试析吸附制冷工质对及其制冷过程研究

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1、南京工业大学博士学位论文吸附制冷工质对及其制冷过程研究姓名：崔群申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：姚虎卿;时钧20020901南京盖盘欠学诲圭攀往论史摘要墩辫割冷可分为设骥式制冷襄吸瓣除漫刳冷嚣大粪。暇醛式翱冷是剥爆嬲体吸附剂对吸附质(制冷剂)的吸附过程而获得冷龌的。吸附除湿制冷是用闲俸吸辫裁耱空气中赞东蒸汽部分豫去，荠与蒸茇冷帮等技本缝合，达戮裁冷效果的制冷方法。吸附制冷因可充分利用低品位工业余热以及太阳能作为驱动热源，没有CFC类物质霹环境熬污染闰遴，其蠢环保帮节黥嚣大我势，露成荧甏内外党相开发的热点。在欧

2、荚和日本等国均将吸附制冷技术的应用列为重点研究谋越，将涮是将其餍予新型空调系统和太阳能应耀产晶耱开发研究，倍受关注。然而，从吸附制冷实用化研究成槊来看，固体吸附带4冷技术还不够成熟，存在稽单位吸附剂的制冷功率低，系统造价黼，热利用率低等问题，尚未达到工业化水平。为此，本文选择目前在吸附制冷技术应用开发中亟待进一疹解决的关键技术一“开发性能优良的吸瓣制冷工质对”{筝为萋毋究翅括。以对人体无伤害、对环境无污染的水和乙醇作为吸附制冷工质，研制出适合予吸附制冷特点的性能毯良豹一系列复会骧瓣荆；对承或乙醇与塞翻复合吸瓣裁组成鳃翻

3、冷!矮霹鹣吸附式制冷和吸附除湿制冷的。陇能进行了深入的实验研究；用有效能分析方法讨论了啜瓣涮冷德嚣匏刽冷效率轻麓爨豹裂鞠率；对蔽鬻式空诵静经济往迸行了分析。为吸附制冷的丌发应用提供了较为详细的舆有使用价值的基础研究。1．首次将碱土金属化合物及其靛类与传统吸附材料13x分子筛、硅胶和活性氧化铝等复合，制取具鸯较裹吸附量秘较低褥生滠发豹遗合予以低涅热能驱动的吸附制冷过程的一系列优良复合吸附剂。分别在自制的吸附制冷、‘除湿制冷模拟实验装鬟上，溺褥该蓉熨复合啜瓣潮与瘩彝己醇缱残戆暇辫铡冷工袋对的吸附制冷性能以及除湿制冷性能均忧

4、于传统吸附剂(13x，硅胶和活性炭)。其中，M1—9906～承工矮对鹣啜辩铡冷薰怒13X承静2．0～2+5倍；M4～0132～水工质对的吸附制冷量为44lkJ／kg～924kJ／kg：M卜0001一乙醇工质辩的啜鬻镪冷鬃和割冷功率分剩为：315kJ／kg～909kJ／kg和79kJ／(kg·h)～227kJ／(kg·h)，是活性炭～乙醇的2．2～5．9倍：M4—0132的除湿翩冷功率是硅胶1．9倍，是13x的2．2倦。M4～0132一水和M卜0001一乙醇是用于以太阳能和低濑热能驱动的吸附制冷过稷的良好吸附王质对。2．

5、将催化剂的有关机理分析方法用于复合吸附剂的机理研究。撮出以吡啶为探赫要针分予，硝TG—DTA--DTG分析法，研究复合吸附剂的艇合现蒙和复合机理鲍毅恩黯。黯自铡复合暇鬻蘩黪复合释暇辫撬毽磺究认为：戳碱主金属麓类捧为复合隈辫裁翡主要淼料箭取酾复合擞附箭，在较低褥生温度下，是以物理啜翳魏主。首次提出壤艇蹶辫裁懿弱暇鹾中心数，露篌裁取款复台吸黔剂凝有较{燕髌吸瀑壤翻较大吸瓣量。该顼磺究为吸辩露《冷鞠吸辫剂躺轿弗《掇供了设计港性缀成蛉谈据。3。暴鼷混合法涮备复合墩附粥。禳攒对主要嗷附材料的TG—DTA—DTG分析，确定焙娆条馋

6、；粳掇强缍褥溅窥鐾梁，霞这了扩孑k粼；驻乎褥啜融爨秘DTA分蛳的脱承戏乙醇峰静峰端温度为港核指橼，耀芷交试验钱纯了复合墩附黼的躁斟配比。碰究结果表爨：浆爱分段焙残和趣入扩孑k裁E2窍利予提赢爨合暇附剂的吸附健熊{M4-0t32吸瓣刹最遮宣静溅辩配比为：M10—40％，M3—20％，M4—20％，其它--20％，扩孔刘为E2。4．根摁吸嫩势理论、徽孔填充吸黪避论秘对簧合缀辫豁熬撬潦研究结采，稚导出囊制复台吸隧裁躺吸醛平德方程j摹珏吸附熬的麓纯诗算模攫。该方程麓摄好地拟合水和乙醇在彝制复鸯吸隧蠢4上的吸隧等滋线。爰姥攒型瓣

7、承葶霹乙醇在自制复合吸附剂、13x分子炼和活性炭上的吸附热进行计葵，结果袈聪：鑫制嚣台啜辩裁对求和乙醇的吸附热明显低予13x一水和活镶炭一五醇。该类研究为吸附制冷系统结构设计提供了吸附平衡方程和计算吸附热的简便方法。5。提出用吸附制冷工璇对的特征吸附幼分析吸附制冷键环对热量的辩求璧。推导掇蔽辩制冷邋程酌稳态平衡方程。首次提出根据就稳态平衡方程评判啜辩工成对适宣的制冷场合。对本文研究的制冷工质对的制冷工况分析结果袋疆：鑫翻复合瑷鬻翔M4，oi32一承和M1．000I一乙簿适稍予空诫等大循环赘静稍冷系统，M1．9906一乙

8、游和M2—0003一忍醇可用于制冰和冷冻铸需疆低涅鹣裁冷溺鼹。6．推导出基本吸附制冷循环各过程的趟量及其有效能的计算模型，并用此模型黠承辩乙醇在鑫铡篾台瑕辩热上静漾辩秘冷毪麓参数逡行了诗髯，结采袭裙，求和乙黼与自制复合吸附剂组成的工质时的制冷循环肖着比硅胶一水、活羧炭一乙簿更丈瓣裁冷效率稻潮效率。霰辫锈冷避程懿特{垂湛瘦黠露《冷靛