基于异丙醇/丙酮/氢气化学热泵的研究进展

化学热泵是通过在不同的温度下进行吸热和放热反应来实现能量的转化、存储和转移。异丙醇/丙酮/氢气体系的化学热泵以其升温幅度大(低于100℃的低温实现200℃的高温转化)、能量密度高、操作简单等特点,对于大量工业余热的回收与太阳能的利用具有非常好的前途。针对这一体系的结构、工作原理以及目前国内外研究的主要方面进行了详细的总结分析。     

异丙醇生产工艺研究进展

异丙醇是一种具有重大工业应用价值的化工产品,可用做化工原料和有机溶剂.详细介绍了异丙醇生产工艺路线,综述比较了丙烯直接水和法、硫酸间接水和法、丙酮加氢法、乙酸异丙酯加氢法、乙酸异丙酯酯交换法等异丙醇合成方法的优缺点.丙酮加氢法合成异丙醇的路线产率更高,经济性更好,提出了今后异丙醇生产工艺的发展方向.     

新型化学热泵的研究进展

阐述了化学热泵中反应体系应具备的条件，介绍了新型的有机系、无机系化学热泵的研究动向及化学热泵的研究进展。     

丙酮加氢反应制异丙醇催化性能研究

以丙酮、氢气为原料,采用固定床反应器对Ni&Cu/MOR催化剂在丙酮加氢反应不同条件下的催化性能进行研究,探讨反应温度、氢与酮物质的量比、空速、反应压力对加氢反应的影响.最终确定最优的反应工艺条件为:反应温度120℃,氢与酮物质的量比3,空速(1～2)h-1,反应压力(2～3)MPa.在此条件下,丙酮加氢反应转化率和选...     

Ni/D152树脂炭化催化剂的制备及其对异丙醇脱氢反应的催化性能

以Ni(NO₃)₂ 溶液及D152树脂为原料,采用柱上离子交换法制备Ni/D152树脂。将该树脂在N₂保护下炭化,然后用H₂活化制备得到Ni/D152树脂炭化催化剂。用DSC、XRD和SEM等分析测试手段对催化剂的制备过程及结构进行表征,用异丙醇脱氢为模型反应考察了Ni/D152树脂炭化催化剂的性能。结果表明,当树脂负载Ni质量分数为35.2%,N₂保护下500 ℃炭化30 min,在H₂气氛中活化70 min,制得的Ni/D152树脂炭化催化剂对异丙醇脱氢反应具有较好的活性。对100 mL异丙醇,当催化剂用量为1.5 g,反应温度220 ℃和反应时间1 h,丙酮收率为12.5%,选择性为100%。     

六氟异丙醇的合成研究

六氟异丙醇是一种重要的含氟中间体，可用于医药中间体和作为理想的聚合物溶剂。采用液相催化加氢法，将六氟丙酮（HFA）三水化合物催化加氢合成六氟异丙醇。研究结果表明，在100℃、1．0MPa的反应条件下，反应时间为22h时HFA转化率为98．87％，还原选择性为97．87％。催化剂经过预处理48h后，相同反应条件下可在5h完成98．98％的转化率，还原选择性提高为98．90％。     

中低温化学热泵研究进展

中低品位能源品位低,应用范围窄,并且还具有余热的产生与应用时间或地点的不匹配性等特点,导致其利用率较低。化学热泵是一种新型节能热泵技术,利用可逆化学反应的吸热和放热,具有热量提质、储能、增热以及冷冻功能,实现能源品位的提升与高效利用。文中在阐述化学热泵工作机理基础上,结合中低品位能源利用情况,重点介绍中低温化学热泵在储能、提升能量品位方面的研究进展。     

热泵技术在异丙醇脱重塔中的应用

根据异丙醇生产工艺中异丙醇脱重过程的特点,设计了直接蒸汽压缩式热泵改进的脱重工艺。采用Aspen Plus软件对常规及热泵改进的异丙醇脱重工艺分别进行了严格模拟,并从年度总费用的角度对热泵改进工艺进行了评价。研究结果表明,热泵改进工艺较原工艺可节省年度费用397.57万元,其中能耗费用减少619.46万元/a,设备费用增加221.89万元/a,能耗费用降幅达72.2%,节能效果较为显著。热泵改进工艺中未使用低压蒸汽,循环冷却水的使用量大幅降低,但需新增压缩机电能的使用。热泵改进工艺中设备费用增加主要来自新增的热泵核心设备压缩机。     

液膜反应器中异丙醇脱氢性能及反应动力学

研究了反应物进料速度、催化剂用量和反应温度对以非晶态合金雷尼镍为催化剂的液膜多相反应模式下异丙醇脱氢反应的影响,考察了反应动力学. 结果表明,温度的影响最显著,与搅拌釜液相脱氢相比,该反应模式有效提升了产氢速率,Langmuir?Hinshelwood反应动力学表达式计算结果与实验结果吻合良好.     

