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生物质基固体除湿吸附剂制备及其固定床吸附除湿性能研究

发布时间:2025-01-19 12:53
  在当前能源与环境的双重危机下,如何降低能耗和保护环境越来越受到关注,以清洁无污染的可再生能源——太阳能为热源的太阳能干燥系统在农副产品干燥中备受青睐。为了提高太阳能干燥装置的热效率,可将干燥后的湿热气流进行固体吸附除湿后重返到空气集热器中,因此固体除湿吸附剂的开发和固定床吸附除湿系统性能研究至关重要。本论文以农林废弃物生物质——核桃壳为原材料,首先采用炭化和CO2物理活化两步法制备核桃壳活性炭,通过单因素方法考察了炭化过程、活化过程对核桃壳活性炭对孔结构特性和水蒸气吸附性能的影响,利用同步热分析仪、全自动比表面和孔结构分析仪和扫描电子显微镜等设备对核桃壳活性炭物理化学特性进行了表征,分析了孔结构特性和水蒸气吸附性能之间的关系,确定了CO2物理活化法制备活性炭的最佳制备条件。在此基础上对比了不同活化方式对其孔结构分布和水蒸气吸附性能的影响。采用可程式恒温恒湿试验箱进行了活性炭的水蒸气非平衡吸附/再生实验测试,搭建了微型固定床动态吸附装置并测试了不同温度下的核桃壳活性炭水蒸气吸附等温线。自行设计并制作了吸附剂固化模具,搭建了渗透率测试装置,以淀粉为...

【文章页数】:80 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 固体除湿系统类型
        1.2.2 吸附除湿材料研究进展
        1.2.3 固定床吸附除湿过程传热传质数学模型
        1.2.4 存在的主要问题
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 研究目的与意义
    1.5 本文创新点
第二章 生物质基核桃壳活性炭制备及其水蒸气吸附性能研究
    2.1 概述
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 核桃壳活性炭制备方法
        2.2.3 材料表征方法
        2.2.4 水蒸气非平衡吸附-脱附性能测试方法
        2.2.5 水蒸气吸附等温线测试方法
    2.3 材料表征结果分析
        2.3.1 核桃壳的热解特性分析
        2.3.2 核桃壳热解动力学计算分析
        2.3.3 核桃壳活性炭的孔结构特性分析
        2.3.4 形貌特征
        2.3.5 得率分析
    2.4 核桃壳活性炭制备过程优化及水蒸气吸脱附性能分析
        2.4.1 活化温度对水蒸气吸附性能的影响
        2.4.2 活化时间对水蒸气吸附性能的影响
        2.4.3 活化方式对水蒸气吸附性能的影响
        2.4.4 核桃壳活性炭再生性能研究
        2.4.5 核桃壳活性炭水蒸气吸附等温线结果分析
    2.5 本章小结
第三章 固体除湿吸附剂的固化过程及性能表征分析
    3.1 概述
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 固体除湿吸附剂的固化过程
        3.2.2 固体除湿吸附剂导热系数的测量方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 固化比例对吸附剂导热系数的影响
        3.3.2 固化比例对吸附剂水蒸气非平衡吸附性能的影响
        3.3.3 固体除湿吸附剂孔结构对比分析
    3.4 本章小结
第四章 固定床吸附除湿系统构建及实验分析
    4.1 固定床吸附除湿系统的构建
        4.1.1 固定床吸附除湿系统的构造过程
        4.1.2 测试设备
        4.1.3 测试布点和参数采集
    4.2 测试方法
        4.2.1 除湿性能测试方法
        4.2.2 再生性能测试方法
        4.2.3 性能评价指标
    4.3 空气进口状态对固定床吸附除湿系统性能影响
        4.3.1 入口空气含湿量对固定床吸附除湿系统除湿性能的影响
        4.3.2 入口空气流量对固定床吸附除湿系统除湿性能的影响
        4.3.3 入口空气温度对固定床吸附除湿系统除湿性能的影响
    4.4 固定床吸附除湿系统的再生性能分析
    4.5 本章小结
第五章 固定床吸附除湿过程的传质过程计算
    5.1 传质过程相关参数计算方法
        5.1.1 传质区的移动速度
        5.1.2 双组分扩散系数和吸附相传质系数
        5.1.3 流动相的传质系数
        5.1.4 总传质系数
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 入口空气状态对传质区的移动速度的影响
        5.2.2 入口空气状态对双组分扩散系数和吸附相传质系数的影响
        5.2.3 入口空气状态对流动相的传质系数的影响
        5.2.4 入口空气状态对总传质系数的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录A 符号说明
附录B 攻读学位期间发表的学术论文与专利
附录C 攻读学位期间参与的科研项目
致谢



本文编号:4029004

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