甲烷在成型前后活性炭上吸附的初步试验

通过对比试验,分析成型对活性炭储存甲烷特性的影响。首先,应用丙烯酸甲酯乳胶黏合剂对活性炭SAC-02成型,在温度区间268.15～338.15 K、压力范围0～15 MPa测试甲烷的吸附等温线;通过确定吸附量和等量吸附热,比较甲烷在成型前后活性炭上的吸附平衡。其次,测试储罐吸附床中心在室温、4个压力（6.5 MPa、5.5 MPa、4.5 MPa和3.5 MPa）下快速充放气过程的温度变化,分析成型对吸附过程热效应的影响。结果表明,成型活性炭的密度增大、比表面积减小、单位质量吸附剂上的甲烷吸附量减小;甲烷在成型前后活性炭上的等量吸附热均处于13～20.5kJ·mol^-1;成型活性炭吸附床中心温度在充放气过程中的变化幅度和变化速率均增大。比较试验结果时发现,选用黏合剂成型须综合考虑其对吸附床热导率、传质阻力及吸附剂微观结构的影响。     

磁性β-环糊精/淀粉复合微球对甲基橙的吸附

以自制的磁性β-环糊精/淀粉对甲基橙进行吸附,探究吸附剂用量、温度、溶液初始浓度、吸附时间和转速等因素对吸附量的影响。结果表明,随着吸附时间延长,吸附速率增大,30min时可达到较佳吸附效果;随着温度的升高,吸附速率增大,温度50℃时为最优;随甲基橙初始浓度的增大吸附量呈现出先增大再减小而后趋平的变化趋势。转速的升高和微球吸附剂用量的增多有利于吸附,在实际应用时还应考虑成本等因素选择合适的吸附条件。     

空气取水用硅胶/MgCl2复合吸附剂吸附性能研究

通过浸渍法合成了一种硅胶/MgCl₂新型复合材料。探究了球型硅胶孔径和粒径、MgCl₂溶液浓度、吸附环境温湿度对硅胶/MgCl₂复合吸附剂吸附性能的影响。实验表明,复合吸附剂的吸附能力与硅胶孔径成正比,与硅胶粒径成反比。在25℃、50%RH下,SG-A/M20、SG-B/M20、SG-C/M20的平衡吸附量分别为0.25,0.37,0.39 g/g;在25℃、35%RH下,SG-D/M20、SG-A/M20、SG-E/M20的平衡吸附量分别为0.21,0.16,0.14 g/g。RH为35%～80%时,复合吸附剂的吸附量随RH增大而增大,温度为25～35℃时,复合吸附剂的吸附量随温度升高先增大后减小。在25℃、RH 80%下,SG-B/M20取得最大吸附量0.58 g/g。复合吸附剂在110℃下脱附90 min水蒸气脱附率>98%。SG-B/M20、SG-C/M20具有良好的循环稳定性,经8次吸附-脱附循环后吸附量减小量<0.03 g/g。硅胶/MgCl₂复合吸附剂的水蒸气吸附性能探究,...     

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。     

内秦淮河逸仙桥处沉积物中镉吸附与释放及形态转化研究

通过研究不同环境条件对镉在内秦淮河逸仙桥处沉积物中的吸附与释放及形态转化规律的影响,发现吸附量和释放量都随温度升高而增大;吸附量随pH值增大而增大、随盐度增大而减小;pH值改变对沉积物中镉形态的影响较小。盐度增大,镉的生物有效性降低。镉释放量随pH值增大而减少、随盐度增大而增大。在不同环境条件下,沉积物中镉达最大释放量时释放的形态不同,pH值为5时,释放镉以碳酸盐结合态为主,由20.67%降至2.1%;盐度为10%时,释放镉以有机结合态为主,由15.24%降至6.32%;温度为30℃时,以可交换态为主,由16.48%减少至1.6%。     

铝镁铁三元类水滑石对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

采用共沉淀法合成了铝镁铁三元类水滑石,考察了该类水滑石对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:在温度为20℃,初始pH值为7的条件下,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间约为15 min,平衡时吸附量为8.37mg/g;吸附量随初始pH值的降低而增大,当初始pH值为2.8时吸附量达到9.55mg/g;吸附量还随着初始质量浓度的增加而增大,但当初始质量浓度超过20mg/L后吸附量反而下降.     

