工程熱物理所低溫餘熱娓娓而談枯萎品位提升及

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  工程熱物理所低溫餘熱娓娓而談枯萎品位提升及能量儲存研究獲進展

  隨著我國經濟的疾速發展,动力充足及动力使用過程中產生的環境混浊問題日益凸顯。工業生產過程中,大批的低溫餘熱不克被使用白白浪費掉,因而,加強低溫餘熱的回收使用是进步动力使用效率及節能減排的重要途徑和无效手腕。

  化學熱泵是使用可逆化學反應將低档次熱源的熱能以化學能的方式回收儲存起來,然後在較高溫度下釋放出來,用於供熱、制冷、幹燥及發電等,實現能量的档次提升和使用。化學熱泵具有溫度適應范圍寬、溫度提升才能高、具備能量儲存功用等優點,特別適用於間歇性及不穩定性低溫餘熱資源深度使用,具有廣闊應用前景。

  工程熱物理研讨所傳熱傳質研讨中心研讨人員針對間歇性與波動性低溫餘熱資源的深度使用問題,系統開展瞭化學熱泵低溫餘熱档次提升及能量儲存相關基礎科學問題公司多年來共承當國度863方案課題5項,承當省嚴重產品科技攻關項目4項 ,累計報告電動汽車類專利70多項,局部項目結果曾經勝利完成產業化與關鍵技術研讨:自主研發瞭適用於化學熱泵熱化學反應物系的新型高效納米鉑銅催化劑(如圖1),大幅提升瞭反應物系吸/放熱反應速率和主反應的選擇性,无效抑制瞭副反應的產生,解決瞭副產物這一長期制約化學熱泵發展和應用的瓶頸問題;創新性將分形理論與LBM相結合,模擬提醒瞭催化劑孔隙體系內多相多組份熱質傳遞機理與能質轉換過程特性及其與反應轉化率間的耦合協同效應,树立瞭熱化學反應選擇性的調控機制;初次提出瞭化學熱泵系統熱力學評價新標準——火積效率,發展瞭基於遺傳算法的多參數優化設計办法,實現瞭復雜化學熱泵系統各部件的優化設計與婚配;树立瞭化學熱泵系統從設計、運行到操纵的一套完好理論體系;針對80-130°C的低溫熱源,自主研發瞭國內第一臺以異丙醇-丙酮-氫氣為反應物系的化學熱泵系統樣機(如圖2),溫度提升幅度為70-110°C,最高放熱溫度為200°C,系統熱效率達到25%,各項指標均優於國外同類程度 。

  以上任务失掉國傢重點基礎研讨計劃和國傢自然科學基金的資助,已在Energy,Applied Energy,Ultrasonics Sonochemistry,Applied Thermal Engineering,Industrial & Engineering Chemistry ResearchMaterials Letters 等國際學術期刊上發表論文20餘篇。

  

  

圖1 (A-C)超細銅納米棒和(D)泡沫狀鉑銅雙金屬納米顆粒

  

  

圖2 異丙醇-丙酮-氫氣化學熱泵循環系統樣機照片