新型复合吸附剂传质特性的正交试验研究

为克服复合吸附剂传热与传质性能协同强化的矛盾,本文以膨胀石墨、木粉和氯化钙为原料混合浸渍并固化,形成膨胀石墨为骨架的导热网络,基于氯化钙对木粉的活化造孔形成丰富孔隙的传质通道,获得导热传质良好的复合吸附剂制备工艺。利用正交试验法分析了钙墨比、木粉粒度、钙木比、炭化活化的温度和时间五因素不同水平对渗透特性的影响。结果表明,渗透率在钙木比和木粉粒度上均存在最优值,并随着钙墨比、炭化活化的温度和时间三因素的上升而增大,其中钙墨比对渗透率影响远大于其余因素。经过补充试验验证,最终所获最优样品渗透率达到5.67824×10~(-13)m~2,优化所得制备工艺为钙木比2,温度600℃,时间2.5 h,粒度目数140~150,钙墨比4。     

氯化锶-膨胀石墨吸附制冰系统固化复合吸附剂性能

本文用质量分数占35%的膨胀石墨做添加剂并采用压块技术配置了氯化锶-膨胀石墨固化复合吸附剂,测试了该吸附剂在蒸发温度从-25～-5℃变化范围下的吸附制冷特性、吸附速率、最大吸附量以及最大转化率等相关参数,其中单位质量吸附剂最大吸附量可达0.7 kg/kg(NH_3/salt)。同时,通过计算分析,确定采用该复合吸附剂的吸附制冰系统平均SCP可达738 W/kg,COP可达0.435。     

汽车尾气驱动的吸附式冷藏车制冷系统的研究

搭建了一套利用汽车尾气驱动的MnCl_2/CaCl_2-NH_3两级吸附式冷藏车制冷系统,两级吸附制冷系统由中温盐吸附床,高温盐吸附床,蒸发器,冷凝器和储液罐等组成。其中温盐吸附床填充氯化钙/硫化膨胀石墨复合吸附剂,高温盐吸附床填充氯化锰/硫化膨胀石墨复合吸附剂,制冷剂为氨,吸附床采用风冷的冷却方式。     

瞬态平面热源法测量硅胶混合吸附剂导热系数

利用瞬态平面热源法对制冷吸附剂的导热性能进行测试.所研究的吸附剂包括:硅胶颗粒、硅胶-水、硅胶-氯化钙混合多孔介质、硅胶-氯化钙-膨胀石墨固化混合吸附剂.实验结果表明:硅胶颗粒的孔隙率对其导热性能的影响比较大;此外,当硅胶的吸水量增大时,导热系数呈线性增大.当氯化钙质量分数大于0.2时,混合多孔介质的导热系数随氯化钙质量分数的增大而显著增加.利用膨胀石墨可以明显地提高硅胶颗粒的导热系数,固化的混合吸附剂的导热系数可以达到2.942W/mK,相对于硅胶颗粒的导热系数提高约30倍.     

块状氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的热物性试验研究

本文采用溶液法处理氯化钙和膨胀石墨混合物,并进行压块处理,通过平面热源测量法研究了氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的导热性能和其他热物性参数,结果显示在吸附剂中加入膨胀石墨,并进行压块处理后,吸附剂的导热系数得到了显著的提高,复合吸附剂的导热系数比粉末状的导热系数0.1～0.5 W/(m·K)增加了2～10倍.块状复合吸附剂的孔隙率也得到了明显的提高,其值为0.36～0.82,比纯绿化钙的孔隙率0.352提高了1～2.5倍.从而使吸附剂的传质性能得到显著提高.同时,结果也显示了复合吸附剂的导热系数取决于复合吸附剂的孔隙率,与孔隙率成反比.     

高比表面积活性炭对曙红Y染料的吸附

以海南椰树壳为原料通过复合物理活化方法制备出2162.84m2/g的高比表面积活性炭,所得活性炭孔径分布范围为1.1-2.5nm.选择对曙红Y染料进行吸附研究,采用分光光度法考查吸附剂用量、pH值、初始浓度、温度与吸附时间对单组分体系染料的吸附量与脱除效果的影响.结果表明在曙红Y浓度1600g ·m-3、pH为2.02、吸附时间10min、温度318K和吸附剂用量0.05g时脱除率可达99.9％.     

