Research on the chemical adsorption precursor state of CaCl_2-NH_3 for adsorption refrigeration

Environment and energy resources are two critical global problems. Adsorption re-frigeration, as an environmental friendly and energy saving technology [1], attracts moreand more attention in recent years. Adsorption refrigeration mainly includes physical adsorption and chemical adsorp-tion. As a type of chemical adsorption working pair, CaCl2-NH3 has the prominent ad-vantage of large adsorption quantity. However, CaCl2-NH3 also has several disadvan-tages, such as performance attenuat…     

Adsorption performances and refrigeration application of adsorption working pair of CaCl<Subscript>2</Subscript>−NH<Subscript>3</Subscript>

The adsorption performance of CaCl₂−NH₃ is studied under the condition of different expansion spaces for adsorbent, and the relationships between adsorption performance of CaCl₂−NH₃ and the phenomena of swelling and agglomeration during adsorption are researched. It is found that the performance stability is related to the ratio of expansion space to the volume of adsorbent r _as, and the performance attenuation is serious in the case of large r _as. Severe adsorption hysteresis exists in the process of adsorption and desorption at the same evaporating and condensing temperatures, which is related to the stability constant of chemical reaction. This phenomenon cannot be explained by the theory of physical adsorption. Moderate agglomeration will be beneficial to the formation of ammoniate complex; the magnitude of expansion space will affect adsorption performance. Analysis shows that the activated energy needed in the process of adsorption for the sample with r _as. of 2∶1 is less than that for the sample with r _as of 3∶1. The refrigeration performance of CaCl₂−NH₃ is predicted from experiments. The cooling capacity of one adsorption cycle is about 945.4 kJ/kg for the adsorbent with an r _as of 2∶1 at the evaporating temperature of 0°C.     

P-ZSM-5-水吸附制冷工质对制冷性能预测

采用不同浓度磷酸溶液浸渍法改性ZSM-5沸石分子筛，测定温度为303K时不同浓度改性试样的饱和吸附量，筛选出最佳改性试样并测定其吸附等温线；在此基础上对最佳改性试样进行制冷性能预测，采用D—A方程简略式进行吸附制冷模拟仿真，探讨冷凝温度、脱附温度对系统制冷系数（COP）及制冷量（Qref）的影响．吸水性能结果表明：试样改性后吸附量均大于未改性试样，存在最佳改性质量分数（6．32％，磷酸质量分数），最佳改性质量分数试样的饱和吸附量为1．299g／g．制冷性能结果表明：在最佳工况（Ta2=r．=303K、Te=278K、Tg2=378K）时，计算得到COP为1．097，Qref为1691．126kJ／kg，性能优于常规吸附制冷工质对．     

Effect of surface modification of activated carbon on its adsorption capacity for NH3

To investigate the effects of carbon surface characteristics on NH3 adsorption, coal-based and coconut shell activated carbons were modified by treatment with oxidants. The surface properties of the carbons were characterized by low temperature nitrogen sorption, by Boehm's titrations and by XPS techniques. NH3 adsorption isotherms of the original and the modified carbons were determined. The results show that the carbons were oxidized by HNO3 and (NH4)2S2O8, and that there was an increase in oxygen containing functional groups on the surface. However, the pore-size distribution of the coal-based carbons was changed after KMnO4 treatment. It was found that the NH3 adsorption capacity of the modified carbons was enhanced and that the most pronounced enhancement results from (NH4)2S2O8 oxidation. Under our experimental conditions, the capacity is positively corrected to the number of surface functional groups containing oxygen, and to the number of micro-pores. Furthermore, an empirical model of the relationship between NH3 adsorption and multiple factors on the carbon surface was fit using a complex regression method.     

氧化吸附法处理硝基苯胺生产废水

应用化学氧化、活性炭吸附工艺处理高浓度硝基苯胺生产废水（ＣＯＤＣｒ＝２０００～１７００００ｍｇ／Ｌ），处理出水的色度、ＣＯＤｃｒ、硝基苯类、苯胺类等指标均达到国家规定的废水排放标准。     

稻壳炭对Pb2+吸附效果影响因素研究

稻壳炭对重金属Pb2+的吸附量受吸附时间、吸附剂投加量、温度、pH、稻壳炭理化性质等因素影响。实验通过单因素分析法研究了上述各影响因素对吸附效果的影响,并设计正交试验探讨了常温下稻壳炭吸附Pb2+的最佳吸附条件,采用扫描电镜(SEM)对吸附前后稻壳炭样品进行了表征分析。实验发现:吸附过程前30min为快速吸附阶段,60min后吸附过程基本完成,120min后吸附量达到最大值;相同浓度条件下,稻壳炭对Pb2+的吸附量存在一个最佳投加量;温度方面20℃时对吸附较为有利,温度高于25℃或低于15℃时不利于吸附;pH对吸附效果影响较大,pH 5-7条件下对吸附最为有利,过酸过碱均不利于吸附进行;对稻壳炭进行活化改性是提高其吸附能力的一种有效途径。     

