CN115077280A - 同时实现集水和相变蓄热功能的装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置及其制备方法，该装置包括相变球、超疏水半球形壳体和超亲水小球；多个超亲水小球均匀嵌套在超疏水半球形壳体的外周的球面凹坑中；若干超疏水半球形壳体固定在相变球的外周；相变球包括球形壳体和顶部封装盖，球形壳体内填充相变材料，顶部封装盖可拆卸连接在球形壳体上。本发明的装置，实现了同时收集烟气中的水分和利用烟气余热的功能，且制备过程简单。该装置使用方便，可以将暂时不用的热量储存于相变球的相变材料中，在需要使用时，再通过一定的方法将其释放出来，达到了热能的储存和循环利用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及相变蓄热技术领域，具体涉及一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置及其制备方法。
背景技术
非洲南部的Namib沙漠，几乎终年无雨，但在清晨或夜晚经常会有浓雾并伴随大风出现，生存其中的Stenocara甲虫，可利用背部收集雾气中的水分。甲虫集水时，头部朝着风向，背部与地平面约成45°，一段时间后,背部表面就会有小水珠形成。通过对甲虫集水过程的摄录，研究者发现：集水初期甲虫背部某些点上会形成小水珠，之后小水珠慢慢长大；在Namib常见风速5m/s时，直径4—5mm的小水珠会从背部脱落，并顺利流入甲虫口中。这种特殊环境，不仅要求甲虫背部能集取风中的小雾滴，而且还需保证背部水珠在未脱落至甲虫口中之前，能顺利长大而不被风吹走。
相变蓄热技术是利用相变材料在相变时吸收或放出热量来实现储热和放热的目的，它可以将暂时不用的预热或多于的热量储存于相变材料中，在需要使用时，再通过一定的方法将其释放出来。相变蓄热技术利用潜热储能，储热密度相较于显热蓄能更高，在相变蓄热过程中，相变材料近似恒温，可以很好地控制相变材料的温度。相变蓄热技术具有装置简单、体积小、使用方便且装置温度可控等优点。
当前，国内燃煤电厂和钢铁烧结厂广泛采用了湿法脱硫工艺，湿法脱硫技术后排放的烟气携带大量水蒸气，湿烟气进入温度较低的环境大气中，不仅造成大量水资源的浪费，还会形成“白烟”现象，产生视觉污染，为企业带来巨大的社会舆论压力。因此，通过模拟甲虫背部的结构特征，制备相似的仿生材料，并利用仿生材料的集水特性与相变蓄热技术相结合，不仅能在烟气中回收利用水资源，还能利用烟气余热，对于能源利用和环境保护都具有重要的影响意义。
然而，现有集水装置和相变蓄热装置主要存在的缺点为无法将仿生材料的集水特性与相变蓄热技术相结合，尚不存在能同时回收利用烟气中的水资源和余热的装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置及其制备方法，具体技术方案如下：
一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置，该装置包括相变球、超疏水半球形壳体和超亲水小球；
多个所述超亲水小球均匀嵌套在所述超疏水半球形壳体的外周的球面凹坑中；
若干所述超疏水半球形壳体固定在所述相变球的外周；
所述相变球包括球形壳体和顶部封装盖，所述球形壳体内填充相变材料，所述顶部封装盖可拆卸连接在所述球形壳体上。
进一步地，所述相变球和超亲水小球均由不锈钢材料制成。
进一步地，所述超疏水半球形壳体是由聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比10:1混合后，在向混合物中加入质量比为30％的高导热短切碳纤维，并抽真空固化而成。
进一步地，所述超疏水半球形壳体为两个，面对面固定在所述相变球的外周。
进一步地，所述超疏水半球形壳体的球心与所述相变球的球心的距离为相变球直径的0.1倍。
进一步地，所述超亲水小球的直径为所述超疏水半球形壳体的外径的0.05-0.1倍；所述超亲水小球的排布间隔为所述超疏水半球形壳体的外径的0.05-0.1倍。
进一步地，所述相变球内填充的相变材料为赤藓糖醇。
一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：制备超疏水半球形壳体的模具；
准备一个半球壳，内表面均匀涂抹一层胶水，将多个半球体均匀粘贴在半球壳的内表面，所述半球体的直径与所述超亲水小球的直径相等，半球体的排布间距为半球壳的0.05-0.1倍，等胶水固化后，即得到制备超疏水半球形壳体的模具；
步骤二：制备相变球，并在相变球中填充相变材料；
