新型高效无机传热技术及其在余热回收中的应用研究

新型高效无机传热技术及其在余热回收中的应用研究

李德付[1]2002年在《新型高效无机传热技术及其在余热回收中的应用研究》文中研究说明无机传热技术及无机传热元件是近年来发展迅速的一项新型高效节能技术,它改善了以往常规碳钢-水热管的诸多局限性,并在传热领域中体现出了不寻常的传热特点和应用潜力。本论文首先分析讨论了普通钢-水热管和无机传热元件的不同传热机理、性能和优缺点,对无机传热元件的性能和应用进行了理论分析和实验研究。理论分析和实验表明,无机传热元件具有奇特的传热性能和效果;无机传热元件加热段的长度对加热段的平均换热系数有明显的影响,加热段长度越短,换热系数越高;无机传热元件的工质充填量仅为碳钢-水热管的1/10左右,其具有的传热性能却优于碳钢-水热管。无机传热技术的优良性能使其在余热回收领域具有广泛的应用前景。 本论文针对该技术在余热回收中的应用,特别是设备结构与回收效率等方面进行了研究,从热工理论上和技术经济学角度分析了无机传热技术的余热回收设备的性能特点和余热回收的效果。对某钢铁集团炼钢带冷烧结机余热回收和某石油化工企业炼油常减压装置加热炉余热回收项目,采用新型无机传热热管作为传热元件,分别进行余热锅炉和空气预热器余热回收方案的热力计算和实际设计。对余热源排烟的成分和余热资源量进行标定,讨论余热回收产生蒸汽或加热燃烧用空气的可行性和方法,分析常规余热回收技术设计、采用普通钢-水热管和无机传热热管等传热元件的设计余热回收装置的优缺点,并对余热回收设计方案及其特点进行总体评价。在此基础上建立余热回收设计计算数学模型,包括余热回收设计的热力计算、流动阻力计算和强度计算,编制了余热回收设计计算程序和软件,并通过上机计算得到所需的设计参数和结果。完成热管布置设计和设备细部结构设计,绘制余热回收设计图纸。最后对所设计的余热锅炉和空气预热器方案进行热力学分析、投资概算和技术经济分析,从节能和经济性角度评价了设计方案的效益。分析表明,所设计的余热回收装置的投资回收期在5~15个月,经济效益和节能效果十分显着。 本文还比较了无机传热技术在余热锅炉和空气预热器方面的设计要求和应用特点,得到了一些有用的结论:改变无机传热元件热段长度及肋片均能改善余热锅炉或余热空气预热器的传热效果;在设计中单纯追求回收热功率最大并非最经济;当总投资一定时,用于换热面积的投资越小,在投资回收期最短的情况下,传热有效度越大;无机传热技术余热回收设备具有传热稳定、阻力小、效率高、维修使用方便等优点,适用于大中企业的工业余热回收,且具有良好的经济性和广阔的应用前景。

董颖慧[2]2016年在《纳米材料掺杂SiO_2/PEG复合相变材料的结构与性能研究》文中研究指明相变材料是一种新型高效储能材料,随着人们对环保节能需求的增加成为能源材料开发的研究热点。有机相变材料因具有灵敏的可逆性、较高的相变潜热、稳定的物化性质和低廉的价格成为最具潜力的相变储能材料。聚乙二醇(PEG),是一种廉价的有机相变材料,相变温度56~63℃,相变潜热高达179.7J/g,但存在固液相变时易泄漏、传热性差等缺点,严重限制了其应用。因此,改善PEG的性能缺陷成为国内外研究的重点。本论文设计合成了叁种导热增强型复合相变材料:以SiO_2为无机骨架实现定型,以PEG为有机相变组分实现能量储放,通过原位掺杂纳米材料Ag、Zn O和CeO_2作为导热增强相,分别制备了相变潜热较高、传热性能更好的Ag-SiO_2/PEG、ZnO-SiO_2/PEG和CeO_2-SiO_2/PEG复合相变材料;并通过XRD、FTIR、同步热分析仪和热导率测试仪等对复合材料的结构与性能进行了深入研究。主要内容如下:一.采用原位聚合法和溶胶凝胶法制备了纳米Ag-SiO_2/PEG导热增强型复合相变材料,并对其结构与性能进行了研究。研究结果表明:Ag-Si O_2/PEG复合材料具有良好的定型效果,SiO_2改善了PEG相变过程中泄漏的问题;Ag和SiO_2的无机网络结构降低了PEG的结晶性能。掺杂纳米Ag对相变潜热影响不大,但随着掺杂含量的增大,复合材料热导率却大幅升高。当Ag掺杂质量比为6%时,相变潜热为121.24J/g;导热系数高达0.4315W/m·k,比PEG提高46.37%,比SiO_2/PEG提高40.14%。不同Ag掺杂含量的复合材料在330℃以下均具有良好的热稳定性。二.以钛酸丁酯预处理后的纳米氧化锌为掺杂相,在醇水混合溶剂中与PEG、SiO_2通过超声法和溶胶凝胶法制备了ZnO-SiO_2/PEG导热增强型复合相变材料。研究结果表明:采用钛酸丁酯对ZnO进行物理表面改性,可有效提高ZnO在溶剂中的分散性与稳定性;ZnO与SiO_2的掺杂降低了PEG的结晶性能。随着ZnO掺杂含量的增加,相变潜热有所下降,复合相变材料的热导率却明显提高。当ZnO掺杂质量比为6%时,相变潜热为123.36J/g;材料热导率为0.3306W/m·k,比SiO_2/PEG增强了7.24%,比PEG增强12.01%。不同ZnO含量的ZnO-SiO_2/PEG复合材料在330℃以下均具有良好的热稳定性。叁.以六偏磷酸钠预处理后的纳米氧化铈为掺杂相,与PEG、Si O_2通过超声法和溶胶凝胶法制备了CeO_2-SiO_2/PEG导热增强型复合相变材料。研究结果表明:采用六偏磷酸钠对CeO_2进行物理表面改性,可有效提高CeO_2在溶剂中的稳定性;CeO_2与Si O_2的掺杂降低了PEG的结晶性能。随着CeO_2掺杂含量的增加,复合相变材料的相变潜热有所下降,热导率则显着提高。CeO_2掺杂质量比为6%时,相变潜热为119.24J/g;材料热导率为0.3357W/m·k,比SiO_2/PEG增强了9.03%,比PEG增强13.88%。不同CeO_2含量的CeO_2-SiO_2/PEG复合材料在330℃以下均具有良好的热稳定性。

