船舶余熱驅(qū)動的活性炭-氨吸附式制冷研究.pdf

1、針對當(dāng)前吸附式制冷工質(zhì)對中的硅膠性能衰減、甲醇易分解、分子篩驅(qū)動熱源偏高及金屬氯化物板結(jié)、噴粉堵管等問題，提出以物理吸附工質(zhì)對活性炭-氨構(gòu)建船舶余熱驅(qū)動的吸附式制冷與空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)路線，具體展開如下研究工作：
　　1）活性炭結(jié)構(gòu)參數(shù)對氨平衡吸附量的影響。試驗(yàn)選用SAC系列椰殼活性炭，首先，應(yīng)用康塔公司全自動比表面積及孔隙度分析儀標(biāo)定比表面積、平均孔徑和孔容。其次，選用靜態(tài)容積法在溫度為30℃、壓力為0～1.167MPa范圍內(nèi)測定氨

2、在SAC系列活性炭上的吸附等溫線。結(jié)果表明：SAC系列椰殼活性炭的比表面積、平均孔徑和孔容分別為800～1960m2/g、2.07～2.27nm和0.032～0.197ml/g；比表面積為1960m2/g時(shí)的最大吸附量為498mg/g。氨在活性炭上的吸附容量隨比表面積的增大而增長。
　　2）氨在活性炭上的吸脫附平衡分析。首先，在溫度與壓力分別為20～45℃、0～1.167MPa范圍內(nèi)，測定氨在比表面積為1960m2/g的SAC-0

3、2活性炭上的吸附平衡數(shù)據(jù)，并由維里方程計(jì)算相應(yīng)的吸附量。其次，選擇DA方程，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的非線性回歸確定方程參數(shù)，同時(shí)分析了標(biāo)定參數(shù)后的DA方程的預(yù)測精度。再次，選用Clausius-Clapeyron方程，在吸附量為255～385mg/g范圍內(nèi)，通過等量吸附線標(biāo)繪確定氨在活性炭上的等量吸附熱，并由低壓區(qū)域的吸附數(shù)據(jù)的Henry定律標(biāo)繪確定氨在活性炭上的極限吸附熱。結(jié)果表明，DA方程的預(yù)測精度與壓力有關(guān)，在較低壓力區(qū)域內(nèi)預(yù)測值得相對誤差

4、較大，而在壓力處于0.15～1.03MPa范圍內(nèi)時(shí)預(yù)測值的相對誤差小于6%；氨在活性炭上吸附熱的大小為24.25～38.04kJ·mol-1。最后，在吸附床中活性炭的充填量與充填厚度分別為69.9080g和31mm時(shí)，分析了熱源溫度變化對脫附速率的影響，發(fā)現(xiàn)熱源溫度從80℃增加至120℃時(shí)，平均脫附速率將從1.46mg/s增加至2.49mg/s。
　　3）余熱氨吸附式制冷在典型船舶上的應(yīng)用研究。首先，選擇載重量為58107噸的“S