步骤三：制备超疏水半球形壳体；
将聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比为10:1混合，并向混合物中添加占混合物质量比为30％的高导热短切碳纤维，混合均匀；将混合后的液体抽真空；将步骤二制备的相变球放置在步骤一的模具上方，并使所述相变球的球心距离模具的球心为预设距离，然后将抽真空后的混合物放入模具和相变球组成的间隙中，对装置整体加热固化；去除半球壳和多个半球体，得到表面带有凹坑的半球形壳体；再在表面带有凹坑的半球形壳体的外表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，并通风干燥，直至在半球形壳体的外表面形成超疏水层，得到超疏水半球形壳体；
步骤四：将小球表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，通风干燥，直至小球表面形成超疏水层；然后将小球进行等离子清洗，使得疏水硅烷在二氧化硅纳米粒子上完全分解，同时保持表面的纳米结构，将表面改性为超亲水表面，得到超亲水小球；
步骤五：将所述超亲水小球粘贴在所述超疏水半球形壳体的凹坑上，然后再把所述超疏水半球形壳体粘贴在相变球的外周。
进一步地，所述步骤一中的胶水为环氧树脂AB胶。
本发明的有益效果如下：
本发明的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，实现了同时收集烟气中的水分和利用烟气余热的功能，且制备过程简单。该装置使用方便，可以将暂时不用的热量储存于相变球的相变材料中，在需要使用时，再通过一定的方法将其释放出来，达到了热能的储存和循环利用的目的。
附图说明
图1为本发明的同时实现集水和相变蓄热功能的装置的示意图。
图2为半球形壳体模具的示意图。
图3为相变球与半球形壳体模具配合制备超疏水半球形壳体的示意图。
图中，相变球1、超疏水半球形壳体2、超亲水小球3、玛瑙半球体4、不锈钢半球壳5、相变球的球形壳体101，顶部封装盖102。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的同时实现集水和相变蓄热功能的装置包括相变球1、超疏水半球形壳体2和超亲水小球3。多个超亲水小球3均匀嵌套在超疏水半球形壳体2的外周的球面凹坑中；若干超疏水半球形壳体2固定在相变球的外周；相变球1包括球形壳体101和顶部封装盖102，球形壳体101用于填充相变材料，顶部封装盖102可拆卸连接在球形壳体101上。
其中，超疏水半球形壳体2是模拟了沙漠中甲虫的背部的表面特征，超亲水小球3是模拟了沙漠中甲虫背部的突起，两个配合用于收集烟气中的水分。
为了使相变球1获得优异的导热性能，同时使亲水小球3表面获得优异的表面改性效果，相变球1和超亲水小球3均由不锈钢材料制成。
为了使超疏水半球形壳体2的导热性能良好，且壳体表面可以根据预设结构进行改造，超疏水半球形壳体2是由聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比10:1混合后，在向混合物中加入质量比为30％的高导热短切碳纤维，并抽真空固化而成。
为了使水分与超疏水半球形壳体2有足够的接触面积，使水滴在超疏水半球形壳体2上顺利长大不被吹走，超疏水半球形壳体2为两个，面对面固定在相变球1的外周。
为了使超疏水半球形壳体2的导热性能更好，超疏水半球形壳体2的厚度需要较小，但超疏水半球形壳体2的厚度不能小于亲水小球3的半径，超疏水半球形壳体2的球心与相变球1的球心的距离为相变球直径的0.1倍。因超疏水半球形壳体2实际上是一层薄膜，需要包覆在相变球1上，薄膜的厚度不能太厚，防止热量难以传递到相变球1的内部。
超亲水小球3的直径为超疏水半球形壳体2的外径的0.05-0.1倍；超亲水小球3的排布间隔为超疏水半球形壳体2的外径的0.05-0.1倍，从而充分达到仿生的效果，使得集水效果更好。
本发明的同时实现集水和相变蓄热功能的装置的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：制备超疏水半球形壳体的模具；
准备一个半球壳，内表面均匀涂抹一层胶水，将多个半球体均匀粘贴在半球壳的内表面，所述半球体的直径与所述超亲水小球的直径相等，半球体的排布间距为半球壳的0.05-0.1倍，等胶水固化后，即得到制备超疏水半球形壳体的模具；作为其中一种实施方式，半球壳选用不锈钢半球壳，胶水可选用环氧树脂AB胶，半球体选用玛瑙半球。玛瑙半球体间隔为1毫米。制好的模具放置24小时后再取用。
