[發明專利]用于熱源溫度在60℃至130℃之間的吸收式熱循環系統的工作物質對

有效

• 申請號: 201210500221.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102965082A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 程寒松;韓超群;鄭敏;張大鵬
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明;唐萬榮

技術領域

本發明屬于新能源技術利用領域，尤其涉及一種用于熱源溫度在60℃至130℃之間的吸收式熱循環系統的工作物質對。

背景技術

吸收式熱循環系統包括吸收式熱泵、吸收式制冷機和吸收式熱轉換器等，是一種利用低品位熱源，實現將熱量從低溫熱源向高溫熱源泵送的循環系統。它主要是利用天然氣、太陽能、地熱能、工業余熱和廢熱等作為驅動力，只需要耗費很少量的電能而達到制冷或制熱的目的，是回收利用低溫位熱能的有效裝置，具有節約能源、保護環境的雙重作用。

目前，這種技術仍然沒有得到最廣泛的應用，主要的原因是未能找到安全、高效、合理的工作物質對。目前主要使用的系統有溴化鋰/水系統和氨/水系統，但這兩種體系具有嚴重的缺陷。溴化鋰/水系統在低溫時溴化鋰可能析出，堵塞管道、閥門等，容易導致設備的損壞、效率的下降，這樣溴化鋰的濃度只能保持在一定范圍內，脫氣范圍減少，同時溴化鋰水溶液對系統的腐蝕性較強；氨/水系統由于吸收物水的蒸汽壓較高，必須進行工作物和吸收物的分離，從而導致總效率降低，同時氨有毒，氨水對設備具有一定的腐蝕性。

迄今為止研究的工作物質對有如下幾個方面的缺點：1）工作物在吸收物中溶解度過低；2）吸收物蒸汽壓過高，易揮發；3）在研究的整個溫度范圍內，吸收物粘度過大或是出現結晶等問題，影響系統的循環；4）對設備存在腐蝕。

一些高沸點、低飽和蒸汽壓、低粘度的有機液體作為吸收式熱循環系統的吸收物時，其對設備一般無腐蝕，但吸收式熱循環系統運行溫度較高時有機液體仍然會出現工作物和吸收物分離的問題。離子液體具有獨特的物理化學性質：幾乎沒有蒸氣壓?(因此不形成共沸物)，不可燃性，很高的熱穩定性（在300℃甚至400℃不分解），寬液相范圍（-60℃至400℃為液相），對某些工作物有很好的溶解性。但由于陰陽離子之間存在很強的氫鍵和范德華力，常溫下離子液體的粘度通常比較大，意味著較高的傳質阻力和輸運功耗。

?因此綜合利用上述兩類液態物質的特殊性質有可能將其應用在新型吸收式熱循環系統吸收物的設計和研發上。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種用于熱源溫度在60℃至130℃之間的吸收式熱循環系統的工作物質對，該工作物質對的吸收物對工作物溶解性好、吸收物不易揮發、吸收物粘度較小，并且對設備無腐蝕，無毒。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：

用于熱源溫度在60℃至130℃之間的吸收式熱循環系統的工作物質對，其特征在于，所述工作物質對由工作物和吸收物組成，所述工作物選自氟代烷烴、氟代烯烴、氟代醚、非取代烷烴、或烯烴中的一種或兩種以上的混合物；所述吸收物為由質量百分比為1%-50%的離子液體和50%-99%有機液體所組成的混合液體，所述工作物和吸收物在20至80℃的溫度下混溶。

上述方案中，所述氟代烷烴為一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟甲烷、一氟乙烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、五氟乙烷、或全氟乙烷；所述氟代烯烴為一氟乙烯、1,1-二氟乙烯、1,2-二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、一氟丙烯、1,3-二氟丙烯、1,1-二氟丙烯、3,3-二氟丙烯、1,1,3-三氟丙烯、1,2,3-三氟丙烯、1,3,3-三氟丙烯、1,1,2-三氟丙烯、2,3,3-三氟丙烯、3,3,3-三氟丙烯、1,2,3,3-四氟丙烯、1,1,3,3-四氟丙烯、1,1,2,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、1,1,2,3,3-五氟丙烯,1,1,3,3,3-五氟丙烯,1,2,3,3,3-五氟丙烯、或六氟丙烯；所述氟代醚為一氟-甲氧基甲烷、1,1-二氟甲醚、1,2-二氟甲醚、1,1,1-三氟甲醚、1,1,2-三氟甲醚、1,1,3,3-四氟甲醚、1,1,1,3-四氟甲醚、1,1,1,3,3-五氟甲醚、六氟甲醚、一氟-乙氧基甲烷、1-氟-1-甲氧基乙烷、1-氟-2-甲氧基乙烷、二氟甲氧基乙烷、2,2-二氟乙基甲基醚、2,2,2-三氟乙基甲基醚、三氟甲氧基乙烷、五氟乙氧基甲烷、三氟甲基-三氟甲氧基甲烷、或全氟甲乙醚；所述非取代烷烴為甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、或異丁烷；所述烯烴為乙烯、丙烯、異丁烯、或正丁烯。