环保型吸附制冷工质对及其制冷性能

选取13X分子筛、凹凸棒土和氯化锶等为主要吸附材料，制备了一系列有着优良吸附性能的复合吸附剂(M4-0132、M1-9906、M1-0001和M2-0003)。测定了水、乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。根据吸附等温线拟合参数对水、乙醇与自制复合吸附剂组成的吸附工质对的特征吸附功计算表明：复合吸附剂-水吸附工质对的特征吸附功约为13X分子筛-水的12％-29％；复合吸附剂-乙醇吸附工质对的特征吸附功约为活性炭-乙醇的10％-20％。采用吸附制冷体系(液体-气体-吸附剂)的稳态平衡方程，对水和乙醇与复合吸附剂组成的吸附工质对适合的制冷场合分析表明：M4-0132-水和M1-0001-水工质对可用于大循环量的制冷体系，例如空调系统的场合：M1-9906-乙醇和M2-0003-乙醇工质对可用于低温制冷体系，例如制冰和冷冻系统的场合。M1-9906-水工质对的吸附制冷量是13X-水的2．0～2．5倍；在60～120℃再生条件下，M4-0132-水工质对的吸附制冷量为441～924kJ．kg^-1。40～100℃再生条件下，M1-0001-乙醇工质对的吸附制冷量315～909kJ.kg^-1，是活性炭-乙醇的2.2～5.9倍。     

固体吸附制冷工质对的性能研究

选用水和乙醇作为吸附质,开发了性能优良的吸附剂NA和NB,在自制的吸附制冷模拟实验装置上,对NA－水和NB－乙醇等吸附工质对的吸附制冷性能进行了研究。结果表明：自制吸附剂NA对水的最大吸附量达到0.7kg/kg以上,吸附剂NB对乙醇的最大吸附量为0.68kg/kg,NA-水和NB－乙醇工质对有着较低的吸附热,NA－水工质对的制冷量可达992kJ/kg,NB-乙醇工质对的制一大约为活性碳－甲醇的2．4倍,是一种环境友好型,无公害的工质对。     

SAPO-34分子筛-水工质对吸附制冷性能研究

选取SAPO-34分子筛作为吸附剂,与水组成吸附制冷工质对。采用真空重量法测定SAPO-34对水的吸附等温线;用热分析天平测定水在SAPO-34上的脱附温度;在吸附制冷循环模拟实验装置上测试不同再生温度对SAPO-34-水工质对吸附制冷性能的影响。结果表明,SAPO-34对水的吸附等温线属于Ⅴ型等温线,吸附温度30℃时,SAPO-34对水的平衡吸附量达0.35 kg?kg?1;水在SAPO-34上的DTA脱附峰顶温度为105℃,完全脱附温度为155℃;蒸发温度10℃工况下,再生温度80~120℃,SAPO-34-水工质对的吸附制冷量为354~430 kJ?kg?1,是硅胶-水的1.1~1.2倍;再生温度150~300℃,SAPO-34-水工质对的吸附制冷量为465~523 kJ?kg?1,是13X-水的1.1~1.7倍。SAPO-34-水工质对既可用于发动机尾气等较高温热源驱动的吸附制冷系统,也可用在以太阳能等低温热源驱动的吸附制冷过程。     

硅胶及其混合吸附剂——水吸附工质对性能测试

测试了硅胶-水吸附制冷工质对的等量吸附线,且利用各类吸附方程对实验测量数据进行拟合以用于硅胶-水冷水机组的整体系统的数值模拟。实验还通过在纯硅胶颗粒中添加黏结剂或膨胀石墨形成混合吸附剂来提高传热性能。研究表明混合吸附剂（黏结剂的含量为1.1％）在解吸过程中前5min的解吸量相对于纯硅胶颗粒吸附剂提高了13.8％;解吸15min时,混合吸附剂的解吸量相对于纯吸附剂仅提高2.5％。表明混合吸附剂有利于缩短吸附循环周期。在添加剂质量分数相同的情况下,利用膨胀石墨作添加剂形成的混合吸附剂与通过浸泡于黏结剂溶液中形成的混合吸附剂的吸附性能相同,但有其各自的优缺点。     

ZSM-5沸石对水溶液中铅离子的吸附性能

研究了ZSM-5沸石对水溶液中铅离子（Pb^2＋）的吸附性能,考察了Pb^2＋初始浓度、吸附剂用量、pH值和吸附时间等因素对吸附的影响。结果表明：ESM-5沸石对水溶液中铅离子有较好的去除效果,当其用量为40g／L时,水溶液中铅离子的吸附去除率达到96．09％;吸附过程在180min时达到吸附平衡;溶液pH值和初始浓度对水溶液中铅离子的去除也有显著的影响,中性和碱性条件下的去除率大于酸性时的去除率;平衡吸附量与吸附平衡浓度之间的关系较好符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

