[发明专利]一种复合烧结型沸石吸附式制冷吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附式制冷领域，具体涉及一种复合烧结型沸石吸附式制冷吸附剂及其制备方法。

背景技术

吸附式制冷技术使用可再生能源(如太阳能、地热能)及低品位余热作为驱动热源；利用吸附剂在不同温度下对制冷剂吸附脱附作用替代压缩机；所用的制冷剂为对环境无污染的水，醇等；因此吸附式制冷技术是一种绿色环保型的制冷技术，与当今的环境能源协调发展的趋势相吻合，具有广阔的发展空间。

 吸附制冷的基本原理是:多孔固体吸附剂对制冷剂气体具有吸附作用，吸附能力随吸附剂温度的不同而改变。周期性的冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解吸。解吸时，释放出制冷剂气体，并在冷凝器内凝为液体;吸附时，蒸发器中的制冷剂液体蒸发，产生冷量。

但是实际应用的过程中，吸附式制冷技术仍有一些需要解决的问题。其中吸附剂的性能对制冷效果影响巨大，良好的吸附剂一般有下面几个要求：a.传热性能好，和流体的传热迅速，同时能够有效地克服吸附剂低导热系数的影响，这样才能保证吸附剂及时补充解吸过程所需要的解吸热并及时带走吸附过程所放出的吸附热，它是使吸附剂具有高性能的必要条件。b.传质迅速，吸附剂扩散通道畅通，这样才能保证吸附过程的吸附速度和解吸过程的解吸速度，缩短循环周期，提高单位工质的制冷功率。c.热媒流体本身的热容和床内填充吸附剂的热容之比也决定了吸附式制冷系统的性能。这主要是由于吸附剂本身的加热和冷却，会造成大量的系统热量损失，严重影响了系统的性能。

公开号CN1001385965A的专利中提到了一种由溴化锶、氯化锶和添加剂组成的高温型吸附剂，具有较高的导热性能及较好的高温吸附性能，解吸喷粉的现象得以抑制，解吸及吸附能力明显提高。不过其采用有毒的氨作为制冷剂，有一定的危险性。

公开号CN1011144664A的中国专利中提到了一种烧结型沸石分子筛吸附制冷单元管的制备工艺。该制备工艺提高了分子筛的导热系数，减少分子筛与金属壁面间的接触热阻，从而强化吸附床的传热。该专利利用烧结来提高分子筛的导热系数，虽然比简单堆积性能大为提高，导热性能紧靠烧结提高但仍有一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种复合烧结型沸石吸附式制冷吸附剂及其制备方法，该制备工艺提高了吸附剂的导热系数，且不影响吸附剂的吸附性能。

一种复合烧结型沸石吸附式制冷吸附剂，包括沸石、碳纤维粉和添加剂，所述沸石为13X型分子筛，其孔径10A能吸附小于10A的任何分子，具有较高的破坏温度，粒径1~1.6mm；所述碳纤维为高导热型，在纤维方向上的导热系数可以超过铜，最高可达到700w/(m·k)，直径10μm，长200μm；所述添加剂为酸液、水和粘结剂；

以沸石的质量份为100份计，由以下质量份的原料制成：

沸石                        100份

碳纤维粉                  5～10份

酸液                        0.8~3份

粘结剂                     1~6份

水                          10~26份

所述的酸液为硝酸，硝酸的浓度为2~10%； 

所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠和聚氧化乙烯，其中羧甲基纤维素钠（CMC）和聚氧化乙烯(PEO)的质量比为1:0.4~4，PEO的平均分子量为300~400万，具有灰分低、分解温度低、对玻璃份性能影响较大的碱金属杂质离子含量低的优点，在与羧甲基纤维素钠（CMC）配合使用时，PEO针对液相、CMC针对固相，两者结合具有非常好的粘结性，能使吸附剂坯料紧密结合，不易分散。

本发明提供了一种复合烧结型沸石吸附式制冷吸附剂的制备方法，包括：

（1）按比例将沸石、碳纤维粉进行干混得固体粉料；

（2）按比例向所述固体粉料中加入酸液，混合均匀；然后按比例加入粘结剂和水，混合均匀；然后将混合物倒入模具，压实成型；接着利用超声波超声消除颗粒之间空隙；

（3）最后干燥后，高温煅烧烧制成型。

优选地，所述干混时间为20~30min，所述模具可根据实际吸附床的需求做成圆柱状或方形壳体；所述超声时间为20~30min；所述干燥的终温为55~65℃；所述煅烧的终温为430~500℃，煅烧升温速率80 ℃ /h, 到达最高温度后保持4 h。