活性炭储氢系统充放气过程试验研究

为量化分析充放气压力和充放气流率对活性炭储氢系统充放气过程热效应的影响,选择比表面积为1800m2·g-1的椰壳活性炭SAC-01作吸附剂、容积为540mL的钢制压力容器为储存容器,在室温、4个压力（10．5MPa、8MPa、6MPa、4MPa）下,对容器进行氢的快速充放和通过质量流量控制器（MFC）设定气体流率下充放气试验．结果表明：在充放气的初始阶段,充放气流率较大,储罐中心温度在短时间内升高／降低到最大／最小值;储罐壁温度的变化特点与储罐中心的相似,但变化滞后且变化幅度较小．对比试验结果时发现,充放气流率一定时,充放气压力会影响吸附床的温度波动幅度,但不改变储罐中心上升／下降到温度幅值所需要的时间;充放气流率为影响吸附床温度波动的主要原因;采用慢速充放气可减缓吸附床的温度波动．     

甲烷在石墨烯与活性炭上的吸附平衡

为研制ANG新型碳基吸附剂,分别选用比表面积为2074m2·g-1的椰壳活性炭SAC-02和345m2·g-1的石墨烯,在温度区间263～313K、压力范围0～6MPa,依据容积法的原理测试了甲烷在其上的吸附平衡数据,并由吸附等温线和等量吸附热的比较,分析了甲烷在两吸附剂上吸附平衡．结果表明：甲烷在活性炭上的过剩吸附等温线为典型的I型,而石墨烯上在压力2MPa以下为I型,2—6MPa之间吸附量与压力接近线性关系．在273K和6MPa时,甲烷在石墨烯上吸附量为4．6mmol·g-1,活性炭的吸附量为11．2mmol·g-1;甲烷在石墨烯和活性炭上的等量吸附热分别为14．32kJ·mol-1～20．66kJ·mol-1和13．99kJ·mol-1-17．57kJ·tool-1,石墨烯表面对甲烷分子作用能强．     

氨在活性炭——膨胀石墨混合吸附剂上的吸附平衡分析

为研制氨吸附制冷用活性炭一膨胀石墨的混合吸附剂,选用椰壳活性炭和可膨胀石墨,初步分析了氨在膨胀石墨添加比率为50％的混合吸附剂上的吸附平衡．吸附剂试样首先经由77K液氮在其上吸附数据的结构表征,然后应用根据容积法原理建立的吸附平衡测试装置,在温度293．15～303．15K、压力0—1MPa,测试了氨在试样上的吸附平衡数据,并通过等量吸附线标绘和Dubinin—Astakhov方程的模型分析,研究了氨在混合吸附剂上的吸附平衡．结果表明,添加膨胀石墨减小了混合吸附剂的比表面积和微孔容积,Dubinin—Astakhov方程在平衡压力较高区域的预测精度可达到4％,氨在混合吸附剂上的等量吸附热为16．94～27．78kJ／mol．添加膨胀石墨必须兼顾混合吸附剂的吸附容量和传热传质性能．     

真空绝热板吸气剂性能测试与分析

为研制适应于船舶航行环境的真空绝热板（VIP）吸气剂,选用协作方新近合成的吸气剂试样,首先由INCA能谱仪（EDS）和扫描电镜分析吸气剂成份,然后用Setaram PCT Pro E＆E高压气体吸附仪,在温度30℃、平衡压力小于一个大气压下,测试氢在吸气剂试样上的吸附等温线.最后,选择5种饱和盐溶液由简易称重法测试温度为30℃时水蒸气在吸气剂试样上的吸附等温线.结果表明,吸气剂试样主要包含CaCO3、CaO和MgO,在测试范围内,氢在试样上的吸附质量密度小于0.2％,水蒸气在试样上的吸附量小于2.21 mmol/g.需调整制备吸气剂试样成分和优化其结构才能适应船舶冷藏集装箱的性能要求.     

大温度区间氢在活性炭上的吸附平衡分析

分析温度变化对氢在活性炭上等量吸附热的影响,从而为构建活性炭低温吸附储氢系统提供技术支持.选用比表面积为2074 m2.g-1的椰壳型SAC-02活性炭,在低温区间77.15～113.15 K,压力范围0～8 MPa;较高温区间253.15～293.15 K,压力范围0～11 MPa,用Setaram PCT Pro E＆E测试氢在活性炭上的吸附等温线,并由Ozawa对吸附相作过热液体的假设确定绝对吸附等温线.根据绝对吸附平衡数据,在不同温度区间进行等量吸附线标绘,确定等量吸附热,并由亨利定律常数确定极限吸附热.结果表明：氢在SAC-02活性炭上低温区间、较高温区间和整个温度区间内的等量吸附热平均值分别为4.80,6.44,5.62 kJ.mol-1,极限吸附热平均值分别为6.89,8.38,7.64 kJ.mol-1,必须选用活性炭吸附储氢温度区域吸附数据的等量吸附线标绘,才能确定用于分析吸附过程热效应的等量吸附热.     

闭式空气循环干燥棒香的试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1．2kg的大尺寸（直径25mm、长970min）棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响．结果表明：棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66．08％时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0．22℃／min、45～50℃和1．7m／s;必须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数．     

天然气吸附存储的实验研究方法

在车用天然气的吸附存储技术中，超临界温度下甲烷的物理吸附和天然气的各组分在多孔吸附剂上的吸附平衡具有重要的实际意义，而建立一个能清晰阐述气－固系统热力学特性的等温线模型是该领域的一个难点。由于模型的过于简化及忽略吸附剂表面能量不均一性及微孔分布等重要因素，使得分子模拟的结果也不够理想，因此开展这方面的实验与研究很有必要。综述了以车用存储为目的的天然气多组分气相吸附平衡的传统与最新的实验方法。     

吸附式制冷在船舶中央空调系统中的应用

以实际营运船舶额定工况下空调负荷为基准,首先从热平衡角度,分析利用柴油机缸套冷却水余热制冷的可行性.其次以特定船舶中央空调所需冷量为标准,对吸附式制冷系统的核心部件吸附床进行初步设计.最后对吸附单元进行传热传质数值计算,分析吸附床厚度、缸套水流速、硅胶填充密度及硅胶比热容对吸附床传热性能的影响.     

氨-活性炭吸附式制冷在船舶中的应用

为在船舶中应用余热吸附式的研究成果,选择“SITCTAISHAN”号散货船,通过船舶主机在额定工况下的能量衡算,应用当前氨一活性炭吸附式制冷系统COP的经验值,分析了该轮中央空调系统和伙食冷库采用废气锅炉蒸汽驱动的氨一活性炭吸附式制冷系统的可行性．并且,根据氨在SAC-02活性炭上的吸附平衡数据和活性炭吸附床的循环吸附特性,结合“SITCTAISHAN”轮空调机间的结构特点,规划了由废气锅炉蒸汽驱动的9床循环氨一活性炭吸附制冷系统方案,并对系统的关键部件及运行控制方案设计提出了相应措施．该研究将有助于推进船舶余热吸附式制冷技术的应用．