压缩强化解吸的新型吸附制冷系统性能研究

本文提出了压缩强化解吸的新型吸附制冷系统,该系统采用耦合压缩抽气降压技术降低吸附剂解吸压力和解吸温度,同时吸附剂解吸反应可提高压缩机吸气压力、减小压缩机功耗、提升制冷能效。同时搭建了以氨为制冷剂、氯化锶/硫化膨胀石墨作为吸附剂的固化复合吸附单元管性能测试实验台,进行不同工况下的解吸、吸附反应耦合性能测试。结果表明:该新型系统可在热源温度为70~90℃下进行吸附制冷;在蒸发温度为-10℃、热源温度为90℃时,新型系统最佳解吸压力为0.62 MPa、压缩机压比为2.60、制冷能效COP_(elec)(制冷量/电耗)为5.21,相比于氨蒸气压缩制冷系统,制冷能效提高74%。

改性氧化钛对羟乙基乙二胺水溶液解吸CO2的强化

羟乙基乙二胺(AEE)水溶液的CO2循环吸收量高(1.2molCO2/molAEE),吸收速度快,稳定性好,但解吸速度慢、解吸量少(0.8mol CO2/mol AEE)是限制该技术广泛应用的主要原因。本文通过向AEE水溶液中添加质量分数为0.05%~0.20%的改性氧化钛(TiO2-MWCNT和TiO2-OH)强化AEE的解吸能力。CO2循环吸收(40℃)-解吸(120℃)实验结果表明改性氧化钛的添加比氧化钛强化CO2解吸效果更好,强化顺序为TiO2-MWCNT>TiO2-OH;其对应的最大解吸速率分别为0.093L/min(质量分数0.15%)和0.083L/min(质量分数0.20%),相对于AEE水溶液,分别提高了32.9%和18.6%;其对应的最大解吸量分别为0.92molCO2/molAEE(质量分数0.15%)和0.88molCO2/molAEE(质量分数0.20%),分别提高了12.2%和9.7%;其对应的CO2循环吸收量分别是0.95molCO2/molAEE(质量分数0.15%)和0.89molCO2/molAEE(质量分数0.15%),分别提高了18.75%和11.25%;5次循环吸收解吸实验结果表明改性氧化钛强化CO2解吸效果稳定,具有较强的化学稳定性。对反应后的改性氧化钛进行XRD、BET、FTIR和SEM表征,结果表明改性氧化钛具有较强的结构稳定性。TiO2-MWCNT和TiO2-OH在促进有机胺溶液解吸CO2方面具有一定的工业应用潜力。

液氮作用下煤体孔隙演变对吸附解吸特性的影响

为研究液氮作用下煤体孔隙演变规律和液氮处理次数对甲烷吸附解吸特性的影响,以山西阳泉无烟煤为例,进行了液氮作用下孔隙演变的压汞试验和一系列吸附解吸试验。结果表明:(1)煤样经4次液氮处理后,不同尺度的孔隙数量均有不同程度的增加,其中液氮处理对大孔数量增加的贡献最大,液氮致裂增透归因于3个原因:孔隙连通,孔裂隙扩展,孔裂隙增生;(2)随着液氮处理次数的增加,液氮处理对甲烷最终吸附量的影响不断减弱,低吸附压力下Freundlich公式能够较好地描述甲烷的等温吸附;(3)改进的Lagergren吸附动力学公式能够更加准确的描述吸附量随时间的变化,煤吸附气体的时间效应几乎不受液氮处理次数的影响,液氮冻融损伤煤体能够促进煤中甲烷的解吸扩散渗流,煤样在液氮处理4次后解吸收益达到最佳。研究结论对原位煤层液氮致裂改性,增产煤层气工艺提供了理论依据。