新型吸收制冷工质对CO_2-[emim][Tf_2N]超额吉布斯自由能的预测

针对氨系、水系、氟利昂系等传统吸收式制冷工质对的缺陷,提出以[emim][Tf_2N]为吸收剂的二元混合体系CO_2-[emim][Tf_2N]作为新型吸收制冷工质对。通过将PR状态方程和NRTL活度系数模型结合为一体,并以立方型方程和超额自由能模型结合得到的WS混合规则为纽带,建立GE-EOS热力学模型,得到高温高压下二元混合体系的超额吉布斯自由能,计算结果表明:当温度为453.15 K,压力为13.374 MPa,CO_2液相摩尔分数为0.392时,CO_2-[emim][Tf_2N]二元混合体系的超额吉布斯自由能存在最大值。     

新型双温驱动吸收制冷循环性能

针对跨临界CO_2压缩制冷系统制取冷量以消耗高品位能量为代价的问题,本文依据能量梯级利用原理,提出双温低品位热源驱动的新型CO_2-[emim][Tf_2N]吸收式制冷循环的新流程,在构建该制冷循环数学模型的基础上,搭建测试双温驱动吸收制冷循环性能的实验装置,利用模拟和实验方法分析了操作参数对系统性能的影响规律。在定流量的条件下,研究驱动热源温度、冷却水入口温度以及载冷剂入口温度等操作参数对新系统性能的影响规律,结果表明双温驱动新型吸收制冷系统不仅可实现高效制冷,而且最低制冷温度可达到-15.2℃,研究结果为CO_2-离子液体制冷系统的理论设计计算提供实用的数据基础。     

氨基离子液体/CO_2高温高效吸收式制冷循环研究

本文选用高热稳定性的氨基功能型离子液体3-丙胺基-三丁基鏻甘氨酸盐([aP_(4443)][Gly])水溶液为吸收剂与CO_2组成新型吸收式制冷循环工质对。根据已测定的CO_2在[aP_(4443)][Gly]水溶液中的溶解度,拟合并外延得到300～510 K、1～10 MPa条件下[aP_(4443)][Gly]水溶液中CO_2的溶解度。测定了285～365 K温度范围内不同浓度[aP_(4443)][Gly]水溶液的质量定压热容,计算得到[aP_(4443)][Gly]水溶液的焓。用两种方法分析了[aP_(4443)][Gly]水溶液对CO_2的吸收焓,得到[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2体系焓。根据以上数据分析计算[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2单效吸收式制冷性能系数。结果表明:[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2工质对可以在较高温度环境下工作,在发生温度为393.15 K,蒸发温度为278.15 K,冷却温度为303.15 K时,制冷性能系数可达0.87;在更高的发生温度下,制冷性能系数可达0.91,说明[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2工质对具有成为新型吸收式制冷工质对的巨大潜力。     

以跨临界CO_2-离子液体[bmim]PF_6为工质对的吸收式制冷循环性能分析

选择跨临界CO2-[bmim]PF6作为新型的吸收式制冷工质对,考察了CO2在离子液体[bmim]PF6中的溶解度和CO2-[bmim]PF6工质体系的热物性.计算了在给定工况下循环的制冷特性并对结果进行了分析与讨论.     

引射吸收制冷循环工质对性能比较

三压力引射吸收制冷循环是最新改进的吸收式制冷循环，其制冷性能明显优于传统的吸收式制冷循 。选用ＮＨ３－Ｈ２Ｏ，ＮＨ３－ＬｉＮＯ３，ＮＨ３－ＮａＳＣＮ三工质对水冷空调制冷工况的详细计算，分析了发生温度，吸收温度和冷凝温度，以及蒸发温度对性能系数和泵功的影响。     

一种双制冷温度双工质吸收制冷系统的模拟

在较高的热源温度下,吸收制冷系统需采用双效再生流程提高制冷性能系数COP,从而却使只用氨作为制冷剂的系统再生操作压力大幅度增高.为克服这种缺陷,提出了一种新的吸收制冷系统,分别以水-溴化锂和氨-硝酸锂作为二个系统的工质,将二系统耦合组成双制冷温度双工质系统.对该系统的操作性能进行了热力学模拟,分析讨论了热源温度、冷却水温度和蒸发器2蒸发温度对系统操作性能的影响及系统适宜的操作条件.该系统操作稳定,在较宽的操作条件下,COP可以稳定在1.10以上,与类似条件下只用水-溴化锂作为工质的系统相当,但相应的制冷温度可低至-13℃以下,是一种很有开发应用前景的吸收制冷系统.     

