復合吸附劑滲透特性及強化傳質的研究.pdf

1、作為一種節(jié)能環(huán)保的制冷方式，吸附式制冷由于其顯著的優(yōu)勢被廣泛應用于太陽能利用、地熱能以及低品位熱能的回收，在緩解電力緊張、降低化石燃料消耗、改善環(huán)境問題等方面具有重要作用。吸附制冷系統(tǒng)的核心，即吸附工質對的性能，直接影響了吸附制冷機的設計參數(shù)和運行模式的選擇?；瘜W吸附比物理吸附吸附量大，能夠實現(xiàn)較高的COP和SCP，但是在吸附過程中會出現(xiàn)膨脹、結塊等現(xiàn)象，同時也存在熱量傳遞性能差、氣體滲透性差等問題。近年來，混合/復合吸附工質對成為研究

2、熱點。
　　本課題旨在探究復合吸附劑的滲透特性，解決復合吸附劑傳熱傳質的協(xié)同強化問題，在不影響導熱性能的情況下得到傳質性能優(yōu)越的復合吸附劑制備工藝，分析各種因素對滲透率的影響規(guī)律。針對該目的，首先按照Ergun模型設計并構建了適用于吸附劑滲透率測試的實驗臺，分析了各個因素對測試結果的影響，然后結合正交實驗原理設計了五因素五水平的正交實驗表，最后探討了氨氣吸附對吸附劑傳質性能的影響機理，控制一定氨氣吸附量的原理，對正交實驗優(yōu)選出的試

3、樣進行了不同氨氣吸附量下滲透率的測試，并測試了樣品干燥后殘余水分量對活化后滲透率測試結果的影響，具體內(nèi)容如下:
　　(1)基于Darcy定律和Ergun模型設計并搭建了一整套適用于吸附劑氮氣和氨氣滲透率測試的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四大部分組成:恒溫水浴系統(tǒng)、定壓氣源系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和氨氣處理系統(tǒng)。各個部分再由相關設備搭配構成，所購買或加工而成的設備均具有較高的精密性，以保障實驗結果的高精度。由于國內(nèi)外在滲透率測試主體尺寸上的差異，本文測試分

4、析了兩種大小不同尺寸的主體對滲透率的影響;考慮到滲透率的各向異性，分析了測試方向與試樣壓制方向間的相對關系對測試結果的影響;測試了氯化鈣/石墨1∶1配制的復合吸附劑在不同密度下的滲透率，得出了密度與滲透率之間的關系式。
　　(2)基于炭化活化造孔機理將木粉引入吸附劑的制備工藝，按照正交實驗原理設計了考察鈣木比、鈣墨比、溫度、時間和粒度五個因素五個水平的正交表，對于這類新型的吸附劑制備工藝，在充分按照正交實驗的指導下，進行了試樣的制

5、備。然后利用統(tǒng)計分析軟件SPSS對測試結果進行了分析，探明了不同因素對滲透率測試結果影響的顯著程度;并對該五個因素估算邊際均值，分析每個因素的水平對滲透率的影響規(guī)律，在此基礎上得到具有最好滲透特性的樣品制備工藝;最后進行了正交實驗結果的驗證，并對優(yōu)選出的試樣進行了不同固化密度下的測試，對比了不同固化密度下所研制的試樣與傳統(tǒng)氯化鈣/石墨復合吸附劑的滲透特性。
　　(3)從理論上分析了不同氨氣吸附量對吸附劑滲透特性的影響，以及為了測試