分子筛/水体系蓄热特性的热化学研究

分子筛/水体系蓄热特性的热化学研究

崔云鹏[1]2001年在《分子筛/水体系蓄热特性的热化学研究》文中研究表明本文从热化学的角度提出了一个评价吸附工质对体系的系统方法,即将吸附工质对的吸附量、脱附率、吸附热和脱附热这四个指标集成在一起,结合吸附工质对的热动力学特性,全面地评价吸附工质对的优劣。 基于采用静态吸附称重法对3A、4A、5A和13X四种分子筛在30℃、60℃、90℃和120℃条件下对水蒸气的饱和吸附量的测定与研究,本文认为分子筛的静态饱和吸附量存在极大值。一般情况下,40℃~80℃的范围内,确切地讲,在60℃附近的温度最有利于A型与X型分子筛对水的吸附。本文以Langmiur吸附理论证明了上述推论的正确性,并拟合了13X分子筛/水的吸附平衡方程。 采用真空加热的方法,本文测定了300~320℃条件下各种分子筛饱和吸附后的脱附率,结果表明分子筛脱附只跟分子筛本身的化学性质和物理结构有关,而与吸附过程无关。 进而,本文采用先进的微量量热法直接测定了分子筛/水蒸气30℃下的吸附热,以及30℃、60℃、75℃和90℃四个温度条件下的脱附热。研究发现,除了3A分子筛以外,其它叁种型号的分子筛吸附热大,脱附热也大,反之亦然。特别地,3A分子筛的吸附热最大,但脱附热却最小,表现出与其它几种分子筛相异的现象。 结合吸附体系在吸附、脱附过程量的平衡性质以及热的平衡性质,本文提出了评价吸附工质对优劣的新指标——综合特性参数的概念。结果显示3A分子筛的综合特性参数优于其它叁种分子筛。 最后,本文从6个典型动力学模型中,筛选出最适宜的热动力学模型——叁维扩散控制的Brounshtein—Ginsttling方程,并用此模型解出分子筛/水吸附与脱附过程的动力学常数以及脱附活化能。

付江辉[2]2004年在《有机蓄热相变材料的热化学研究》文中研究说明蓄热技术利用相变材料(Phase Change Material,PCM)的相变热来储存热能。主要用于调节城市电力峰谷负荷,以提高能源利用效率。该技术可以充分利用可再生能源太阳能,有利于保护环境。 本研究对蓄冷 PCM 的综合特性进行了评价,选定以一元脂肪醇PCM 为研究对象。进行了材料的相变温度、过冷度、相变热和热稳定性等几方面特性的热化学研究。 依据相变温度,得出了在7~10℃范围内的 6个合适的混合醇 PCM蓄冷配方以及正十八醇蓄热PCM 配方。进一步研究发现,混合醇配方的相变热小于混合醇中组分的平均相变热,约为平均相变热的 20%。但是,正十八醇的相变热较大,为 242.85J·g-1,可用作蓄热 PCM。 热稳定性研究中,以正十六醇与正癸醇的混合物为研究对象。50次冷热循环后,凝固点与初始凝固点的偏差为 0.72%,熔化热的偏差为 0.68%,过冷度几乎无变化。该结果表明,醇类 PCM 有良好的热稳定性。 同时,本研究针对有机 PCM 导热性能差的特点,进行了有机蓄热PCM 的改性研究。该研究采用热动力学分析方法,选择国产 54#石蜡为改性对象。筛选出了用来描述石蜡结晶过程的 Avrami模型,并求得石蜡在 44.0℃时的结晶速率常数 k 为 0.117×10-4min-1。在石蜡中添加 II<WP=5>北京化工大学硕士研究生毕业论文了碳纤维、导电高分子材料以及纳米 Mg(OH)2等改性剂,但研究结果表明它们并不适合用作石蜡的导热性能改进剂。此后,在 44.0℃条件下,分别向石蜡中添加铜丝和铝粉,结晶速率常数变大,为 0.138×10-4min-1 和 0.154×10-4min-1,分别提高了 17.95%和 31.62%,表明添加铜丝和铝粉能起到强化石蜡传热的作用。

参考文献:

[1]. 分子筛/水体系蓄热特性的热化学研究[D]. 崔云鹏. 北京化工大学. 2001

[2]. 有机蓄热相变材料的热化学研究[D]. 付江辉. 北京化工大学. 2004

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