復(fù)合吸附劑制備工藝及吸附性能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、吸附式制冷作為一種清潔節(jié)能的制冷方式，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在太陽能、工業(yè)余熱等低品位能再利用上被廣泛的應(yīng)用，在緩解電力緊張、減少溫室氣體排放、改善環(huán)境上起到了關(guān)鍵作用。吸附工質(zhì)對(duì)是吸附制冷系統(tǒng)的核心，其性能密切關(guān)系著吸附式制冷系統(tǒng)的制冷效率、制冷量以及運(yùn)行參數(shù)的確定。傳統(tǒng)物理吸附劑具有良好的傳熱傳質(zhì)特性，但其吸附量小;而化學(xué)吸附劑吸附量大，但傳熱不好、易膨脹結(jié)塊;兼具兩者優(yōu)勢(shì)的復(fù)合吸附劑進(jìn)而成為了近年來研究的熱點(diǎn)。
　　本課題旨在優(yōu)化復(fù)

2、合吸附劑的吸附性能，保證吸附量的同時(shí)改善傳熱傳質(zhì)性能。基于炭化造孔機(jī)理以微波加熱的方式制備新型復(fù)合吸附劑，并探究吸附劑制備工藝及吸附劑配比中對(duì)吸附劑性能可能的影響因素及影響規(guī)律，分析優(yōu)化工藝及配比下的吸附劑樣品吸附性能及在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的制冷效果，具體內(nèi)容如下:
　　(1)基于容量法設(shè)計(jì)并搭建一套針對(duì)少量樣品的吸附量連續(xù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)臺(tái)。通過控制儲(chǔ)液罐內(nèi)溫度控制管內(nèi)氨氣壓力，調(diào)節(jié)小樣品反應(yīng)過程中溫度、壓力控制其吸附解吸進(jìn)程。利用定容氣罐中壓

3、力連續(xù)變化得到反應(yīng)過程任意時(shí)刻吸附、解吸氨氣質(zhì)量及反應(yīng)速率，以吸附量、單位質(zhì)量吸附劑循環(huán)制冷量來表征吸附劑吸附性能。
　　(2)在氯化鈣/膨脹石墨中添加蔗糖制備復(fù)合吸附劑，實(shí)驗(yàn)研究復(fù)合吸附劑
　　制備工藝中多個(gè)影響因素對(duì)吸附劑性能的影響及其規(guī)律。選用價(jià)格低、來源廣的氯化鈣和比表面積大、孔隙豐富的膨脹石墨為主要原料的復(fù)合吸附劑為研究對(duì)象，基于炭化造孔機(jī)理將蔗糖添加進(jìn)入氯化鈣/膨脹石墨復(fù)合吸附劑的制備，并借助微波加熱的方式提高加

4、熱效率，考察微波加熱強(qiáng)度、微波加熱時(shí)間和吸附劑中蔗糖配比三個(gè)因素，設(shè)計(jì)并制備吸附劑樣品，通過在吸附性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)中測(cè)試新型復(fù)合吸附劑的吸附量、吸附速率及SSCP，分析上述三影響因素對(duì)復(fù)合吸附劑吸附性能的影響及其規(guī)律，獲得了復(fù)合吸附劑的優(yōu)化制各工藝。
　　(3)針對(duì)優(yōu)化制備所得的復(fù)合吸附劑進(jìn)一步分析復(fù)合吸附劑吸附解吸特性。通過在吸附性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)中對(duì)吸附劑樣品進(jìn)行緩慢升溫降溫，以保證在每個(gè)溫度梯度反應(yīng)完全，測(cè)量反應(yīng)過程溫度、壓力，得

5、到實(shí)際反應(yīng)平衡曲線，擬合出平衡態(tài)方程。借助平衡態(tài)曲線進(jìn)行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析，擬合獲得動(dòng)力學(xué)方程，為確定系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況以及控制反應(yīng)進(jìn)程提供參考依據(jù)。
　　(4)基于液位法設(shè)計(jì)并搭建一套針對(duì)大量樣品的吸附量連續(xù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，探究復(fù)合吸附劑實(shí)際應(yīng)用效果。以太陽能為驅(qū)動(dòng)熱源，將優(yōu)化制備所得的復(fù)合吸附劑壓制成環(huán)狀填裝進(jìn)反應(yīng)管內(nèi)加熱進(jìn)行解吸反應(yīng)，得到解吸反應(yīng)曲線以及反應(yīng)管內(nèi)溫度變化曲線，以及不同階段反應(yīng)解吸溫度。通過測(cè)量?jī)?chǔ)液罐內(nèi)液位變化獲得該系