吸附过程强化对提升高温热泵蒸汽生成性能的影响

在基于直接接触换热法的开式吸附热泵系统中,引入预吸附过程或预设传质通道,考察其对蒸汽生成和系统性能的影响。实验结果表明,预吸附蒸汽压力为0.0680 MPa(饱和温度=89.2℃),系统生成高温蒸汽的平均温度为203℃,系统整体温升为98.4℃,相对于无预吸附系统,生成蒸汽的时间和质量分别增加52.2%和27.0%,系统制热系数和制热功率分别提升28.2%和27.2%。预置树枝状传质通道后,生成蒸汽的时间和质量分别增加了17.8%和8.75%,系统制热系数和制热功率分别提升8.16%和9.05%。预吸附过程使吸附床较快达到整体吸附和热力平衡,缩短蒸汽到达床层出口的时间。预吸附压力越高,系统到达整体吸附平衡的用时越短,蒸汽生成时间越早。传质通道促进吸附床局部平衡的达成,减小局部传质阻力,使部分蒸汽可迅速到达出口。整体和局部吸附平衡的快速达成,均强化了蒸汽的动态生成过程,提升系统整体性能。     

高温吸附热泵中传质通道强化蒸汽生成的实验研究

为了强化直接接触换热法高温吸附热泵生成过热蒸汽的效率,在反应器内分别设置了通道直径为反应器内径的10%和20%的传质通道.实验结果表明:与未加通道的实验结果作对比,加装10%内径的通道后,出口蒸汽温度的最高温度提高23℃,达236℃,蒸汽的生成量增加26%,蒸汽与沸石质量比的平均值增大14%,蒸汽生成的时间增加1. 8%;加装20%内径的通道后,出口蒸汽温度的最高温度提高11℃,达202℃,蒸汽的生成量增加5. 6%,蒸汽与沸石质量比的平均值几乎不变,蒸汽生成的时间增加25. 3%,即大尺寸通道的蒸汽生成速率较快,小尺寸通道的蒸汽生成温度和质量较高.