硅膠-氯化鋰復(fù)合吸附劑的吸附制冷性能研究.pdf

1、近年來,吸附制冷技術(shù)作為非常具有應(yīng)用前景的新型環(huán)保制冷技被重新得到重視。60 oC-100 oC的低品位熱源可以用來作為驅(qū)動熱源,所用的制冷劑一般為水、甲醇、氨氣等對環(huán)境友好的工質(zhì)對。國內(nèi)外的研究熱點集中在吸附工質(zhì)對的吸附平衡以及動態(tài)特性的實驗研究、復(fù)合吸附工質(zhì)對的合成創(chuàng)新、吸附制冷循環(huán)方式的改進、吸附制冷系統(tǒng)的仿真、吸附制冷機的動態(tài)運行特性研究等。
　　目前對于吸附制冷的研究仍然存在一些問題。比如:(1)對于一般的吸附工質(zhì)對,吸

2、附量不高,吸附劑的填充密度較低,造成吸附制冷機組的體積制冷量很小;(2)吸附循環(huán)的熱力學(xué)分析都是用 Claperon圖,以吸附制冷工質(zhì)對作為研究對象,但是Claperon圖只能表示出吸附劑的熱力參數(shù),制冷工質(zhì)的熱力參數(shù)無法在圖中表示;(3)對于改進的復(fù)合吸附劑,雖然吸附量得到了提高,但是復(fù)合吸附機理沒有研究透徹,并且制備方法以及吸附床的填充方式等沒有針對工業(yè)化機組;(4)目前的研究內(nèi)容較少涉及復(fù)合吸附劑的復(fù)合吸附機理;(5)復(fù)合吸附劑吸

3、附特性的研究主要圍繞著平衡吸附特性,動態(tài)吸附特性研究的較少。
　　本文將研制一種以粗孔硅膠為基質(zhì)、氯化鋰作為添加劑的新型復(fù)合吸附劑,對它的吸附性能進行研究,并將這種新型復(fù)合吸附劑應(yīng)用在一臺制冷量約為5 kW的吸附制冷機組上,利用機組的動態(tài)運行特性試驗驗證新型復(fù)合吸附劑在吸附制冷機組上應(yīng)用的可能性以及優(yōu)越性。研究內(nèi)容以及結(jié)論如下:
　　1、制備新型復(fù)合吸附劑材料。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),選擇粗孔硅膠以及30％的氯化鋰溶液,經(jīng)過真空浸漬、

4、后處理以及干燥后可以得到性能較好的復(fù)合吸附劑。測試復(fù)合吸附劑的多孔結(jié)構(gòu),比表面以及孔容都減小了,說明氯化鋰已經(jīng)進入了孔道。復(fù)合吸附劑的吸濕能力相對于純硅膠,提高了約3倍。
　　2、復(fù)合吸附劑的吸附過程包括硅膠基質(zhì)的吸附,氯化鋰結(jié)晶物的吸附、溶解、吸收,均屬于物理反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)原因是吸附勢差,即反應(yīng)時對應(yīng)的壓力與此刻溫度下飽和蒸發(fā)壓的壓力差。
　　3、研究復(fù)合吸附平衡吸附特性,測試等量吸附平衡線,并利用測試的數(shù)據(jù)擬合吸附

5、平衡方程,當制冷劑為水/甲醇時,計算復(fù)合吸附熱為42.8 kJ/mol/36.9 kJ/mol、復(fù)合吸附熵-143.7 J/mol·K/-123.8 J/mol·K。
　　4、提出以循環(huán)制冷劑工質(zhì)—甲醇/水作為研究對象,對復(fù)合吸附制冷理想循環(huán)作熱力學(xué)分析,畫出復(fù)合吸附制冷循環(huán)的T-S圖作為Claperon圖的補充,研究復(fù)合吸附制冷循環(huán)的制冷性能參數(shù)。
　　5.基于復(fù)合吸附工質(zhì)對測試得到的物性參數(shù)以及循環(huán)原理,仿真將復(fù)合吸附劑