强吸水性离子液体-水工质对吸收式制冷循环性能分析

离子液体的出现,为吸收式制冷循环工质的改进开辟了新途径。以离子液体-水为工质对的吸收式制冷循环性能与离子液体的吸湿性能密切相关,因此筛选两种对水有极强吸收性能的离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIm]Ac）、1-己基-3-甲基咪唑氯盐（[HMIm]Cl）,对其水溶液吸收式制冷循环进行研究。首先对离子液体水溶液热力学特性（蒸汽压、比热、比焓等）进行了研究,然后分析吸收式制冷循环的性能系数。研究结果表明这两种离子液体-水工质对单效吸收循环可工作于较高温度条件下,其性能系数大大优于现今国内外学者所研究的离子液体,其中[EMIm]Ac水溶液优于[HMIm]Cl水溶液。与传统工质溴化锂-水比较,[EMIm]Ac-水工质对在发生温度为100℃时具有相当的循环性能系数,且在较高温度条件下优于传统溴化锂-水的性能系数。然而该离子液体水溶液优势只在较高发生温度时才能体现,要实现技术上的进一步突破,应着重筛选低温区蒸汽压特性优良的水溶性离子液体。     

双制冷温度双工质吸收制冷系统Ⅱ的模拟

为克服在较高温度的热源下只用氨作为制冷剂时采用二级再生流程系统操作压力高的弊病,提出了一种新的吸收制冷系统.将水-溴化锂和氨-硝酸锂二系统耦合,在后者所组成的系统2中设置二个不同蒸发温度的蒸发器.对该系统的操作性能进行了热力学模拟,分析讨论了热源温度、冷却水温度和低温蒸发温度的影响及系统适宜的操作条件.在较高的热源温度和较宽的操作条件下,系统操作性能稳定,其制冷性能系数COP可以稳定在0.95以上,稍低于类似条件下只用水-溴化锂作为工质的二级再生系统,但相应的制冷温度分别为1℃和-5℃,是一种很有实用价值的吸收制冷系统.     

机械过冷CO_2跨临界制冷循环性能理论分析

采用蒸气压缩制冷循环(辅助循环)对CO_2跨临界制冷循环气体冷却器出口的CO_2流体进行冷却,可减小节流不可逆损失,提高循环性能。本文对机械过冷CO_2跨临界制冷循环进行热力学循环分析,结果表明:当在最优排气压力和最优过冷度两个参数条件下,循环存在最大COP。环境温度越高、蒸发温度越低,采用机械过冷方法使循环性能提升越显著,相对传统CO_2制冷循环,通过辅助循环可显著提高循环COP,降低CO_2排气压力和温度。相对CO_2压缩机,辅助循环压缩机的功耗较少。分析了辅助循环中采用11种不同制冷剂的性能,可得除R41外,其它10种工质对循环整体COP的提升程度差异不明显。综上所述,机械过冷CO_2跨临界制冷循环更适用于环境温度较高、蒸发温度较低的场合。     

单压吸收制冷技术的研究进展

单压吸收制冷是一种环保技术,能够使用多种能源,具备十分广阔的应用前景。对单压吸收制冷技术中气泡泵设计、系统运行参数调整、低品位热能的利用和工质的选取等方面的研究进展进行阐述,展望单压吸收制冷技术未来的研究方向。     

采用离子液体-水工质对的GAX吸收式制冷循环性能研究

热驱动的吸收式制冷技术是太阳能利用和工业余热回收的重要途径,其中GAX(吸收发生换热)吸收式循环具有高效、效率可随热源温度变化的特点。本文提出采用无结晶风险的离子液体工质对,并使用NRTL模型对离子液体工质对性质进行计算,并对GAX吸收式制冷循环进行性能计算。结果表明:采用1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([DMIM][DMP]/水工质对可以使用GAX吸收式循环,且在发生温度较高的情况下COP能够达到约1.02,比相同特定工况下的单效循环COP提升27.5%,比采用溴化锂/水工质对的吸收式循环具有更加优异的性能。     

醇胺离子液体-DBU混合吸收液吸收SO2性能及其机理研究

设计合成了3种醇胺离子液体-DBU(1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯)混合吸收液,分别研究纯醇胺离子液体和醇胺离子液体-DBU混合吸收液对SO2的吸收性能及吸收机理。实验结果表明:向吸收液中通入SO2气体30min后吸收均达到饱和状态,各吸收液对SO2的吸收容量顺序为:三乙醇胺氨基磺酸盐-DBU二乙醇胺氨基磺酸盐-DBU乙醇胺氨基磺酸盐-DBU三乙醇胺氨基磺酸盐二乙醇胺氨基磺酸盐乙醇胺氨基磺酸盐,说明DBU的加入大幅提高了吸收液的吸收容量而不改变其达到平衡的时间。吸收液吸收SO2前后的红外图谱和核磁氢谱表明:纯醇胺离子液体吸收SO2为物理吸收,醇胺离子液体-DBU混合吸收液吸收SO2为化学吸收和物理吸收共同作用。SO2的吸收-解吸的循环实验表明:两类吸收液稳定性好,可回收利用。     