步骤二：制备相变球；
作为其中一种实施方式，相变球采用不锈钢材质，制作球形壳体和可拆卸的顶部封装盖；
步骤三：制备超疏水半球形壳体；
将聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比为10:1混合，并向混合物中添加占混合物质量比为30％的高导热短切碳纤维(用于提高聚二甲基硅氧烷复合材料的导热性)，混合均匀；将混合后的液体放置于真空干燥箱中，抽真空2小时，用于排除混合液体内部的气泡；将步骤二制备的相变球放置在步骤一的模具上方，并使相变球的球心距离模具的球心为预设距离，然后将抽真空后的混合物放入模具和相变球组成的间隙中，对装置整体放置于真空干燥箱中，在80摄氏度下加热2小时使其固化；去除半球壳和多个半球体，得到表面带有凹坑的半球形壳体；再在表面带有凹坑的半球形壳体的外表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，并通风干燥，喷雾、通风干燥可重复多次，直至在半球形壳体的外表面形成超疏水层，得到超疏水半球形壳体；通过观察和测量发现，超疏水半球形壳体的接触角为138°；
步骤四：将小球表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，通风干燥，喷雾、通风干燥可重复多次，直至小球表面形成超疏水层；然后将小球进行等离子清洗，使得疏水硅烷在二氧化硅纳米粒子上完全分解，同时保持表面的纳米结构，将表面改性为超亲水表面，得到超亲水小球。该实施例中采用不锈钢小球时，测出形成超疏水层时，不锈钢小球表面的接触角为148°；经过超亲水处理后，不锈钢小球的接触角小于1°，证明不锈钢小球已经被成功改性为超亲水小球；
步骤五：将超亲水小球粘贴在所述超疏水半球形壳体的凹坑上，然后再使用环氧树脂AB胶把两个超疏水半球形壳体粘贴在相变球的外周。粘贴的时候都可以用环氧树脂AB胶，从而形成同时实现集水和相变蓄热功能的装置。
将本发明同时实现集水和相变蓄热功能的装置放置于钢架上排列，置于电厂尾部的高温烟道中。当电厂尾部的烟道温度为100摄氏度至150摄氏度时，由于赤藓糖醇在该温度下具有较高的相变潜热和导热率，因此，相变材料可以选择赤藓糖醇。当烟气流经同时实现集水和相变蓄热功能的装置时，烟气中的水分被仿生集水表面收集，烟气中的热能用于使赤藓糖醇从固态转化为液态。这是烟气中的水分收集过程和烟气中热能的吸收过程。
转移本发明的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，置于冷态的烟道内部。当烟道内流经冷态气体时，同时实现集水和相变蓄热功能的装置中的赤藓糖醇从液态凝固为固态，并放出大量热量，冷态气体被预热为热态气体。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，该装置包括相变球、超疏水半球形壳体和超亲水小球；
多个所述超亲水小球均匀嵌套在所述超疏水半球形壳体的外周的球面凹坑中；
若干所述超疏水半球形壳体固定在所述相变球的外周；
所述相变球包括球形壳体和顶部封装盖，所述球形壳体内填充相变材料，所述顶部封装盖可拆卸连接在所述球形壳体上。
2.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述相变球和超亲水小球均由不锈钢材料制成。
3.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述超疏水半球形壳体是由聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比10:1混合后，在向混合物中加入质量比为30％的高导热短切碳纤维，并抽真空固化而成。
4.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述超疏水半球形壳体为两个，面对面固定在所述相变球的外周。
5.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述超疏水半球形壳体的球心与所述相变球的球心的距离为相变球直径的0.1倍。
6.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述超亲水小球的直径为所述超疏水半球形壳体的外径的0.05-0.1倍；所述超亲水小球的排布间隔为所述超疏水半球形壳体的外径的0.05-0.1倍。
7.根据权利要求1所述的同时实现集水和相变蓄热功能的装置，其特征在于，所述相变球内填充的相变材料为赤藓糖醇。
