本文關(guān)鍵詞：船舶余熱吸附制冷用活性炭基復(fù)合吸附劑研制

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【摘要】：在吸附式制冷系統(tǒng)中,吸附工質(zhì)對性能的優(yōu)劣直接影響制冷系統(tǒng)的制冷效率。本文針對活性炭-氨物理吸附工質(zhì)對中活性炭吸附床導(dǎo)熱性能差、系統(tǒng)循環(huán)時間長和吸附床尺寸大的缺點,展開以活性炭為基質(zhì)的復(fù)合吸附劑的研制。本文采用兩種思路制備復(fù)合吸附劑,來改善活性炭的傳熱和傳質(zhì)性能:一種是在活性炭中添加膨脹石墨來增強其導(dǎo)熱性(Ⅰ型復(fù)合吸附劑);另一種是在活性炭中添加高導(dǎo)熱鋁粉增強導(dǎo)熱性能、發(fā)泡劑高溫分解造孔增強其傳質(zhì)性能,再用硅溶膠進行固化定型處理(Ⅱ型復(fù)合吸附劑)。具體研究內(nèi)容如下:1)確定制備工藝條件對復(fù)合吸附劑熱導(dǎo)率的影響。通過對復(fù)合吸附劑的熱導(dǎo)率實驗發(fā)現(xiàn),Ⅰ型復(fù)合吸附劑中,當膨脹溫度為700℃、膨脹時間為40s時制備的膨脹石墨熱導(dǎo)率最大,活性炭與膨脹石墨質(zhì)量比為1:1時復(fù)合吸附劑熱導(dǎo)率最大為/0(.5 W)91 m?K,是顆�；钚蕴繜釋�(dǎo)率(W/(0.)06 m?K)的9.85倍;Ⅱ型復(fù)合吸附劑中,當鋁粉目數(shù)為200目,活性炭與鋁粉、發(fā)泡劑、粘合劑的配比比例為12:12:3:4時,制備的復(fù)合吸附劑的熱導(dǎo)率最大為/1(.1 W)01 m?K,是顆�；钚蕴繜釋�(dǎo)率的18.4倍。2)確定各添加劑配比對復(fù)合吸附劑脫附性能的影響。對復(fù)合吸附劑的脫附性能進行測試,結(jié)果表明,在Ⅰ型復(fù)合吸附劑中,活性炭與膨脹石墨添加比例為2:1時制備的復(fù)合吸附劑性能最優(yōu),其最大脫附速率和氨的累計脫附量分別是顆�；钚蕴康�9倍和2.11倍;在Ⅱ型復(fù)合吸附劑中,活性炭與鋁粉、發(fā)泡劑、粘合劑的配比比例為3:3:1:1時制備的復(fù)合吸附劑性能最優(yōu),其最大脫附速率和氨的累計脫附量分別是顆�；钚蕴康�17.5倍和2.73倍。通過對吸附劑的單位體積有效脫附量比較發(fā)現(xiàn),Ⅰ型和Ⅱ型復(fù)合吸附劑的單位體積有效脫附量是顆�；钚蕴康�1.85倍和4.1倍,采用Ⅰ型和Ⅱ型復(fù)合吸附劑可以有效縮小吸附床體積約46%和75%。3)氨在活性炭、Ⅰ型和Ⅱ型復(fù)合吸附劑上的吸附平衡實驗及模型分析。在溫度與壓力分別為293.15~313.15K、0~1.167MPa條件下,測定了氨在純活性炭、Ⅰ1、Ⅰ3、Ⅱ6和Ⅱ8樣品的吸附平衡數(shù)據(jù),選擇D-A方程進行預(yù)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),D-A方程在系統(tǒng)壓力在0.1~1.06MPa范圍時,預(yù)測誤差在5%以內(nèi),氨在復(fù)合吸附劑上的吸附量隨著活性炭所占質(zhì)量比的上升而上升,選用Clausius-Clapeyron方程計算了樣品在293.15~313.15K溫度下的等量吸附熱,氨在活性炭、Ⅰ1、Ⅰ3、Ⅱ6和Ⅱ8樣品上的等量吸附熱分別為13.76?26./06kJ mol、13.27?26./05kJ mol、13.37?25./38kJ mol、11.62?15./52kJ mol和11.35?14./71kJ mol,Ⅰ型復(fù)合吸附劑對活性炭孔徑影響較少,Ⅱ型復(fù)合吸附劑對活性炭的孔徑影響較大,復(fù)合吸附劑的等量吸附熱隨著吸附量的增大而減少。
【關(guān)鍵詞】：吸附式制冷 船舶余熱 活性炭 復(fù)合吸附劑 吸附模型
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 氨吸附劑研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 活性炭10-11
• 1.2.2 堿土金屬鹵化物11-12
• 1.2.3 復(fù)合吸附劑12-15
• 1.3 本文研究的主要工作15-17
• 第2章 復(fù)合吸附劑試制17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 制備方案17-21
• 2.2.1 Ⅰ型復(fù)合吸附劑17-20
• 2.2.2 Ⅱ型復(fù)合吸附劑20-21
• 2.3 熱導(dǎo)率測試21-26
• 2.3.1 測試方法21-22
• 2.3.2 測試結(jié)果及分析22-26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 第3章 氨在復(fù)合吸附劑上的脫附性能測試27-34
• 3.1 引言27
• 3.2 測試方案27-29
• 3.2.1 測試平臺27-28
• 3.2.2 實驗步驟28-29
• 3.3 實驗結(jié)果分析29-31
• 3.3.1 Ⅰ型復(fù)合吸附劑29-30
• 3.3.2 Ⅱ型復(fù)合吸附劑30-31
• 3.4 活性炭、Ⅰ型復(fù)合吸附劑和Ⅱ型復(fù)合吸附劑性能比較31-32
• 3.5 小結(jié)32-34
• 第4章 氨在復(fù)合吸附劑上的吸附平衡測試34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 吸附劑試樣結(jié)構(gòu)分析34-35
• 4.3 吸附平衡測試35-36
• 4.3.1 測試原理35
• 4.3.2 實驗裝置及設(shè)備35-36
• 4.4 測試步驟36-42
• 4.4.1 確定參比槽容積36-37
• 4.4.2 吸附劑的稱重與裝填37
• 4.4.3 氣密性檢查37
• 4.4.4 確定吸附槽有效體積37-39
• 4.4.5 吸附等溫線測試39-42
• 4.5 吸附平衡分析42-48
• 4.5.1 D-A方程42-45
• 4.5.2 吸附熱計算45-48
• 4.6 小結(jié)48-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50-51
• 5.2 展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-57
• 在學(xué)期間科研成果情況57

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本文編號：560428