佚名[3]2004年在《中国石化文摘》文中提出1 .石化工业一般问题TE 2 0 0 4 0 60 0 1生物能源的研究现状及展望〔刊〕/谭天伟 ,王芳… (北京化工大学生物化工系 )∥现代化工 .- 2 0 0 3 ,2 3 ( 9) .- 8~ 12  综述了常见的生物能源如燃料酒精、生物柴油和

史振苇[4]2017年在《新型离聚体基定形相变储能片材的制备及性能研究》文中认为在全球工业迅速发展的同时,能源短缺问题也逐渐凸显。因此,开发有效的节能技术,提高能源利用率显得尤为重要。相变储能技术利用相变材料的储能特性实现对能量的储存和再利用。为实现相变材料的高效固载定形,以高分子材料为基体的定形相变储能材料一直是相变储能领域的研究热点。本文通过混炼及模压成型工艺制备了一系列新型离聚体基定形相变储能柔性片材。该储能片材是以EPDM离聚体为基体,以二元脂肪酸低共熔混合物作为相变材料。围绕该新型离聚体基定形相变储能片材的制备及性能研究,具体内容如下:(1)研究离聚体的离子化制备过程,并优化其反应条件。选定合适的相变材料癸酸(CA)与棕榈酸(PA),并确定其较合适的熔融共混比。(2)研究不同CA-PA含量对离聚体/CA-PA储能片材的渗出性能、力学性能、热稳定性、储能效果及断面微观形貌等的影响。结果表明,当CA-PA含量为40 wt%时,离聚体/CA-PA储能片材的综合性能较好。(3)为改善离聚体/CA-PA储能片材的渗出性能,引入硅藻土吸附CA-PA(DA-CA-PA)相变单元。对不同DA-CA-PA含量储能片材进行研究后发现,对不同DA-CA-PA含量储能片材的渗出行为、力学性能、热稳定性及储能效果等进行研究,确定其合适的添加比例。为改进离聚体/DA-CA-PA储能片材的导热性能,引入氧化铝、碳化硅和氮化铝叁种无机导热粒子。并对不同导热粒子含量下储能片材的导热性能、力学性能、热稳定性、储能效果及断面微观形貌等进行研究。结果表明,无机导热粒子含量为15 wt%时,储能片材导热性有所提高,且综合性能较好。(4)针对离聚体基定形相变储能片材的储能特性,利用ANSYS软件对其进行升温和降温过程的传热数值模拟,得出储能片材在不同时间段内的温度场分布。并与未添加CA-PA的离聚体片材作对比,以评价储能片材在建筑、家居领域中的理论储热效果。

佚名[5]2007年在《石油化工科技期刊题录》文中研究指明丙烯酸化工与应用2007,20(1)双组分丙烯酸酯胶粘剂的研制丙烯酸氯化合成3-氯丙酸的研究乳液最低成膜温度与聚合物玻璃化转变温度6万t/a以上丙烯氧化制丙烯酸反应器国产化研制丙烯酸乙酯精馏塔的改造丙烯酸生产过程的自动控制水性丙烯酸酯涂料的UV辐射固化材

佚名[6]2004年在《中国石化文摘》文中进行了进一步梳理1 .石化工业一般问题TE 2 0 0 4 0 2 0 0 1利用钻完井技术提高复杂断块油藏开发综合效益〔刊〕/黄新文 ,朱学谦… (中国石化股份有限公司中原油田分公司勘探开发科学研究院 )∥当代石油石化 .- 2 0 0 3 ,11( 5 ) .- 2

参考文献:

[1]. 新型高效无机传热技术及其在余热回收中的应用研究[D]. 李德付. 大连理工大学. 2002

[2]. 纳米材料掺杂SiO_2/PEG复合相变材料的结构与性能研究[D]. 董颖慧. 暨南大学. 2016

[3]. 中国石化文摘[J]. 佚名. 中国石化文摘. 2004

[4]. 新型离聚体基定形相变储能片材的制备及性能研究[D]. 史振苇. 北京化工大学. 2017

[5]. 石油化工科技期刊题录[J]. 佚名. 石化技术与应用. 2007

[6]. 中国石化文摘[J]. 佚名. 中国石化文摘. 2004

标签:;  ;  ;  ;  

新型高效无机传热技术及其在余热回收中的应用研究
下载Doc文档

猜你喜欢