种相对湿度工况下的动态和平衡吸附特性进行测量,研究了含盐量和相对湿度对吸附剂的吸附特性的影响,结果表明含盐量和相对湿度越大,复合吸附剂的吸水能力越强。利用全自动比表面积与孔隙度分析仪测量材料的比表面积和孔体积,利用同步热分析仪测试了复合吸附剂的储热密度,其中含盐量最高的复合吸附剂的储热密度最高,质量和体积储热密度分别达到0.51 kW·h/kg和610.2 kW·h/m³,具有良好的储热性能。     

多级孔硅铝酸盐的结构特性及其除湿性能

采用水热法制备出具有深度除湿功能(RH20%)、高饱和吸附量和中低温快速脱附性能(100℃)的除湿轮用多级孔硅铝酸盐吸附剂。采用N2-吸附脱附、XRD、透射电镜、FT-IR和NMR等技术表征吸附剂的微观结构;采用动态水汽吸附分析仪(DVS)测试其吸附-脱附性能。结果发现,通过控制制备前体的微晶温度,可调控吸附剂在中低湿度工况下的除湿性能:微晶温度是通过影响吸附剂微观结构中有序介孔和类微孔结构的比例,来影响吸附剂的深度除湿功能;升高微晶温度会提高吸附剂中类微孔和骨架Al比例从而强化其深度除湿能力,但会显著降低介孔有序度及总孔容,削弱其饱和吸附量及脱附性能;过高的类微孔和骨架Al比例会提高吸附剂的脱附再生温度,增大除湿能耗。     

多级孔硅铝酸盐的结构特性及其除湿性能

采用水热法制备出具有深度除湿功能（RH<20%）、高饱和吸附量和中低温快速脱附性能（<100℃）的除湿轮用多级孔硅铝酸盐吸附剂。采用N₂-吸附脱附、XRD、透射电镜、FT-IR和NMR等技术表征吸附剂的微观结构;采用动态水汽吸附分析仪（DVS）测试其吸附-脱附性能。结果发现,通过控制制备前体的微晶温度,可调控吸附剂在中低湿度工况下的除湿性能：微晶温度是通过影响吸附剂微观结构中有序介孔和类微孔结构的比例,来影响吸附剂的深度除湿功能;升高微晶温度会提高吸附剂中类微孔和骨架Al比例从而强化其深度除湿能力,但会显著降低介孔有序度及总孔容,削弱其饱和吸附量及脱附性能;过高的类微孔和骨架Al比例会提高吸附剂的脱附再生温度,增大除湿能耗。     

复合固体干燥剂的研究进展

近年来，固体除湿材料受到广泛关注，研究表明，固体干燥剂可以应用于固定床、转轮与吸附式制冷系统，替代传统空调除湿系统，提高除湿效率以降低空调能耗。本文首先对固体干燥剂进行分类，简要阐述了传统干燥剂（如硅胶、活性炭、沸石等）的特点，然后详细介绍了各类复合干燥剂的特征参数测试结果（如吸附速率、吸附量、再生温度、再生速率、再生效率、再生量等），综合比较其优缺点。指出聚丙烯酸、聚丙烯酸钠等高分子材料和金属有机骨架MOFs具备再生温度低、吸湿量高、稳定性好等特点，是未来研究固体除湿材料的主要方向。接着总结了复合干燥剂的制备与表征方法，给出了改善孔隙结构、提高结构稳定性和防止液解的方法，指出了制备方法的改进也是改善固体干燥剂物性的重要方向。最后总结了各种复合干燥剂的特征参数对比情况。     

太阳能吸附式空调固化复合吸附剂性能

测试了氯化钡-膨胀石墨固化复合吸附剂的吸附性能,并对采用该吸附剂的太阳能吸附式空调系统性能进行了分析。实验结果表明,固化复合技术有利于提高吸附剂的传热传质性能,实验中复合吸附剂循环吸附量可高达0.61 kg·kg^-1;同时,加热流体温度、冷却温度、蒸发温度以及反应约束压力对吸附剂性能都有着不同程度的影响。对于采用该复合吸附剂的太阳能空调系统,在加热温度80℃,冷却温度30℃,蒸发温度分别为5、10、15℃时,系统COP 和SCP均随蒸发温度的升高而增大,在15℃时可分别高达0.5和192 W·kg^-1。     

氯化钙-13X分子筛复合吸附剂的实验研究

将氯化钙填充到13X分子筛的多孔结构内钊备出了氯化钙-13X分子筛复合吸附剂,并对其吸附性能进行了实验研究。实验结果表明,复合吸附剂中氯化钙含量越高,其平衡吸附量越高,当氯化钙含量为46.2%时,其平衡吸附量最大可以达到0.557g/g,是13X分子筛的2.2倍。     

轻石脑油中C_6烷烃在5A分子筛上的吸附/脱附等温线研究

测定了轻石脑油中正、异构C6烷烃在5A-1分子筛上的低温(25～80℃)及高温(150～300℃)吸附/脱附等温线,分析了吸附温度、吸附压力、脱附压力对5A-1分子筛吸附/脱附性能的影响。结果表明:正己烷在5A-1分子筛上低温(25～80℃)及高温(150～300℃)下的吸附等温线均为I型吸附等温线,且随着吸附温度的升高,等温线优惠程度逐渐降低。吸附温度25℃、平衡压力7.5kPa时,异构C6烷烃在5A-1分子筛上的吸附量较小,对正己烷平衡吸附量影响不大。对于轻石脑油中的C_6烷烃来说,较适宜的吸附温度优选200～250℃,在该温度范围内,正己烷平衡吸附量为5.68～9.03g/(100g);脱附压力为1.4 kPa时,正己烷脱附量为0.69～2.35g/(100g),能够满足变压吸附的操作要求。     

