CN1569324A - 氯化钙－活性炭混合吸附剂 - Google Patents
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Abstract
一种氯化钙－活性炭混合吸附剂。属于吸附制冷领域。本发明吸附剂分为散装与固化两种混合吸附剂，其中散装混合吸附剂各组分及其重量百分比分别为：氯化钙60％～ 78％，活性炭22％～40％，固化混合吸附剂各组分的重量百分比分别为：氯化钙49％～60.2％，活性炭17.2％～32.7％，水12.2％～15.1％，水泥6.1％～7.5％。本发明中混合吸附剂由于采用了活性炭为基质，大大提高了吸附剂的气体渗透性能以及体积填充量，同时由于填充密度加大，大大改善了吸附剂的传热性能，在同等体积吸附床的条件下，空调工况体积制冷量可以提高35％左右，制冰工况可以将制冷量提高28％左右。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种应用于吸附制冷/热泵系统中的吸附剂，具体是一种氯化钙—活性炭混合吸附剂。用于吸附制冷领域。
背景技术
作为一种以再生能源或者低品位余热驱动的绿色制冷技术，吸附式制冷/热泵技术越来越得到人们的关注。目前在吸附式制冷/热泵系统中所应用的吸附剂主要包括物理吸附剂、化学吸附剂以及物理-化学混合吸附剂。化学吸附剂相对于物理吸附剂来讲，具有吸附、解吸量大、制冷以及制热功率大等优点，同时也存在传热差、气体渗透性差以及膨胀现象严重等缺点，为了解决化学吸附剂的这些缺点，目前混合吸附剂的研究已经成为一个热点。
经文献检索发现，Vasiliev在International Ab-sorption Heat PumpConference(Montreal，Canada，1996：3-8)上发表的“Multi-effect complexcompound/ammonia sorption machines”(“多效络合物—氨吸附样机”，《国际吸收热泵会议论文1996：3-8》)对活性炭纤维与氯化钙的混合吸附剂进行了研究，所配制的混合吸附剂中氯化钙与活性炭纤维的比例为1∶1，在小型试验装置中应用结果表明，这种吸附剂的SCP为330W/kg左右。活性炭纤维与化学吸附剂的混合可以有效的解决化学吸附剂的膨胀与结块现象，但活性炭纤维在具体应用中与吸附床之间的接触热阻较大，不利于吸附床的传热。
发明内容
本发明的目的在于克服单纯的化学吸附剂所存在的缺点与不足，提供一种氯化钙—活性炭混合吸附剂，使其提高化学吸附剂的传热以及传质性能。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明分为散装与固化两种混合吸附剂，其中散装混合吸附剂各组分及其重量百分比分别为：氯化钙60％～78％，活性炭22％～40％，固化混合吸附剂各组分的重量百分比分别为：氯化钙49％～60.2％，活性炭17.2％～32.7％，水12.2％～15.1％，水泥6.1％～7.5％。
以下对本发明作进一步的说明，针对吸附空调以及吸附式制冰工况，配制散装与固化两种混合吸附剂，具体内容如下：
对于吸附空调工况，本发明氯化钙—活性炭混合吸附剂有以下两种配方，使用时选择其中之一：
(1)散装混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙70％～78％，活性炭22％～30％；
(2)固化混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙55.3％～60.2％，活性炭17.2％～24％，水13.8％～15.1％，水泥6.9％～7.5％。
对于吸附式制冰工况，本发明氯化钙—活性炭混合吸附剂有以下两种配方，使用时选择其中之一：
(1)散装混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙60％～70％，活性炭30％～40％；
(2)固化混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙49％～55.4％，活性炭23.8％～32.7％，水12.2％～13.9％，水泥6.1％～6.9％。
散装混合吸附剂中，散装活性炭与氯化钙的混合方式为直接混合或者浸渍混合，即二者直接混合后烘干，再应用于吸附床中，或者先将氯化钙溶于与氯化钙等质量的水中，然后将活性炭浸渍于氯化钙的水溶液中，最后将浸渍吸附剂烘干后应用于吸附床中。固化混合吸附剂，先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭，搅拌之后采用模具固化而成。
散装与固化吸附剂根据其形式的不同，可以应用于不同场合的吸附床。当吸附剂的填充空间小时，例如采用板翅式吸附床时，由于固化混合吸附剂的填充较为困难，一般采用散装混合吸附剂。对于吸附剂的填充空间大的吸附床，例如壳管式吸附床，可采用固化混合吸附剂。
本发明中混合吸附剂由于采用了活性炭为基质，大大提高了吸附剂的气体渗透性能以及体积填充量，同时由于填充密度加大，大大改善了吸附剂的传热性能，在同等体积吸附床的条件下，空调工况体积制冷量可以提高35％左右，制冰工况可以将制冷量提高28％左右。
具体实施方式
结合本发明材质的内容提供具体的实施例：
对于吸附空调工况，散装混合吸附剂的实施例如下：
(1)氯化钙70％，活性炭30％，二者直接混合后烘干。对于单纯的氯化钙，由于在吸附过程中存在膨胀与结块现象，所以必须留有必要的膨胀空间。经实验验证，在空调工况，氯化钙的最大体积填充量只有41.6％。采用上述混合吸附剂配方，由于活性炭可以很好的改善吸附剂的传质，氯化钙的体积填充量可以提高29％，相应的体积制冷量也将提高29％。
(2)氯化钙78％，活性炭22％，将活性炭浸渍于氯化钙的水溶液中，最后将浸渍吸附剂烘干。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高35％，相应的体积制冷量也将提高35％。
