開式吸附熱泵生成蒸汽的實驗研究及系統(tǒng)分析.pdf

1、利用開式吸附熱泵來回收低品位熱水和熱氣余熱中的熱量，生成中高品位蒸汽，對于節(jié)能減排具有重要意義。本研究采用直接接觸式換熱法，使用自主設(shè)計的吸附反應(yīng)器，搭建開式吸附熱泵生成蒸汽的實驗臺，利用熱水（≤85℃）和熱空氣（≤150℃）分別來模擬工業(yè)廢水和廢氣，直接生成高溫蒸汽。實驗考察了系統(tǒng)使用13X沸石的循環(huán)過程的耐久性能，分析了系統(tǒng)性能的影響因素，研究了操作條件變化對系統(tǒng)性能的影響，并討論工業(yè)應(yīng)用前景。
　　工業(yè)生產(chǎn)中大量的低品位余熱

2、直接被排放至環(huán)境中，余熱節(jié)能技術(shù)迫切需要開發(fā)。采用13X沸石-水工質(zhì)對，反應(yīng)器內(nèi)填充320 g沸石。實驗研究了用于回收熱水和熱氣中低品位余熱生成高溫蒸汽的開式吸附熱泵系統(tǒng)的耐久性能。并根據(jù)所搭建系統(tǒng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的條件，通過實驗方法對系統(tǒng)生成蒸汽的影響因素作出討論，具體包括沸石初始溫度、沸石顆粒大小、進(jìn)水溫度、進(jìn)水速率、熱干氣溫度、熱干氣濕度和進(jìn)氣再生時間，得出的實驗結(jié)果及結(jié)論主要有：
　　（1）該系統(tǒng)可以利用80℃熱水和130℃熱干

3、氣，生成191℃~264℃過熱蒸汽。
　?。?）系統(tǒng)生成蒸汽的質(zhì)量約占總進(jìn)水量的14.5％，循環(huán)過程的蒸汽生成速率為4.87×10-5 kg-s/(kg-z·s)。
　　（3）15個連續(xù)循環(huán)結(jié)果顯示，第一個循環(huán)所用沸石初始含水量較低，積分吸附熱大，系統(tǒng)性能最優(yōu)，最高蒸汽溫度為264℃，系統(tǒng)溫升為156℃，制熱系數(shù)COPh達(dá)0.43，?效率COPex達(dá)0.54；其后14個循環(huán)系統(tǒng)溫升為94±3℃，COPh為0.31~0.33，

4、COPex為0.35~0.37。結(jié)果表明沸石微孔在高溫高濕度下仍可保持結(jié)構(gòu)完整，沸石吸水性能穩(wěn)定，系統(tǒng)耐久性能良好。
　?。?）使用兩種直徑不同材料相同的沸石顆粒的實驗結(jié)果顯示，平均直徑為2.22 mm的球形顆粒沸石在該系統(tǒng)中的性能要優(yōu)于平均直徑為3.88 mm的大顆粒沸石。在所用反應(yīng)器的尺寸下，常壓下填充平均直徑為2.22 mm的球形顆粒沸石，出口蒸汽溫度能夠與沸石含水量達(dá)到平衡，出口蒸汽溫度穩(wěn)定。
　?。?）提高進(jìn)水溫度