沸石在储能中的应用实验研究

发布时间：2020-06-09 19:41

【摘要】：能源危机和环境污染已经成为当今社会在发展中面临的两大难题,开发利用可再生能源和工业废热对节能和环保具有很重要的现实意义。沸石～水储能系统通过沸石～水的吸附/脱附能够实现能量的存储与利用,这对于解决太阳能与工业废热在供求时间上的不一致问题,具有重要的实用价值。因此,本文在已有理论和研究的基础上,设计了一套储能实验装置,并利用不同类型的人工沸石分子筛作了大量的吸附/脱附实验研究工作。　 全文共分为五章。第一章介绍了课题研究的背景和意义及国内外吸附式储能的进展与状况,并确定了本课题的主要研究内容。第二章对储热及太阳能储热应用做了介绍,同时对太阳能储热的方式进行了介绍比较,提出固体吸附式储热具有广泛的开发应用前景。通过对不同固体吸附式储能材料做比较,确定了以沸石～水作为本实验的研究对象。第三章介绍了关于试验装置的设计和调试。第四章对所选取的3A、4A、5A、13X 球形、13X 条形人工合成沸石与天然沸石分别进行了静态脱附、动态脱附与动态吸附实验,综合比较了它们的吸附、脱附以及储能性能。选取了储能性能好的13X 条形人工合成沸石为实验对象,研究了空气含湿量与流速对吸附放热的影响,空气含湿量与流速对吸附放热起关键性的作用,通过控制空气含湿量与流速可以实现对外可控供热。第五章对13X 条形人工合成沸石床的传热传质进行了实验计算与理论比较分析。最后得出结论。　　
【图文】：

石其孔径分布较宽，用沸石作为吸附剂时，不宜用甲醇作制冷剂，因为其微孔结构能够促使甲醇分解。沸石作吸附剂的特点是解析温度高，，而且吸附容量对温度变化不太敏感，因此与之配对的制冷剂最好是水。2.5.2.1 沸石分子筛的结构沸石分子筛是一种合成的沸石型硅铝酸盐晶体。其化学通式为：M2/ZO·Al2O3·nSiO2·mH2O其中 Z 是金属阳离子 MZ+的价数。构成沸石分子筛的骨架元素是硅、铝及与其配位的氧原子。铝沸石分子筛骨架的最基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）。在这些四面体中，硅、铝都以高价氧化态的形式出现。由于硅或铝的原子半径比氧原子的半径小的多，因此，它们处于氧原子组成的四面体的包围之中，因而具有非常大的外表面积和内表面积，具有极强的吸附能力。其结构如图 2－1，2－2 所示：

石其孔径分布较宽，用沸石作为吸附剂时，不宜用甲醇作制冷剂，因为其微孔结构能够促使甲醇分解。沸石作吸附剂的特点是解析温度高，而且吸附容量对温度变化不太敏感，因此与之配对的制冷剂最好是水。2.5.2.1 沸石分子筛的结构沸石分子筛是一种合成的沸石型硅铝酸盐晶体。其化学通式为：M2/ZO·Al2O3·nSiO2·mH2O其中 Z 是金属阳离子 MZ+的价数。构成沸石分子筛的骨架元素是硅、铝及与其配位的氧原子。铝沸石分子筛骨架的最基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）。在这些四面体中，硅、铝都以高价氧化态的形式出现。由于硅或铝的原子半径比氧原子的半径小的多，因此，它们处于氧原子组成的四面体的包围之中，因而具有非常大的外表面积和内表面积，具有极强的吸附能力。其结构如图 2－1，2－2 所示：
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK512

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本文编号：2705157