(3)氯化钙74％，活性炭21％，二者直接混合后烘干。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高32％，相应的体积制冷量也将提高32％。
对于吸附空调工况，固化混合吸附剂的实施例如下：
(4)氯化钙55.3％，活性炭24％，水13.8％，水泥6.9％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高29％，相应的体积制冷量也将提高29％。由于固化吸附剂的导热系数大，按照导热系数来推算，采用固化混合吸附剂的系统循环时间可比采用单纯氯化钙的系统循环时间缩短24％。
(5)氯化钙60.2％，活性炭17.2％，水15.1％，水泥7.5％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高35％，相应的体积制冷量也将提高35％。由于固化吸附剂的导热系数大，按照导热系数来推算，采用固化混合吸附剂的系统循环时间可比采用单纯氯化钙的系统循环时间缩短24％。
(6)氯化钙57.8％，活性炭20.5％，水14.5％，水泥7.2％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高32％，相应的体积制冷量也将提高32％。由于固化吸附剂的导热系数大，按照导热系数来推算，采用固化混合吸附剂的系统循环时间可比采用单纯氯化钙的系统循环时间缩短24％。
对于吸附式制冰工况，散装混合吸附剂的实施例如下：
(1)氯化钙60％，活性炭40％，将活性炭浸渍于氯化钙的水溶液中，最后将浸渍吸附剂烘干。对于单纯的氯化钙，由于在吸附过程中存在膨胀与结块现象，所以必须留有必要的膨胀空间。经实验验证，在制冰工况，由于系统压力较低，氯化钙的最大体积填充量要小于空调工况的体积填充量，只有33.3％。采用上述混合吸附剂配方，由于活性炭可以很好的改善吸附剂的传质，氯化钙的体积填充量可以提高29％，相应的体积制冷量也将提高29％。
(2)氯化钙70％，活性炭30％，二者直接混合后烘干。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高40％，相应的体积制冷量也将提高40％。但由于混合吸附剂的填充量过大，此种组合只适用于蒸发温度高于-10℃的制冰场合，否则会出现传质问题。
(3)氯化钙65％，活性炭35％，将活性炭浸渍于氯化钙的水溶液中，最后将浸渍吸附剂烘干。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高34％，相应的体积制冷量也将提高34％。
对于吸附式制冰工况，固化混合吸附剂的实施例如下：
(4)氯化钙49％，活性炭32.7％，水12.2％，水泥6.1％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高29％，相应的体积制冷量也将提高29％。由于固化吸附剂的导热系数大，按照导热系数来推算，采用固化混合吸附剂的系统循环时间可比采用单纯氯化钙的系统循环时间缩短24％。
(5)氯化钙55.4％，活性炭23.8％，水13.9％，水泥6.9％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高40％，相应的体积制冷量也将提高40％。但由于混合吸附剂的填充量过大，此种组合只适用于蒸发温度高于-10℃的制冰场合，否则会出现传质问题。
(6)氯化钙52.2％，活性炭28.3％，水13％，水泥6.5％。先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭。采用上述混合吸附剂配方，氯化钙的体积填充量可以提高34％，相应的体积制冷量也将提高34％。由于固化吸附剂的导热系数大，按照导热系数来推算，采用固化混合吸附剂的系统循环时间可比采用单纯氯化钙的系统循环时间缩短24％。
Claims (5)
1、一种氯化钙-活性炭混合吸附剂，其特征在于，吸附剂分为散装与固化两种混合吸附剂，散装混合吸附剂各组分及其重量百分比分别为：氯化钙60％～78％，活性炭22％～40％；固化混合吸附剂各组分的重量百分比分别为：氯化钙49％～60.2％，活性炭17.2％～32.7％，水12.2％～15.1％，水泥6.1％～7.5％。
2、根据权利要求1所述的氯化钙-活性炭混合吸附剂，其特征是，对于吸附空调工况，有以下两种配方，使用时选择其中之一：
(1)散装混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙70％～78％，活性炭22％～30％；
(2)固化混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙55.3％～60.2％，活性炭17.2％～24％，水13.8％～15.1％，水泥6.9％～7.5％。
3、根据权利要求1所述的氯化钙-活性炭混合吸附剂，其特征是，对于吸附式制冰工况，有以下两种配方，使用时选择其中之一：
(1)散装混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙60％～70％，活性炭30％～40％；
(2)固化混合吸附剂，各组分的重量百分比为：氯化钙49％～55.4％，活性炭23.8％～32.7％，水12.2％～13.9％，水泥6.1％～6.9％。
4、根据权利要求1或2或3所述的氯化钙-活性炭混合吸附剂，其特征是，散装混合吸附剂中，散装活性炭与氯化钙的混合方式为直接混合或者浸渍混合，即二者直接混合后烘干，再应用于吸附床中；或者先将氯化钙溶于与氯化钙等质量的水中，然后将活性炭浸渍于氯化钙的水溶液中，最后将浸渍吸附剂烘干后应用于吸附床中。
5、根据权利要求1或2或3所述的氯化钙-活性炭混合吸附剂，其特征是，固化混合吸附剂，先将氯化钙与水搅拌均匀，再加入水泥与活性炭，搅拌之后采用模具固化而成。
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