膨胀石墨基十二烷复合相变蓄冷材料的性能研究

本文以十二烷为相变材料,利用膨胀石墨多孔吸附特性制备出十二烷/膨胀石墨复合相变蓄冷材料。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热常数分析仪(HotDisk)对复合相变材料的结构及热性能进行了表征。实验结果表明,十二烷被膨胀石墨均匀吸附,吸附后膨胀石墨保持了原来的疏松多孔的蠕虫状形态。复合相变材料的相变焓值随着添加的膨胀石墨质量分数增加而降低,导热系数随着添加的膨胀石墨质量分数增加而增加。相变材料质量分数为80%,复合相变材料熔化焓和凝固焓分别为132.8 J/g和132.5 J/g,表观密度为700 kg/m~3时,导热系数为2.64 W/(m·K)。复合相变材料具有良好的热循环稳定性能。     

不同炭化条件下炭化物的结构与性能表征

采用不同炭化工艺对杉木木屑进行热解,用拉曼光谱、X射线衍射技术对炭化物的微晶结构进行研究,揭示了其中的演变规律与形成特点。研究表明炭化条件对炭化物石墨化程度、微晶结构等影响较大,700 ℃是关键的炭化温度。从炭化物的石墨状微晶的形成与生长来看,二步炭化法比一步法好;不加盖炭化法比加盖法好;氛围气为空气的比氮气好;保温时间长的试样石墨化程度高。     

吸附剂基质膨胀石墨的渗透率与导热系数研究

为了测试混合吸附剂基质材料石墨的传热传质特性,设计了吸附剂渗透率与导热系数测试装置,首先用平板热源法测试了散装石墨在不同膨胀温度及不同膨胀时间下的导热系数,优选出了石墨的最佳膨胀工艺,然后采用最佳膨胀工艺下的石墨进行固化,以氮气作为气源对固化石墨进行了渗透率研究,以稳态热源加热法对固化石墨进行导热系数测试,结果表明,当...     

棕榈酸/膨胀石墨复合相变材料的制备及性能研究

棕榈酸是有机固液相变材料,本文通过添加膨胀石墨对其性能进行改善并采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、充/放热性能测试对制备出的膨胀石墨质量分数分别为1%,3%,5%,8%的棕榈酸/膨胀石墨复合相变储能材料的结构及热性能进行表征。结果表明,棕榈酸/膨胀石墨复合相变材料保持了膨胀石墨原来疏松多孔的蠕虫状结构,其相变温度与棕榈酸相似,相变潜热与对应质量含量下的棕榈酸相当;随着膨胀石墨添加量的增多,受到黏度和自然对流双重作用的影响,复合相变材料的蓄放热速率先减小后增大,因此适量的膨胀石墨可改善棕榈酸的传热性能。     

多功能热管型二级吸附制冷的循环特性研究

设计了一台以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附制冷机组,采用一种新型的基于二次回热的二级循环方式来降低驱动热源的温度梯度,吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由无外加驱动力的多功能热管工作完成.研究结果表明:当解吸温度为103℃及冷却水温度为30℃时,回热型二级循环相对传统二级循环可显著提高机组的工作性能,制冷系数COP及单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在23%以上;相对单级循环,二级吸附循环的最大优点在于能有效利用更低品位的余热和可再生能源作为驱动热源进行制冷,吸附制冷技术在低温热源场合的应用提供了有效途径.     

桤木木屑对废水中Hg~（2＋）的静态吸附

研究了未改性、HNO3改性和NaOH改性桤木木屑对水中Hg2＋的吸附特性,并探讨了Hg2＋初始浓度、吸附时间和吸附温度对吸附率的影响。结果表明,在实验条件下,3种木屑对水中Hg2＋均有较好的吸附效果,吸附率可达99%以上。其中,N aOH改性木屑的吸附效果最好,平衡吸附量为3.00μg/g。结果表明,利用N aOH改性桤木木屑制备废水中Hg2＋吸附材料具有很好的应用前景。     

采用复合吸附剂多功效热管型吸附制冷机

设计制造了一台采用复合吸附剂(氯化钙和活性炭)-氨工作对的双床多功效热管型吸附制冷机,并进行了大量实验,获得了新型热管型吸附制冷系统的制冷特性。本系统分别采用丙酮或水为热管工作液,以加热器加热来模拟渔船余热加热。实验得出渔船制冰工况和船舶空调工况下的单位质量吸附剂的制冷功率SCP和制冷系统COP。结果显示水热管工质更适合于船舶余热应用。     

MCNTs及KOH活化MCNTs对曙红Y的吸附性能

以有机染料曙红Y为去除目标,利用紫外光谱法以MCNTs及KOH活化MCNTs为吸附剂研究了其对曙红Y的吸附特性,利用扫描隧道电镜(SEM),X射线粉末衍射(XRD)和BET法对KOH活化MCNTs进行了表征;实验结果表明,在相同的条件下,KOH活化MCNTs较未经处理的MCNTs对曙红Y有更好的吸附性能,另外研究了pH值和温度对吸附量的影响,结果表明溶液pH值和温度对吸附量影响较大,并利用吸附动力学和等温吸附曲线探究了其吸附过程的动力学和热力学特点.     