Ionic Liquids

 Ionic liquids are receiving an upsurge of interest as green solvents; primarily as replacements for conventional media in chemical processes. This review presents an overview of the chemistry that has been developed utilising ionic liquids as either catalyst and/or solvent, with particular emphasis on processes that have been taken beyond the pre-competetive laboratory stage and represent clean industrial technology with significant cost and enviromental benefits. Received: 14 May 1999 / Accepted: 10 July 1999     

Nanoscale Ionic Materials

Polymer nanocomposites (nanoparticles dispersed in a polymer matrix) have been the subject of intense research for almost two decades in both academic and industrial settings. This interest has been fueled by the ability of nanocomposites to not only improve the performance of polymers, but also by their ability to introduce new properties. Yet, there are still challenges that polymer nanocomposites must overcome to reach their full potential. In this Research News article we discuss a new class of hybrids termed nanoparticle ionic materials (NIMS). NIMS are organic–inorganic hybrid materials comprising a nanoparticle core functionalized with a covalently tethered ionic corona. They are facilely engineered to display flow properties that span the range from glassy solids to free flowing liquids. These new systems have unique properties that can overcome some of the challenges facing nanocomosite materials.     

离子液体中阴阳离子的特性对其吸收二氧化硫的影响

SO_2是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,弥散在空气中的SO_2对人体健康、生态环境有着严重的危害,是导致空气质量不断恶化的主要大气污染物之一。人为造成的SO_2污染物的主要来源有燃料燃烧、工业生产、交通运输等,其中燃料燃烧占70%。因此,削减和控制燃料燃烧所产生的SO_2的排放是我国能源利用和环保领域的重要研究方向,烟气脱硫是应对烟气中SO_2排放的有效途径。湿法烟气脱硫是目前应用最广泛的方法,占世界安装烟气脱硫机组总容量的85%,采用该方法处理的烟气占总处理量的80%。在湿法烟气脱硫技术中比较实用的主要包括钙法脱硫、有机胺脱硫、海水脱硫。其中,钙法脱硫的脱硫效率高,对煤种的适应性较强,但是脱硫会产生CaSO_4沉淀,降低经济效益;有机胺脱硫的系统腐蚀性小,副产品可生产硫酸,但是胺易挥发,造成吸收剂损失和环境污染;海水法脱硫的工艺简单、运行可靠,但其应用受到地域的影响,并且对环境也会产生一定的影响。离子液体是一种新兴的绿色介质,它具有环保、可再生、结构可调控的优点,为解决传统工艺中的污染问题提供了新方案。在离子液体吸收气体的过程中,吸收液不会因其挥发性而蒸发进入气相,并且可以在较低的温度下完成吸收解吸循环。离子液体的这些优良特性使其在SO_2吸收方面有着极广阔的应用前景。目前,研究者们已合成了一系列胍盐类、咪唑类、醇胺类、吡啶类等离子液体,探究其吸收SO_2的性能与机理,并根据其结构可设计的特点,在离子液体中的阴阳离子上引入各类官能团(如氰基、醚基、氨基、卤素),合成满足特定需求的离子液体,使其高效、可逆、低耗地吸收SO_2。本文总结了近年来各类离子液体吸收SO_2的性能和机理,为系统地认识离子液体在SO_2分离领域的应用提供了帮助;重点阐明了离子液体中阴阳离子的种类、官能化,尤其是酸碱性对其吸收SO_2的影响,这为调整离子液体酸碱性、合理设计离子液体的结构,探索离子液体吸收SO_2的机理,改善其对SO_2的吸收性能有着重要的价值。最后指出了目前研究中存在的问题并且对未来新型离子液体的合成进行了展望。     

Ionic sulphate glasses

Sulphate glasses are typical ionic glasses in the sense they are constituted of discrete anions. In this review various physical properties of K₂SO₄, Na₂SO₄ and ZnSO₄ glasses have been reported. A model of random close packing of ions has been suggested and used to interpret several properties including the origin of mixed alkali effect.     

Ionic conductivity of fluoroaluminoindate glasses

(54 - 2.4x)InF₃ + xA1F₃ + (36 -1.6x)BaF₂ + 3xPbF₂ + 1OLiF glasses (nine compositions,x varying from 0 to 18 mol % at 2.25 mol % intervals) were prepared. The glass compositions were taken between the 60InF₃ + 40BaF₂ and 25A1F₃ + 75 PbF₃ eutectics, of which the former is glass-forming (10 mol % LiF was added for glass stabilization). The electrical properties of the glasses were studied by impedance spectroscopy at frequencies from 5 Hz to 500 kHz and temperatures from 20 to 200‡C. The 400-K ionic conductivity of the glasses was found to rise from 4.3 x 10^-6 S/cm in the PbF₂-free glass to 1.4 x 10^-5 S/cm in the glass containing 54 mol % PbF₂; concurrently, the 300-K static dielectric permittivity increases from 17 to 29.