高真空多層絕熱低溫容器內(nèi)吸氣劑的吸氣特性研究.pdf

1、隨著低溫技術(shù)的不斷發(fā)展,高真空多層絕熱憑借其卓越的絕熱性能,在低溫儲運(yùn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。為了達(dá)到良好的絕熱目的,一般要求夾層真空度保持在10-2Pa以上。而內(nèi)外筒體的漏氣以及金屬材料和多層絕熱材料的放氣會導(dǎo)致夾層真空度的逐漸降低,從而影響容器的絕熱性能。在夾層設(shè)置吸氣劑對于有效保持夾層空間的真空度具有重要作用,夾層的真空壽命很大程度上取決于吸氣劑的特性、裝入量以及能否充分發(fā)揮作用等。大量研究表明,高真空多層絕熱低溫容器真空夾層中殘

2、留的氣體主要為H2和N2等,因此,研究不同吸氣劑在不同放置條件下對這兩種氣體的吸附特性,對合理選擇吸氣劑種類、精確計算裝入量以及使其充分發(fā)揮作用有著重要的意義。
　　本文對活性炭、填炭紙以及5A分子篩這3種常見的吸附劑的吸氣性能進(jìn)行了實驗研究,重點測試分析了它們在77K溫度下對N2和H2的吸附性能,獲得了10-4~10Pa壓力區(qū)間的等溫吸附線,并對其進(jìn)行擬合,同時測試了多層絕熱材料的包裹對吸附劑吸氣性能的影響。結(jié)果表明,這三種吸附

3、劑對 N2的吸附效果很好,對H2的吸附效果較差,多層絕熱材料的包裹與否對這三種吸氣劑的吸氣性能影響極大。
　　由于活性炭、填炭紙以及5A分子篩77K下對H2的吸附量都太小,本文又對吸氫效果較好的PdO粉末進(jìn)行了吸氫測試,獲得了10-4-10Pa壓力區(qū)間PdO對H2的等溫吸附線,并對其進(jìn)行擬合,還測試了用干法紙包裹PdO時對其吸氫性能影響。結(jié)果表明,PdO對H2的吸附性能比活性炭、填炭紙和5A分子篩對H2的吸附性能好很多。在不同平衡

4、壓力下,PdO對H2的吸附量是填炭紙的幾十倍,是活性炭和5A分子篩的幾百倍甚至上千倍;不包干法紙時PdO對H2的吸附量是包干法紙時的1.5倍左右。
　　PdO具有比較好的吸H2效果,可以滿足高真空多層絕熱低溫容器夾層內(nèi)吸附H2要求,但PdO價格昂貴,不利于大規(guī)模地應(yīng)用和產(chǎn)品成本的降低。因此,作者經(jīng)過試驗測試后,提出了一種新型的吸氫劑——氧化銅粉末,同時設(shè)計了一種用于高真空多層絕熱低溫容器中的外置式高效除氫裝置,與CuO粉末配套使用

5、。對CuO粉末在高真空多層絕熱真空夾層中的吸H2性能做測試后,得出了以下結(jié)論:(1)氧化銅粉末是一種全新的可用于高真空多層絕熱低溫容器的吸氫劑。在200℃左右的條件下,CuO可與真空夾層內(nèi)的H2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到去除H2的效果,生成的H2O可由5A分子篩吸附。(2)在5A分子篩配合使用的條件下,CuO對H2的吸附量很大,能達(dá)到接近CuO與H2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的理論值,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾種吸氣劑對H2的吸附量,且吸附速度快,可以在短時間內(nèi)讓有