铝镁铁三元类水滑石对Cr(VI)的吸附性能研究

采用共沉淀法合成了铝镁铁三元类水滑石,考察了该类水滑石对水溶液中Cr(VI)的吸附性能。结果表明:在温度为20℃,初始pH值为7的条件下,吸附剂对Cr(VI)的吸附平衡时间约为15min,平衡时吸附量为8.37mg/g;吸附量随初始pH值的降低而增大,当初始pH值为2.8时吸附量达到9.55mg/g;吸附量还随着初始质量浓度的增加而增大,但当初始质量浓度超过20mg/L后吸附量反而下降。     

炭质吸附剂吸附储存天然气浅谈

介绍了近年来利用炭质吸附剂吸附储存天然气的研究。结果表明：炭质吸附剂对于甲烷的理论吸附量与２０ＭＰａ下压缩天然气的量基本相当,但自前所生产的活性炭尚不能达到如此高的吸附量：炭质吸附剂的孔结构是影响甲烷吸附储存量的主要因素,此外吸脱附热效应以及天然气中其他杂质的存在对甲烷的吸附储存也有一定的影响。     

以Mg-Al-LDHs为吸附剂脱除海水淡化产品水中硼的研究

考察了以Mg-Al-LDHs为吸附剂脱硼过程中,各条件对产物脱硼效率的影响,考察的因素包括:吸附剂用量、硼溶液浓度、p H、吸附反应时间、温度、阴离子和阳离子杂质等。结果表明,吸附剂对硼的饱和吸附量为35 mg/g;90%硼的吸附发生在反应的前2 h内;Langmuir吸附等温式能较好地描述硼的吸附过程;p H在8~10的范围内,吸附量均较大。p H在小于8时,单位吸附量随p H的变化量很小;p H大于8时,随p H的增大,吸附量降低。将Mg-Al-LDHs吸附剂应用于海水淡化产品水的脱硼,脱硼率可达到85%。     

污水处理厂污泥制备吸附剂对燃煤烟气中汞的吸附性能研究

以城市污染处理厂的活性污泥作为原料,采用不同的活化方式处理制备出环境友好的吸附剂,可供燃煤电厂烟气中除汞.污泥活化后收率在40%～55%之间,物理活化后收率随活化温度的升高而降低,比表面积、孔隙量和吸汞量随活化温度的升高而逐渐增大,但吸汞量随温度升高而急剧下降,说明物理活化的吸附剂主要以物理吸附的方式除汞;经化学活化处理的吸附剂性能好、收率高,比表面积、空隙率和吸汞量显著增加,且除汞效率受温度影响较小,除汞效率高.淋滤实验结果验证了活化处理后的吸附剂对汞具有较高的吸附稳定性,没有二次污染.     

温压耦合特性对吸附制冷解吸性能的影响

在太阳能吸附制冷循环解吸过程中传质性能受到非稳定热源温度的限制,而压力调节可作为强化传质的有效补偿手段。通过构建活性炭-甲醇工质对的恒温解吸理论模型给出了解吸率、解吸速率的表达式,对变压强化传质效果进行计算,揭示了温度与压力变化对解吸率的影响规律。计算结果显示系统压力降低10 kPa可等效于热源温度升高了6～8℃。搭建了以活性炭-甲醇为工质对的吸附单元管吸附制冷平台,实验结果显示当解吸温度分别为90、100和110℃时,系统压力降低14 kPa后,解吸率分别提高了20.5%、15.1%和12.1%,平均解吸速率分别提高了49.3%、44.6%和37.1%,与理论计算吻合较好。得出了温度与压力对解吸性能影响的耦合关系,并对实际太阳能吸附制冷系统变压解吸方法给出建议。     

内旋式移动床煤热解新工艺开发及试验

采用2t/d外热内旋式移动床热解试验装置,通过控制反应器物料热解区及粉尘沉降气室区的温度,研究了内旋式移动床工艺温度分布对13mm以下神木煤热解产物产率及性质的影响规律。结果表明：物料热解温度控制为650℃和700℃时,煤料均实现了较好热解,半焦挥发分V_daf降低至10.36%～11.95%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,辐射传热作用增强,半焦和焦油产率降低,煤气产率升高;在物料热解温度700℃,粉尘沉降气室温度500℃时,焦油收率Tar_d最高,为7.44%;物料热解温度为650℃,焦油模拟蒸馏360℃以下馏分含量为63.3%～72.0%,物料热解温度700℃时为67.5%～72.2%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,焦油中轻油组分减少,洗油和沥青质含量增加,煤气中氢气含量增加;粉尘沉降气室温度达到550℃时,挥发物二次反应作用明显强于450℃和500℃;各工艺条件下,焦油中喹啉不溶物含量均低于1%,最低为0.51%。     

环丁砜-二异丙醇胺复合溶液吸收烟气中CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究环丁砜溶液及不同配比的环丁砜-D IPA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH下降率进行了细致记录分析。实验结果表明,环丁砜-D IPA复合溶液配比为0.4∶0.6时,吸收效果最佳,吸收量约为0.08 mol,再生温度最低为102.5℃,再生率最高为91.64%。实验结果还表明,环丁砜-D IPA复合体系之间存在弱的正交互作用。     