氯化钙-氨吸附制冷性能实验研究

建立了化学吸附式制冷实验单元 ,对氯化钙 氨工质对的制冷性能进行实验研究 ,得出不同热源温度下的制冷量、吸附速率、解吸速率等数据 ,并与活性炭 甲醇工质对进行了比较。结果表明 ,在热源温度为 10 0℃时 ,研究中所用工质对的制冷量是活性炭 甲醇的 3.6— 6 .6倍     

ZSM-5型分子筛对二氧化硫的动态吸附性能

采用ZSM-5型分子筛吸附脱除烟气中的二氧化硫,分析了其动态吸附过程的基本特性,以及硅铝物质的量比、温度、空速等影响因素.结果表明:ZSM-5型分子筛对二氧化硫的吸附符合Langmuir吸附等温线类型,属于单分子层物理吸附.用硅铝物质的量比为38的ZSM-5型分子筛,在温度为25 ℃、空速为700 h-1、入口二氧化硫体积分数为0.3%条件下,测量吸附饱和时间为180 min,饱和二氧化硫吸附容量为0.018 g/g.温度较低、硅铝物质的量比较小、空速较低的条件下,ZSM-5型分子筛对二氧化硫的吸附性能较好.     

磷改性ZSM-5沸石的催化裂化性能

用磷改性ZSM-5沸石,并将其制备成催化剂。初步考察了其物化性能的变化,并在固定床重油微反装置上考察了其催化裂化反应特性。研究发现,磷能显著改善ZSM-5沸石的活性、稳定性和选择性。ZSM-5沸石上不同的磷含量和其与不同的Y型分子筛配伍对催化裂化反应有着显著的影响。合理调配催化裂化催化剂的活性组分,适当控制其氢转移能力和烷基化能力,对增产丙烯有着积极的意义。     

磷改性ZSM-5分子筛催化裂解石脑油制丙烯的性能研究

以催化重整石脑油为原料,以水热处理磷改性HZSM-5为催化剂,在小型固定床反应装置上,考察了水热处理磷改性方法制备催化剂的催化裂解性能。结果表明,磷改性HZSM-5经水热处理后与未改性HZSM-5相比,水热稳定性明显改善,当磷负载量为3%wt时,PZSM-5具有较高的活性和丙烯选择性。催化裂解反应过程中选择适宜的工艺条件可有效的抑制副反应的发生。综合考虑丙烯及双烯收率,确定最佳的反应条件为:温度650℃,体积空速4h-1,水油体积比0.75,反应压力0.2MPa。     

ZSM-5沸石分子筛吸附模拟含铬废水的研究

本论文以正硅酸乙酯为硅源、偏铝酸钠为铝源、四丙基氢氧化铵为模板剂,利用水热合成法制备ZSM-5沸石分子筛并将其应用到吸附水中六价铬的研究,考察了吸附时间、铬酸钾溶液pH值、吸附剂用量、吸附温度对吸附效果的影响。结果表明,最佳吸附条件是:吸附剂的使用量为0.5g,铬酸钾溶液pH值为5,吸附时间为60 min,吸附温度为30℃,此时,六价铬的去除率最高,达到了93.46%。     

水在ZSM-5型分子筛中吸附的Monte Carlo模拟

构建了ZSM-5型分子筛物理模型,采用Connoly表面方法和Solvent表面方法对ZSM-5型分子筛的几何结构和性质进行了模拟分析。通过巨正则系综蒙特卡罗方法(GCMC)模拟研究了水蒸气在ZSM-5型分子筛上的吸附特性。通过模拟方法看到了实验难以表征的水蒸气在分子筛中具体吸附位,研究了压力、温度和硅铝比对ZSM-5型分子筛吸附性能的影响及其吸附热的变化规律。     

Competitive adsorption of N2O and CO on CuZSM-5, FeZSM-5, CoZSM-5 and bimetallic forms of ZSM-5 zeolite

The behavior of copper-, iron- and cobalt-exchanged ZSM-5 (Si/Al = 20) and bimetallic forms of the same zeolite was investigated with reference to the adsorption of N₂O and CO at 303 K. The interactions of both gases with investigated zeolites have been studied using microcalorimetry and infrared spectroscopy. The values of differential heats of adsorption and the amounts of adsorbed gases were determined. Both gases react with the charge-balancing cations as active sites for adsorption. CuZSM-5 shows significantly better performances than FeZSM-5 and CoZSM-5, toward both gases; additionally, nitrous oxide can be chemisorbed on CuZSM-5. Adsorption capabilities of FeZSM-5 and CoZSM-5 are increased with the addition of copper ions. The heats of CO interaction with copper-containing samples have been found to be higher then the heats of N₂O interaction, while for FeZSM-5 and CoZSM-5 samples similar heats were detected for both gases. In the case of CuZSM-5, as a result of competitive adsorption between previously adsorbed N₂O and incoming CO from the gas phase, a surface reaction is found.     

