[发明专利]复合吸附剂材料及其制备方法和应用

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月18日提交的、发明名称为“New Activated Carbon/Silica-gel/CaCl₂ Composite Adsorbent for Air-Conditioning Application”(运用于空气调节系统的新的活性炭-硅胶-氯化钙复合吸附剂)的美国临时专利申请No.61/457,521的优先权。该临时专利申请的全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及的是一种可应用于吸附式制冷或除湿系统中的复合吸附剂，具体是一种由活性炭、硅胶以及氯化钙组成的复合吸附剂。本发明还涉及该复合吸附剂的制备方法。

背景技术

近年，随着经济突飞猛进的发展，全球气候变暖和能源短缺等问题变得越来越严重。由太阳能或废热驱动的吸附式制冷系统备受关注，因为这种系统既不需要氯氟烃(CFC)，也不需要氢氟氯碳化物(HCFC)作为空调的制冷剂。最重要的是，这种系统不需要靠燃料或电推动，只需要用再生能源或废热驱动。这种可以使制冷系统运行的技术是一种绿色制冷技术，这种制冷系统是一种十分环保的绿色制冷系统。参见文献：R.Z.Wang等人，“An energy efficient hybrid system of solar powered water heater and adsorption ice maker，”Solar Energy，68(1)，2000，189-195；R.Z.Wang等人，“Adsorption refrigeration：green cooling driven by low grade thermal energy，”Chinese Science Bulletin，50(3)，2005，193-204；X.Q.Zhai等人，“A review for absorption and adsorption solar cooling systems in china，”Renewable and Sustainable Energy Reviews，13(6-7)，2009，1523-1531；Y.Hamamoto等人，“Studyon adsorption refrigeration cycle utilizing activated carbon fibers，part 2：cycle performance evaluation，”International Journal of Refrigeration，29(2)，2006，315-327。

吸附式制冷系统的工作原理是：在低压的环境中，存放于蒸发器中的被吸附物(例如水)会不断蒸发，从而成为水蒸气。当吸附器内的大量复合吸附剂吸附不断蒸发出来的水蒸气时，蒸发器就会长期处于低压环境中。这样的话，存放于蒸发器中的水就会不断地蒸发，从而可以制造出冷却水。当热风吹过冷却水后，冷风就会产生。同时，复合吸附剂的吸附所产生的热量也由吸附器中的冷却水带走。当复合吸附剂的吸附过程结束时，脱附过程开始。热水或热油通常会用来脱附之前吸附的水蒸气，因为温度高的缘故，水蒸气就会由复合吸附剂中脱附出来，然后经过冷凝器，最后返回到蒸发器，完成整个吸附-脱附热循环。太阳能或废热可以用来加热水或油，这完全是一种免费的能源。吸附式制冷系统的这两个吸附室/脱附室交替工作，目的是可以同一时间进行吸附和脱附过程，从而可以不断地产生冷却效果(参见上述文献：Wang等人，2000；Zhai等人，2009)。