氯化鈣及其復(fù)合吸附劑吸附性能衰減研究.pdf

1、吸附式制冷作為一種新型的制冷方式，可利用如太陽能，工業(yè)余熱等低品位熱源，同時(shí)能夠解決氟氯烴類制冷劑對環(huán)境造成破壞的問題，具有較大的研究和應(yīng)用價(jià)值。近些年，世界各國學(xué)者對于吸附式制冷的研究工作涉及吸附劑優(yōu)化，吸附床設(shè)計(jì)，吸附系統(tǒng)循環(huán)改進(jìn)等方面。但作為吸附式制冷的核心，吸附劑在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在各種問題。化學(xué)吸附劑的吸附量大，但本身導(dǎo)熱系數(shù)較低，長時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)膨脹、結(jié)塊等現(xiàn)象，使吸附劑的傳熱和傳質(zhì)都出現(xiàn)明顯惡化，導(dǎo)致吸附性能出現(xiàn)衰減，使

2、用壽命和可靠性都降低。
　　本文針對化學(xué)吸附劑使用過程出現(xiàn)的傳熱傳質(zhì)降低、性能衰減的問題，探究可能影響化學(xué)吸附劑氯化鈣性能的因素，以及這些因素的相應(yīng)的影響方式。利用炭化造孔的方式制備新型復(fù)合吸附劑，通過正交實(shí)驗(yàn)的方法，分析不同制備因素對復(fù)合吸附劑性能的影響趨勢，并具體分析樣品的吸附量衰減和吸附/解吸曲線的變化情況。具體內(nèi)容如下:
　　(1)基于控制容積法測定吸附量的方法，設(shè)計(jì)并搭建了一套吸附量連續(xù)測定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用時(shí)間繼電器

3、及電磁閥對電加熱片和冷卻水回路進(jìn)行交替控制，達(dá)到吸附/解吸所需要的溫度條件。反應(yīng)釜的樣品槽設(shè)計(jì)以填裝小質(zhì)量樣品為基礎(chǔ)，避免反應(yīng)過程中出現(xiàn)大量吸附熱，降低熱源需要的條件和反應(yīng)時(shí)間，使吸附循環(huán)可以快速進(jìn)行，達(dá)到加速吸附劑老化的目的，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行可靠性高。通過連續(xù)測量吸附劑多次吸附/解吸的循環(huán)吸附量變化，表征吸附劑性能的衰減情況。
　　(2)選用價(jià)格低廉，來源廣泛的氯化鈣作為研究的化學(xué)吸附劑，對不經(jīng)高溫處理和經(jīng)500℃，600℃加

4、熱后制備的3種實(shí)驗(yàn)樣品分別進(jìn)行200次以上的循環(huán)吸附測試，分析了制備溫度對氯化鈣循環(huán)吸附量，吸附/解吸曲線變化的影響。
　　(3)為研究樣品膨脹空間對氯化鈣吸附性能的影響，在限制其膨脹條件下，對氯化鈣進(jìn)行吸附性能衰減變化測試，并與正常放入反應(yīng)槽的相同樣品進(jìn)行對比，分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生差異的原因。
　　(4)為改善化學(xué)吸附劑自身導(dǎo)熱和結(jié)塊后傳質(zhì)性能差的問題，優(yōu)化復(fù)合吸附劑的制備工藝，將楊木屑浸漬在氯化鈣溶液中，通過楊木屑疏松多孔

5、特性增加氯化鈣的負(fù)載量，經(jīng)高溫活化造孔的方法豐富復(fù)合吸附劑的傳質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)的原則設(shè)計(jì)浸漬氯化鈣溶液濃度，木屑石墨質(zhì)量比，炭化活化溫度和炭化活化時(shí)間四因素三水平的實(shí)驗(yàn)方案，并對吸附劑進(jìn)行多次吸附循環(huán)測試，選取最大和最小循環(huán)吸附量的比值作為評價(jià)指標(biāo)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析和方差分析，通過估算邊際均值分析以上因素對復(fù)合吸附劑循環(huán)吸附量最大衰減程度的影響趨勢。選擇復(fù)合吸附劑中最優(yōu)和最差的樣品，分析了其循環(huán)吸附量和吸附/解吸曲線的衰減規(guī)律