磷化氢在活性炭上的吸附及吸附等温线的预测

为回收工业废气中的PH3并资源化,通过容积法对比了2种活性炭在25℃下对PH3的饱和吸附容量,研究了不同温度下PH3气体在AC1上的等温吸附行为,利用Boehm滴定法测试了2种活性炭的表面酸性基团。结果表明,含酸性基团较多的AC1更有利于PH3的吸附,在实验条件范围内25℃、40℃、55℃、70℃下PH3在AC1上的饱和吸附容量分别为4.247 mg/g,2.750 mg/g,2.088 mg/g和1.527 mg/g。由Clausius-Clapeyron方程计算而得的等量吸附热很好地预测了各实验温度下的吸附等温线。PH3气体在AC1上的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明AC1表面能量的不均匀性。在实验条件下,PH3的等量吸附热小于30 kJ/mol,过程为物理吸附,便于PH3气体的解吸。     

用于吸附分离CO2的活性炭研究

以无烟煤为原料、NH4NO3和K2CO3混合物为添加剂制备了变压吸附分离CO2用活性炭．将煤粉、添加剂和煤焦油经过充分混合后挤压成条状，在600℃及无氧的条件下炭化30min，然后用水蒸气在900℃下活化一定时间得到活性炭．测定了活性炭的比表面积、微孔孔容、碘吸附值、四氯化碳吸附值、CO2吸附量、堆积密度等指标．结果表明，添加剂用量以2％～3％为宜，活化前对炭化料进行酸洗有利于提高活性炭的综合性能．实验的最佳结果出现在烧失率45％～50％或四氯化碳吸附值45％～55％左右，这时，活性炭的CO2吸附量和堆积密度分别达到70mL／g和600g／L左右．此外，CO2吸附量与微孔孔容之间呈正相关关系，而与比表面积、碘吸附值、四氯化碳吸附值等指标之间则没有很好的相关性．采用本方法制备出的活性炭已经成功应用于变压吸附法提纯氢气的工业装置，氢气的纯度达到99．999％．     

NH_3/CO_2低温制冷系统热力学分析

用(火用)分析的方法对一种NH_3/CO_2复叠式低温制冷系统进行了研究。通过对NH_3/CO_2复叠式低温制冷系统的性能进行的模拟计算,分析了不同中间温度下系统各部件(火用)损失情况及整个系统的(火用)效率随中间温度和冷凝温度的变化情况。结果表明,不同中间温度下系统各部件(火用)损失所占的比重各不相同:同一冷凝温度下,复叠式两级低温制冷系统存在一个最佳中间温度使系统的(火用)效率最高;高温级冷凝温度变化时,系统总的倪效率也要随之变化,随冷凝温度的增加,系统所能达到的最大(火用)效率并不是一直增高,在一定范围内先增高后降低。研究结果为系统的进一步优化设计和节能提供了理论的依据。     

Ni(Ⅱ)-NH3-NH4Cl-H2O体系中物种研究

根据同时平衡原理,借助计算机牛顿迭代,计算了在Ni( )-NH3-NH4Cl-H2O体系中各物种平衡浓度。通过绘制组份分布图,探讨了Ni(NH3)2+i(i=1,2,…,6)、Ni(OH)2-nn(n=1,2,…,4)、NiCl+络合物平衡浓度随NiCl2、NH4Cl、NH3·H2O及pH值的变化规律;组份分布图中提供了参于电荷转移步骤的NiOH+离子平衡浓度的变化规律,为电结晶过程的机理研究奠定基础;pH值<9.5的范围内,随pH值升高,反应物种平衡浓度均降低,因此pH值不应太高,与实验确定的最佳工艺相吻合。     

柚皮基活性炭吸附除磷试验

采用农业废弃物柚子皮制备活性炭用于吸附去除废水中的磷,研究了溶液中磷的初始浓度、柚皮基活性炭投加量、pH和温度等因素对磷吸附过程的影响。研究结果显示：在pH值为2、6和10时,制备的活性炭样品对磷的吸附量变化不大;在温度20～50℃范围,吸附量变化并不明显（0.60～0.69 mg/g）,40℃时,磷的吸附量接近最大值（0.69 mg/g）;随着初始浓度的增加,磷的吸附量逐渐增大。吸附数据遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附的表观活化能为42.03 kJ/mol,柚皮基活性炭对磷的吸附属于化学吸附。     

改性活性炭对苯酚的吸附研究

研究初始浓度,温度,pH值对氨水改性后活性炭吸附苯酚效果的影响.随着苯酚初始浓度的增加,对苯酚的吸附量也相应增加;温度会影响吸附效果,当温度从20℃增加到45℃,相同条件下,苯酚的吸附量有所下降;微酸性有利于吸附,pH值为6左右时,活性炭对苯酚的吸附效果最佳.     

活性炭对媒介红S-80的吸附研究

本文对媒介红S-80染料的模拟染色废水在活性炭中的吸附影响因素进行了研究.结果表明:静态吸附中0.1 g活性炭粒径为120目,废水pH为2,初始浓度为50 mg·L-1,常温下吸附240min染料的去除率为99%;动态吸附实验结果表明,进料流速越快、浓度越大越容易穿透.     