固体吸附式制冷系统制冷剂的解吸特性

搭建了以活性炭-甲醇为工质对的单床吸附式制冷实验系统,对圆柱形吸附管内的吸附剂在不同解吸温度和不同解吸时间条件下的解吸量进行实验研究。解吸温度分别为84、89、94℃,解吸时间分别为4、5、6、7 h。实验结果表明,解吸温度、解吸时间和制冷剂的解吸量对吸附式制冷系统制冷循环性能有着重要影响。在热源温度为84℃加热时间4 h时,系统的制冷性能系数COP最小为0.053。系统在解吸温度为94℃,解吸时间为6 h时,系统的制冷性能系数COP最大为0.19,此时的解吸温度和解吸时间为最佳解吸温度和解吸时间。继续增加解吸时间,解吸量的增长率小于耗能的增长率,COP减小。     

动力电池双向热管理系统性能分析与优化

基于工质相变热虹吸效应,提出了动力电池双向热管理系统,通过改变工质充注量,60~220 g时,试验测试了该系统的双向热管理性能,并据此进行系统优化。结果表明：该热管理系统的正常运行有一个最低充注量。系统优化前,加热工况,系统换热功率受充注量的影响小;散热工况,系统的换热功率随充注量的增加而增大,随电池箱初始温度升高而增大,且强制散热效果要优于自然散热;相同充注量,换热板表面的最大温差随电池箱初始温度升高而增大,在3C放电倍率,无法控制电池表面温度低于45℃。系统优化后,圆管换热板系统的换热效果要优于矩形管换热板系统,且在3C放电倍率能将电池表面温度降低至43.4℃,换热板的温度一致性更好。     

MIL-101(Cr)开式吸附性能实验

采用水热合成法制备水热稳定金属有机骨架MIL-101(Cr),基于太阳能吸附式空气取水选取不同的实验工况,将MIL-101(Cr)、细孔硅胶作为研究对象,相对湿度控制在50%、温度范围5～45℃条件下,测试并对比了MIL-101(Cr)与细孔硅胶的吸附性能。实验表明,35℃、50%RH条件下,吸附过程进行1000min,MIL-101(Cr)水吸附量为22.05g/100g,其吸附量相比细孔硅胶提高93%左右;当系统平衡时,MIL-101(Cr)有效平均吸附速率相比细孔硅胶提高120%左右。此外,在相对湿度（RH）50%、温度范围5～45℃条件下,MIL-101(Cr)的平衡吸附量在11.40～23.47g/100g之间。在所控温度下,MIL-101(Cr)在25℃时平衡吸附量最大,在5℃时平衡吸附量最小,25℃时MIL-101(Cr)的平衡吸附量相比5℃时提高106%左右。该实验可以为四季工况不同温度下MIL-101(Cr)用于太阳能吸附式空气取水提供基础数据。     

Thermal modeling of activated carbon based adsorptive natural gas storage system

A homogeneous, isotropic porous matrix of activated carbon inside a portable steel cylinder is considered as the adsorption bed for natural gas (NG) which is idealized as pure methane for the purpose of simulation. The heat and fluid flow inside the porous adsorption bed are modeled using a volume averaging technique and Darcy-Brinkman formulation. The effective thermal conductivity of the activated carbon-methane system is calculated as a function of uptake according to the Luikov model. Heat generation due to the exothermic process of adsorption is considered. The governing equations are solved using an implicit finite volume method for the given boundary conditions. Three different models of adsorption are considered, namely (i) a no-flow model, (ii) flow model with uniform adsorption and (iii) a flow model with local adsorption. For each of these models, transient temperature profiles in the adsorption bed during the charging process are obtained, and the corresponding mass adsorption potentials are calculated. Parametric studies are performed to investigate the effects of gas inlet temperature and rate of charging on the maximum bed temperature and the time required to fill the cylinder.     

热化学清洗含油污泥的效果评价及机理

热化学清洗法是一种处理含油污泥经济高效的方法。以无害化处理为目标,本文系统分析了热化学清洗含油污泥的效果,并对原油脱附机理进行了初步探讨。结果表明,复配型清洗剂NAS在4%（质量分数）、60℃（温度）、8∶1（液固比）、60min（时间）的清洗条件下,可将固体残油率降低至0.94%,远低于《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》（DB 65/T 3998—2017）等多个标准中规定的含油率≤2.0%的要求;脱附等温线模型拟合和热力学参数计算结果表明,油从固体表面的脱附符合Langmuir模型,且为自发吸热过程;结合FTIR及XRD等分析结果可知,热化学清洗法主要除去了含油污泥中原油的轻组分,重组分与固体表面发生化学吸附,成为影响原油脱附的主导因素。     

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。     

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。