船舶余热氨吸附式制冷混合吸附剂研制

发布时间：2016-11-23 17:19

  本文关键词：膨胀石墨的制备方法及在环境工程中的应用现状，由笔耕文化传播整理发布。

《集美大学》 2014年

船舶余热氨吸附式制冷混合吸附剂研制

吴永生  

【摘要】：在常用吸附式制冷工质对中，活性炭-氨吸附工质对虽然具有不怕振动、蒸发制冷量大、可适用较高的热源温度等优点，但由于活性炭的导热性能差，影响系统的循环性能。本文采取在活性炭中添加高导热膨胀石墨的思路，展开如下方面的研究： 1）新型吸附剂在模拟船舶环境中的性能稳定性分析。通过模拟船舶余热驱动的吸附式制冷平台实验，发现所采用的化学吸附剂（SrBr260～90%，SrCl28～31%，2～9%由LiSCN或LiSCN与LiNO3按质量比1:1～2的混合物添加剂）虽然改善了吸附剂在吸脱附过程中的膨胀、结块和喷粉等缺点，但吸附床的热阻造成了传热滞后使系统制冷量随冷却水温度降低而减小；经多次吸脱附循环后，储氨罐达到液位19.9～43.5%所需的时间增加了8～24min，吸附剂稳定性降低。 2）膨胀石墨膨胀工艺及添加比例对混合吸附剂导热率和脱附性能的影响。选用原材料为50目的可膨胀石墨和比表面积为1408m2/g的SAC-02活性炭，以密度450kg/m3为参照，按活性炭与膨胀石墨质量比1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1，制备活性炭/膨胀石墨混合吸附剂，并由导热分析仪和吸附动力学测试装置测试了吸附剂的导热率和吸附床的脱附速率。结果表明，膨胀温度和时间分别为973.15K、35s时制备的膨胀石墨试样导热系数最大；混合吸附剂的导热率随活性炭添加比例的增加而减小，并具有各向异性的特点；在343.15K热源温度、前300s内，添加比例为2:1的吸附剂脱附速率最大，预留传质通道可加快吸附床的脱附。添加膨胀石墨可有效改善混合吸附剂导热性能。 3）氨在混合吸附剂上的吸附平衡分析。选用Tristar II3020型全自动比表面积及孔隙度分析仪，表征纯活性炭、1:1和2:1混合吸附剂的结构，并由容积法原理，在温度区间293.15～313.15K、压力范围0～1.167MPa测试氨在混合吸附剂上的吸附平衡数据。选用D-A方程并通过测试数据的非线性拟合确定方程参数，分析了D-A方程的预测精度，并比较了D-A方程计算和经由Clausius-Clapeyron方程的等量吸附线标绘，确定了氨在吸附剂上的等量吸附热。结果表明，混合吸附剂的比表面积以及微孔与中孔的容积随膨胀石墨添加比例的增加而减小；平衡氨压力高于0.15MPa，D-A方程预测氨在混合吸附剂上吸附平衡的相对误差小于4%；氨在纯活性炭、2:1和1:1混合吸附剂样品上的等量吸附热数值相近，在实验范围内分别为13.76～26.06kJ/mol、13.27～26.05kJ/mol和13.37～25.38kJ/mol。添加膨胀石墨对吸附剂的孔结构影响小，D-A方程可用于预测氨在混合吸附剂上的吸附平衡。

【关键词】：
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.5
【目录】：

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  本文关键词：膨胀石墨的制备方法及在环境工程中的应用现状，，由笔耕文化传播整理发布。

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