8.一种权利要求1～7中任意一项的同时实现集水和相变蓄热功能的装置的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：制备超疏水半球形壳体的模具；
准备一个半球壳，内表面均匀涂抹一层胶水，将多个半球体均匀粘贴在半球壳的内表面，所述半球体的直径与所述超亲水小球的直径相等，半球体的排布间距为半球壳的0.05-0.1倍，等胶水固化后，即得到制备超疏水半球形壳体的模具；
步骤二：制备相变球，并在相变球中填充相变材料；
步骤三：制备超疏水半球形壳体；
将聚二甲基硅氧烷与固化剂按照质量比为10:1混合，并向混合物中添加占混合物质量比为30％的高导热短切碳纤维，混合均匀；将混合后的液体抽真空；将步骤二制备的相变球放置在步骤一的模具上方，并使所述相变球的球心距离模具的球心为预设距离，然后将抽真空后的混合物放入模具和相变球组成的间隙中，对装置整体加热固化；去除半球壳和多个半球体，得到表面带有凹坑的半球形壳体；再在表面带有凹坑的半球形壳体的外表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，并通风干燥，直至在半球形壳体的外表面形成超疏水层，得到超疏水半球形壳体；
步骤四：将小球表面喷涂疏水硅烷和二氧化硅纳米粒子的表面改性喷雾，通风干燥，直至小球表面形成超疏水层；然后将小球进行等离子清洗，使得疏水硅烷在二氧化硅纳米粒子上完全分解，同时保持表面的纳米结构，将表面改性为超亲水表面，得到超亲水小球；
步骤五：将所述超亲水小球粘贴在所述超疏水半球形壳体的凹坑上，然后再把所述超疏水半球形壳体粘贴在相变球的外周。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤一中的胶水为环氧树脂AB胶。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203163570U (zh) * | 2013-03-19 | 2013-08-28 | 张曹 | 一种新型相变蓄热装置 |
| CN104196085A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-10 | 皖西学院 | 一种仿生集水器 |
| CN106164615A (zh) * | 2014-01-29 | 2016-11-23 | 克莱奥吉尔公司 | 用于包含相变材料的包囊的吸收体 |
| CN109235544A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-18 | 北京理工大学 | 轻量化集水并自发输运的仿生装置及其制备方法 |
| CN113318577A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-31 | 安徽工业大学 | 一种转炉烟气相变除雾装置及其运行方法 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203163570U (zh) * | 2013-03-19 | 2013-08-28 | 张曹 | 一种新型相变蓄热装置 |
| CN106164615A (zh) * | 2014-01-29 | 2016-11-23 | 克莱奥吉尔公司 | 用于包含相变材料的包囊的吸收体 |
| CN104196085A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-10 | 皖西学院 | 一种仿生集水器 |
| CN109235544A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-18 | 北京理工大学 | 轻量化集水并自发输运的仿生装置及其制备方法 |
| CN113318577A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-31 | 安徽工业大学 | 一种转炉烟气相变除雾装置及其运行方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张欣茹;姜泽毅;柳翠翠;杨怡菲;张欣欣;: "沙漠甲虫背部凝水分析", 应用基础与工程科学学报, no. 02, 30 June 2006 (2006-06-30), pages 275 - 280 * |
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