Na型Y/β复合分子筛的合成及吸附脱氮研究

分别以铝酸钠、硅溶胶为铝源和硅源,采用两步水热晶化法合成Na型Y/β复合分子筛,采用XRD和TG-DTA等方法对其结构进行表征,并对其吸附脱氮性能进行研究,优化工艺条件。结果表明,Na型Y/β复合分子筛具有Y型沸石和β沸石的特征,复合分子筛在烘箱150 ℃晶化4天,焙烧温度控制在550 ℃焙烧4 h效果最佳。吸附温度40 ℃、吸附时间4 h和剂油质量比1∶20为最佳吸附工艺条件。     

不同干燥剂转轮的除湿性能

以除湿量和除湿性能系数作为评价指标, 对3个不同干燥剂转轮的除湿性能进行了实验研究。对比分析了处理空气入口温度和相对湿度、处理风速、再生风速、转轮转速以及再生温度对各个转轮的影响, 得到了转轮的除湿量和除湿性能系数的变化趋势。结果表明:在处理侧温度较高的情况下, 聚苯硫醚(PPS)/PPM各半转轮相比PPS硅胶转轮和PPM分子筛转轮, 除湿性能是最好的;PPS硅胶转轮更适用于高湿度工况环境;而处理风速的增大有利于提高PPM分子筛转轮的性能;再生温度从60℃提高到80℃, 3个转轮的除湿量和除湿性能系数增大1倍左右。     

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。     

载锌NaY分子筛对FCC汽油吸附脱硫性能的影响

采用液相离子交换法将锌离子负载到NaY分子筛上,得到ZnY分子筛脱硫吸附剂。考察了锌离子负载浓度和不同焙烧温度对ZnY分子筛吸附脱硫性能的影响。研究脱硫实验中吸附温度和吸附空速对FCC汽油脱硫性能的影响,样品中的硫含量通过微库仑综合分析仪进行测定。结果表明,Zn(NO₃)₂负载浓度0.30 mol·L^-1、焙烧温度500 ℃、吸附温度30 ℃和吸附空速0.5 h^-1条件下对吸附脱硫性能最有利,脱硫率超过80%。考察两种方法对吸附剂进行再生。     

碳分子筛吸附氯气的性能研究

采用P-C-T氯气吸附装置对碳分子筛的氯气吸附性能进行了研究.结果表明,碳分子筛可反复多次吸附氯气,并且结构骨架依然存在,稳定性较好.在273℃、0.332 MPa下,氯气吸附质量分数可达35.92％.     

CO吸附剂Cu(Ⅰ)-分子筛的性能测试

采用干混法制备了Cu(Ⅰ)-分子筛吸附剂,利用XRD和SEM考察Cu(Ⅰ)在吸附剂表面的分散情况,并对吸附剂吸附条件和解析条件和CO吸附分离性能进行考察。结果表明,Cu Cl呈原子状态分散于分子筛载体孔道内;在吸附温度60℃、吸附压力700 k Pa、解吸温度80℃、解吸压力20 k Pa和解吸时间2 min条件下,吸附剂的穿透吸附量达37.5 m L·g~(-1),解吸量为8.5 m L·g~(-1)。在对CO、CH_4、H_2和N_2混合气进行分离以及增加置换工序的情况下,可将体积分数27%的CO提浓至99.5%,该吸附剂满足工业应用要求。     

锰系锂离子筛的制备与改性的研究进展

随着新能源电动汽车、储能产业的快速发展,确保锂资源的供给成为热点话题。锰系锂离子筛因其有对锂离子的高选择性、高吸附量、低成本等优点,在盐湖提锂方面已成为最具发展潜力的吸附剂材料之一,然而其在循环吸、脱附过程中,锰的溶损以及Jahn-Teller效应等问题会影响离子筛结构的稳定性,使吸附剂的吸附性能降低。近年来,围绕吸附性能提升,从制备方法方面进行改良的研究工作很多,可通过不同的制备方法调控锂离子筛的结构和形态。针对其存在的问题,总结了可以改善其性能的方法,包括掺杂、表面包覆以及造粒和成膜等,并在此基础上对改性锂离子筛材料在工业应用方面的发展方向进行展望,制备出高数量级循环下稳定的锂离子筛材料是未来的主要发展方向。     

结构化5A分子筛吸附床结构及工艺参数对N2/H2吸附性能的影响

利用吸附等温线获得动力学参数,建立了CFD模型,模拟了氢气/氮气在结构化5A分子筛吸附床中的吸附过程,研究了吸附剂层片间距、吸附剂厚度等结构参数和吸附压力、进气流量等工艺参数对混合气吸附效果的影响。结果表明：减小层片间距和吸附剂厚度可显著提高传质系数和床层利用率。增大吸附压力可提高床层利用率,但会减小传质系数。进气流量对传质系数的影响不明显,但当流量较大时,吸附容量和床层利用率均呈减小趋势。结构化5A分子筛吸附剂吸附性能良好。     

VOCs在分子筛上吸附性能的研究进展

简单介绍了一些常见分子筛的构型及特点,讨论了不同构型分子筛对各种VOCs废气吸附效果的研究进展。总结了各类分子筛对VOCs的吸附特性,发现立方构型的分子筛对VOCs废气的吸附效果最佳。小结了影响分子筛吸附性能的因素,发现分子筛的比表面积、孔容、硅铝比、表面官能团等自身性质都会对吸附VOCs废气的性能产生一定的影响。另外,分子筛的吸附容量还与吸附时的进气流速、入口气体浓度、吸附剂床层高度等工况有关。最后,对现有研究做了总结与展望,为分子筛吸附VOCs的合理应用提供了理论支持。