活性碳纤维处理苯酚废水的实验研究

针对含酚废水研究了利用活性炭纤维处理苯酚模拟废水的静态吸附的最佳工艺条件,测定了不同温度下的吸附等温线.结果表明,活性炭纤维吸附苯酚能快速达到平衡,具有良好的吸附性能.室温时,在酸性或中性条件下,向100mL浓度为282mg/L的苯酚模拟废水投加活性炭纤维0.5g,恒温振荡30min,苯酚吸附率可达91%;饱和吸附时苯酚吸附率达到99%.     

溶液酸度对磁性活性炭吸附性能和磁性能的影响

以太西无烟煤为原料、Fe3O4为添加剂制备煤基磁性活性炭,用不同浓度的盐酸溶液浸泡,测定酸液浸泡前后活性炭的碘值和亚甲蓝值,采用X射线衍射仪和振动样品磁强计分别测定、表征活性炭中含铁化合物的组成和磁性能.结果表明,溶液酸度对磁性活性炭的吸附性能和磁性能均有影响,当溶液酸浓度达到1mol/L时,磁性活性炭浸泡后的碘值提高了7.9%、达732.49mg/g,比磁化系数从259×10-7 m3/kg降低到7.16×10-7 m3/kg,但仍能采用磁场分选回收;当溶液酸浓度达到2mol/L时,磁性活性炭完全失磁.     

厌氧-混凝-活性炭吸附法处理染料生产废水

对某染料厂排放的染料生产废水进行处理，结果表明，厌氧-混凝预处理与活性炭吸附-再生相结合是处理该废水的一种可行方法．经厌氧-混凝后，染料生产废水的CODCr去除率可达83％，混凝出水再经活性炭吸附可满足国家废水排放标准要求．活性炭经简单再生，可重复利用，故能显著降低处理成本．     

改性活性炭的制备表征及吸附Zn~（2＋）的影响因素

采用不同方法对活性炭（GAC）进行表面改性处理,通过BET,Boehm滴定、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）测定等方法对改性前后活性炭进行了表征分析,并在不同反应条件下,考察了活性炭改性前后对Zn2＋吸附效果.结果表明：活性炭经不同方法改性后,比表面积和表面各种含氧官能团的种类和数量发生变化,经过硝酸氧化改性的活性炭比表面积有所增加,其官能团总量上增加明显;在pH中性条件下,GAC对Zn2＋的去除率为12%左右,10%N-GAC对Zn2＋的去除率为37%左右,70%N-GAC对Zn2＋的去除率为44%左右,改性后的活性炭对Zn2＋去除率有较大的提高;随着活性炭投加量的增加,各种改性活性炭对Zn2＋去除率都有较大的提高;pH值是影响Zn2＋的吸附去除率的最大因素,随着pH的增大,3种吸附剂对Zn2＋的去除率均增大.动力学研究表明：10%N-GAC吸附Zn2＋反应在前30min属于Lagergren准一级（PFO）反应,吸附30min后的反应属于Lagergren准二级（PSO）反应.     

改性活性炭对水溶液中氟离子的吸附性能

选用氧化镁改性活性炭（MgO—AC）为新型吸附剂,用于去除水溶液中的氟离子．系统地研究了反应时间、吸附剂最佳投加量、pH、温度等因素对吸附剂除氟性能的影响情况．反应系统达到吸附平衡的时间为180min．吸附剂最佳投加量为2．8g／L．pH值是影响吸附过程的重要因素之一,本研究最佳反应pH范围为6．0—8．0．吸附等温线研究发现MgO—AC除氟剂吸附等温线方程均符合Langmuir吸附等温线模型,且吸附量随着温度的升高而升高．吸附动力学研究发现动力学数据较好的的符合伪二级动力学模型．本研究对MgO—AC除氟的机理进行了初步探讨．廉价以及较高的吸附性能等优点表明MgO—AC是一种有实际应用潜力除氟材料．     

Research and application of CO_2 refrigeration and heat pump cycle

The environmental problem caused by refrigerant has become the focus all over the world.As the most typical natural refrigerant,CO2,of course,becomes the research focus.This paper introduces the development and application status of CO2 refrigeration and heat pump technology.The researches on CO2 refrigeration and heat pump,carried out by Thermal Energy Research Institute,Tianjin University,also are presented in this paper.     

活性炭从硫脲溶液吸附金的等温线

测定了20,30,40℃条件下活性炭从硫脲原始溶液吸附金的等温线,应用气相吸附的Langmuir方程和Clausius-Clapeyron方程分别计算了饱和吸附量和吸附热。结果表明:(1)在20,30,40℃金的饱和吸附量分别是6.00,9.17,15.4mmol/g,随温度升高而增加;(2)吸附热随活性炭覆盖率增加呈对数关系下降,起始微分吸附热和积分吸附热分别为-9.82和-9.61kJ/mol;(3)被吸附的络离子主要是Au[CS(NH_2_2]~+和Au[CS(NH_2)_2]_2~+,本体系具有化学吸附的性质。