船舶余热驱动的活性炭-氨吸附式制冷分析

《船舶余热驱动的活性炭-氨吸附式制冷分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学校编码10390分类号U664学号2010129008密级硕士学位论文船舶余热驱动的活性炭-氨吸附式制冷研究指导教师：郑青榕教授作者姓名：王海民申请学位级别：硕士专业名称：轮机工程论文提交日期：2013年5月27日论文答辩日期：2013年6月13日学位授予单位：集美大学学位授予日期：答辩委员会主席：李翠华教授论文评阅人：蔡振雄教授朱文章教授苏国珍教授硕士学位论文船舶余热驱动的活性炭-氨吸附式制冷研究StudyOfAdsorptionRefrigerationUsingActivatedCarbon-ammoniaOfPoweredByShip’sW

2、asteHeat学科门类：工学作者姓名：王海民指导教师：郑青榕教授专业名称：轮机工程学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2013年6月13日学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间：保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论

3、文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）：导师（签名）：时间：船舶余热驱动的活性炭-氨吸附式制冷研究摘要针对当前吸附式制冷工质对中的硅胶性能衰减、甲醇易分解、分子筛驱动热源偏高及金属氯化物板结、喷粉堵管等问题，提出以物理吸附工质对活性炭-氨构建船舶余热驱动的吸附式制冷与空调系统的技术路线，具体展开如下研究工作：1）活性炭结构参数对氨平衡吸附量的影响。试验选用SAC系列椰壳活性炭，首先，应用康塔公司全自动比表面积及孔隙度分析仪标定比表面积、平均孔径和孔容。其次，选用静态容积法在温度为30℃、压力为0～1

4、.167MPa范围内测定氨在SAC系列活性炭上的吸附等温线。结果表明：SAC系列椰壳活性炭的比表面积、平均孔径和孔容分别为800～221960m/g、2.07～2.27nm和0.032～0.197ml/g；比表面积为1960m/g时的最大吸附量为498mg/g。氨在活性炭上的吸附容量随比表面积的增大而增长。2）氨在活性炭上的吸脱附平衡分析。首先，在温度与压力分别为20～45℃、0～21.167MPa范围内，测定氨在比表面积为1960m/g的SAC-02活性炭上的吸附平衡数据，并由维里方程计算相应的吸附量。其次，选择DA方程，通过试验数据的非线性回归确

5、定方程参数，同时分析了标定参数后的DA方程的预测精度。再次，选用Clausius-Clapeyron方程，在吸附量为255～385mg/g范围内，通过等量吸附线标绘确定氨在活性炭上的等量吸附热，并由低压区域的吸附数据的Henry定律标绘确定氨在活性炭上的极限吸附热。结果表明，DA方程的预测精度与压力有关，在较低压力区域内预测值得相对误差较大，而在压力处于0.15～1.03MPa范围内时预测值的相对误差小于6%；氨在活性炭上吸附热的大1小为24.25～38.04kJmol。最后，在吸附床中活性炭的充填量与充填厚度分别为69.9080g和31mm时，

6、分析了热源温度变化对脱附速率的影响，发现热源温度从80℃增加至120℃时，平均脱附速率将从1.46mg/s增加至2.49mg/s。3）余热氨吸附式制冷在典型船舶上的应用研究。首先，选择载重量为58107吨的“SITCTAISHAN”号散货船，根据船舶柴油机在典型工况时废气锅炉可提供的余热量，结合当前活性炭-氨吸附式制冷系统COP的经验值，分析了由废气锅炉蒸汽作为驱动热源的船用吸附式制冷的可行性。其次，根据船舶舱室的结构和测试的氨在活性炭上的吸附数据，选择壳管式吸附床，设计了多床连续制冷循环系统，并由此配套选用板式换热器的蒸发器与冷凝器。此外，量化分析

7、了冷凝器冷却水量与吸附热之间的变化关系。关键词：吸附制冷，船舶余热，活性炭-氨，吸附模型IStudyOfAdsorptionRefrigerationUsingActivatedCarbon-ammoniaOfPoweredByShip’sWasteHeatAbstractDuetotheunstabilityofsilicagel,noxiousdecompositionofmethanol,hightemperatureofheatingsourcefordrivingmolecularsieve,hardeninganddustingplugo

8、fmetalchlorideandotherissues,theworkingpairactivatedca