離子液體型熱泵新工質(zhì)的性質(zhì)研究.pdf

1、吸收式熱泵可用于低品位熱能的回收利用，對于能源的綜合利用，回收工業(yè)廢熱，保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。熱泵工質(zhì)對熱泵的操作性能和操作費(fèi)用有重要的影響。傳統(tǒng)的熱泵工質(zhì)存在腐蝕性、結(jié)晶及工作壓力高和毒性等問題，因此，熱泵新工質(zhì)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。 離子液體又稱低溫熔融鹽，是一類完全由離子組成的物質(zhì)，具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，如：良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，很寬的液態(tài)范圍，蒸汽壓極低等。因此，有可能作為熱泵新工質(zhì)的吸收劑。本文提出以含離子液體的

2、二元溶液作為新型的熱泵工質(zhì)對，其中離子液體硫酸二乙酯1-甲基—3-乙基咪唑(EMISE)、1-乙基—3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM]DEP)為吸收劑，以水為制冷劑，本文制備了離子液體，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，測定了其分別與水組成的二元溶液的熱力學(xué)性質(zhì)及物理性質(zhì)，為熱力學(xué)模型的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為計算吸收式熱泵的性能奠定基礎(chǔ)。 吸收式熱泵工質(zhì)要求體系在汽液相平衡特性上表現(xiàn)為對Roualt定律的負(fù)偏差，因此，本文測量了兩個含離子液體

3、的二元溶液在不同溫度、不同離子液體濃度下的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)，并采用非電解質(zhì)溶液活度系數(shù)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，預(yù)測了兩體系在323.15K下的蒸汽壓數(shù)據(jù)，結(jié)果表明NRTL模型可以很好的預(yù)測含離子液體溶液的汽液平衡數(shù)據(jù)，兩體系均對Roualt定律呈負(fù)偏差，具有成為熱泵新工質(zhì)的潛力。 本文測定了離子液體EMISE/[EMIM]DEP與水在298.15K時的混合熱數(shù)據(jù)，并測定了含離子液體的二元溶液在不同溫度下不同濃度下的比熱數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，離子液

4、體EMISE/[EMIM]DEP與水混合均放熱，而且隨著離子濃度的增加，放熱量先增加后減小，[EMIM]DEP與水體系混合放出的熱量比EMISE+水體系放出的熱量大得多。兩個二元溶液的比熱均與溫度呈線性關(guān)系，隨著離子濃度的增加，比熱逐漸減小，并用經(jīng)驗(yàn)式對比熱關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示計算值和實(shí)驗(yàn)值符合較好。 本文采用品氏粘度計和比重天平分別測定了不同溫度下、不同離子濃度下EMISE/[EMIM]DEP與水的二元溶液的粘度和密度。研究結(jié)果表明