管壳式相变蓄热系统性能实验研究

相变蓄热(LHTES)系统利用相变材料(PCM)的潜热可有效地提高系统的储热能力。通常,PCM的导热系数低,使LHTES系统的应用受到了限制。本文通过向十五烷中添加膨胀石墨提高导热系数,分别采用纯十五烷和含有质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷,在不同水流量下,对管壳式LHTES系统的储热特性进行了实验研究。实验结果发现:当储能介质为质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷时,放冷过程中有效储热系数和相对储热率在Re=4298时出现明显峰值,换热效率与储热能力达到相对平衡。并且,当Re=4298,采用含有质量分数为30%膨胀石墨的复合十五烷与纯十五烷相比,系统的有效储热系数可最高提升336.84%。     

氯化钙与氯化钡的二级吸附式制冷性能

针对100℃以下温度低品位热能的利用,提出二级吸附式制冷循环,建立吸附性能测试实验台。分别以氯化钙与氯化钡作中温盐与低温盐,测试当冷却温度为30℃时,不同热源温度与不同蒸发温度条件下吸附剂的循环吸附量,并在此基础上,分析二级吸附式制冷系统的性能。研究表明,二级吸附式制冷循环能够满足全年冷冻工况的应用,并且当热源温度、冷...     

固体吸附剂对CO_2的高压吸附性能研究

在高压吸附仪上研究了硅胶、MCM-41、13X、SBA-15四种固体吸附剂对CO_2的高压吸附性能,考察了温度、压力、结构性质和吸附热对吸附剂吸附量的影响.结果表明,高压下四种吸附剂对CO_2的吸附均属于物理吸附,且随着压力增大吸附剂的吸附性能增强。吸附量的大小变化分为两个阶段,不同阶段影响吸附量的因素不同。四种固体吸附剂的高压吸附实验表明,理想吸附剂的选择需要从吸附量、对温度的敏感性以及孔径大小和分布等综合考虑.     

KOH活化对焦炭孔隙结构以及导电特性影响

以木质素为原料,采用化学活化法(KOH活化剂)进行活化处理,分别探讨了不同活化温度、活化时间、KOH/木质素质量比R值对焦炭孔隙结构以及导电特性的影响规律。通过氮吸附(BET)、扫描电镜(SEM)和电阻率测定仪对焦炭性能进行表征。结果表明,KOH活化有效改善了焦炭的孔隙结构,通过增加焦炭微孔量提高了焦炭比表面积。实验得出的最优活化工况为:活化温度800℃,活化时间1 h,质量比R=3,此时焦炭达到最大比表面积。KOH活化后,焦炭电阻率最低可降至0.226Ω·cm。     

吸附剂吸附特性的实验研究

实验研究了变压吸附系统中不同吸附剂的吸附特性,分析了不同因素对各种吸附剂吸附性能的影响,包括吸附温度、吸附压力和时间。研究发现不同吸附剂的吸附效率在不同的时间段显现出相反情况,提出了吸附剂的选择与运用需要考虑切换时间这一观点。最后得出了本试验装置的最佳压力与温度的变化范围(0.2MPa-0.25MPa,20℃-30℃)。     

固体吸附条件下闪蒸实验特性

基于闪蒸理论,设计了一套吸附作用下真空制冰的实验装置。在不同的闪蒸压力下(270Pa、420Pa、820Pa),对有无吸附作用的真空闪蒸实验特性做了对比;通过改变吸附剂(沸石分子筛)的质量和载冷介质温度,探究最佳吸附条件。实验结果表明:与无吸附作用相比,有吸附剂时,温度和压力升高速度小,冰水混合状态持续时间长,有结晶现象发生时,压力曲线出现上升突变现象及平台区;初始压力越高,压力变化曲线的平台越明显,吸附效果越好;吸附率与吸附剂质量有关;随载冷温度下降,吸附效果下降,载冷温度过低不利于吸附。