基于MVR热泵精馏的乙醇-异丙醇分离工艺

常规精馏分离乙醇-异丙醇小温差体系的能耗较高,为此本文将两种机械蒸汽再压缩（MVR）热泵精馏工艺,即塔顶蒸汽直接压缩供热和塔底液相闪蒸压缩供热精馏工艺应用于乙醇-异丙醇的分离研究。利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块RadFrac.和压缩机模块Compr.,选用Wilson-RK方程计算物性数据,以分离过程的能耗最低为目标函数,对以上提出的两种MVR热泵精馏工艺分别在不同操作压力工况条件下进行了模拟与优化,得到了各自相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明：与常规精馏工艺相比,以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为93.2%和93.4%。利用模拟得到的相关数据,估算了以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用,并进行了综合经济效益评价。结果表明：以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用基本持平,因此以上两种MVR热泵精馏工艺均是分离该体系较为合适的方法。     

On the thermodynamics of the chemical heat pump

A closed-cycle set of chemical reactions can serve as a heat pump if endothermic reactions receive heat at intermediate temperatures and exothermic reactions release heat at higher and lower temperatures. We show that such reaction sets form unique geometric patterns on the free energy-temperature diagram. The development of chemical heat pumps is shown to be a problem in pattern recognition.     

Characteristics of non-uniform reaction blocks for chemical heat pump

The non-uniform reaction blocks were manufactured by the impregnation of metal salts into the expanded graphite to improve the heat and mass transfer ability for the chemical heat pump. In contrast with the ordinary reaction blocks of the uniform properties such as the apparent density and ratio of the expanded graphite, the non-uniform reaction blocks were prepared to increase the apparent density with radius direction: 165, 222, 279, 337, gradually. The experimental results show that the non-uniform reaction block can improve the heat transfer properties and additionally overcome the mass transfer limitation due to high apparent density of the block which diminishes the permeability of ammonia gas.     

化工余热与土壤源热泵联合运行探讨

介绍了化工余热与土壤源热泵联合系统的基本原理,分析了联合运行的技术可行性,及如何充分利用化工余热提高土壤源热泵系统的效率。化工余热来自甲醇工艺循环冷却水冷却所释放能量。在充分利用了化工免费的余热资源同时也提高了化工侧循环冷却水冷却效率,两者具有互补性。联合系统降低了常规能源的消耗,强调了废弃能源综合利用的必要性,具有显著的环保效益。     

Operability of a thermally driven magnesium oxide/water chemical heat pump

The operability of a thermally driven chemical heat pump using the magnesium oxide/water reaction system was demonstrated experimentally. The heat pump system, consisting of a packed bed reactor and a water reservoir, was operated thermally with no mechanical work. The thermal output performance of the reactor bed was measured under pressures between SO and 202 kPa. The heat pump was expected to be applicable as a heat storage system for high efficiency energy utilization in cogeneration.     

Optimal metallic salt-ammonia reaction couple for single effect solid-gas chemical heat pump

A comparison of the coefficient of performance (COP), the specific cooling power (SCP) and the reactor volume per output power was carried out with numerous metallic salt-ammonia couples for single effect solidgas chemical heat pumps. Optimal reaction couples could be selected in terms of COP, SCP and reactor volume at each application domain of deep freezing (-15—20 °C), ice making (−10-5 °C) and air conditioning (0–10 °C).     

热泵型除湿系统的新方案

本文根据常规的热泵除湿制冷循环过程与湿热空气除湿变化的能量迁移特性，提出了新方案系统，并进行了热泵除湿的对比试验。试验结果表明，该新方案系统具有工程应用价值。     

热泵干燥过程中低温热泵补热的应用分析

针对木材干燥中的不利工况,提高干燥系统的可靠性,根据两级压缩制冷循环原理,提出了低温热泵和干燥热泵的耦合应用方案。使用能量的（火用）损失模型,分别对干燥系统进行热量、干燥介质的质扩散和除湿过程的（火用）损失进行分析。在低温热泵20、22、24、26、28、30℃以及关闭低温热泵的供热情况下分别测试计算了干燥热泵压缩机的排气温度与能耗、热泵性能系数（COP）以及热力完善度,同时测得木材含水率下降1%,系统的干燥用时和能耗。结果表明：相比于关闭低温热泵,开启低温热泵后干燥热泵的排气温度最多减少了16℃,COP皆有所提高。由于主机室温度升高后,系统循环的不可逆程度增加,热力完善度随着供热温度增加逐渐降低。开启低温热泵后干燥热泵的供热量和用时比关闭低温热泵最大分别增加44%,减少46%。