离子液体基工质对的吸收制冷循环性能实验研究

分别对以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯[Emim][DEP]为吸收剂的二元工质对[Emim][DEP]+H₂O和以[Emim][DEP]+LiBr为吸收剂的三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的吸收制冷循环性能进行了实验研究,用于评价这种新型的工质对的制冷性能。实验结果表明,二元工质对[Emim][DEP]+H₂O具有吸收制冷性能,但与LiBr+H₂O工质对相比,其制冷系数较低。当发生温度为90℃、循环水温度为30℃、蒸发温度在10～15℃时,制冷系数仅为0.16～0.28。主要原因是[Emim][DEP]+H₂O工质对具有较高的黏度和较低的热导率,导致吸收器降膜吸收传热系数较低,吸收器吸收水蒸气的能力不足。为了强化其制冷效果,在[Emim][DEP]+H₂O工质溶液中加入少量LiBr水溶液,构成三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O。实验结果表明,三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的制冷性能优于二元工质对[Emim[DEP]+H₂O,在上述蒸发温度范围内,制冷系数能够达到0.17～ 0.34,并且制冷温度更低。     

ZSM-5分子筛吸附去除VOCs的研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)的治理已成为当前大气污染防治的主要方向,引起广泛关注。吸附法具有操作简单、工艺成熟、能耗低和效率高等优点,是脱除VOCs的有效方法。从治理VOCs方法出发,简述ZSM-5分子筛用作吸附剂在治理VOCs方面影响其吸附效率的主要因素,如硅铝比、掺杂金属阳离子、表面酸碱性及吸附状态等,为ZSM-5分子筛的性能优化及新品开发,提供理论依据。在总结现有的吸附工艺基础上,提出吸附法与其他技术的联用,是今后VOCs治理的主要发展方向。     

Infrared study of nitrogen monoxide adsorption on palladium ion-exchanged ZSM-5 catalysts

The adsorption of NO at room temperature on a H-ZSM-5 catalyst exchanged with Pd(NH₃) ₄ ²⁺ complex and activated in oxygen at 773 K has been examined by FTIR spectroscopy. After the oxidizing treatment, the Pd tetrammine complex decomposed into Pd(II) ions and/or Pd(II) hydroxyl complexes dispersed in the zeolite channels. The subsequent adsorption of NO at room temperature led to the reduction of Pd(II) to Pd(I) entities, resulting in the formation and adsorption of NO₂ on H-ZSM-5. The Pd(I) entities were shown to adsorb NO and form mononitrosyl complexes dispersed in the zeolite porosity and characterized by a single infrared absorption band at 1881 cm^–1. The Pd(I) mononitrosyl complex was shown to reversibly coordinate water and NO₂ molecules. The resulting nitrosyl complex was characterized by a single NO vibration band at 1836 cm^–1.     

基于沸石ZSM-5的CH4/N2/CO2二元体系吸附平衡

采用Rubotherm磁悬浮天平测量CH₄、N₂和CO₂在沸石ZSM-5上的单组分吸附平衡等温线,温度273～353 K,压力0～500 kPa。采用Sips模型、Toth模型和MSL模型对单组分吸附平衡实验数据进行拟合,拟合结果良好,非线性回归得到相应的模型参数。测量双组分CO₂/N₂、CO₂/CH₄和CH₄/N₂在沸石ZSM-5上的竞争吸附平衡等温线,实验温度为293 K,实验压力为0～500 kPa。采用基于Sips模型的理想吸附溶液理论和双组分MSL模型预测双组分气体在沸石ZSM-5上的竞争吸附平衡等温线,并与实验结果进行比较,预测结果良好。比较CO₂/N₂、CO₂/CH₄以及CH₄/N₂体系在沸石ZSM-5上的竞争吸附选择性系数,探究沸石ZSM-5吸附分离烟道气（CO₂/N₂体系）、垃圾填埋气（CO₂/CH₄体系）或煤层气（CH₄/N₂体系）的可行性,为将来进行工艺设计提供基础数据。     

碱处理改性对Zn/HZSM-5分子筛催化剂性能的影响

以不同浓度的NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理改性后所得多级孔ZSM-5分子筛作为活性组分制备甲醇制芳烃催化剂,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2吸-脱附等手段对催化剂进行了表征,分别考察了碱处理改性对分子筛催化剂骨架结构、酸性质、孔结构以及催化性能的影响.结果表明,通过合适浓度的NaOH碱溶液处理后,HZSM-5分子筛在保持微孔骨架结构的同时,可以调变其晶内介孔孔道结构分布以及酸性质.随着NaOH碱溶液浓度升高,HZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加、孔容分布变宽,催化剂的活性和稳定性等催化性能得以改善.HZSM-5分子筛碱处理改性适宜的NaOH溶液浓度为0.4 mol/L,改性后的催化剂芳烃收率由25.07％增加到32.22％,使用寿命由8d增加到16d,但NaOH溶液浓度超过0.6 mol/L后会严重破坏HZSM-5分子筛骨架结构,催化活性下降较快.