离子液体促进萃取分离和吸收制冷热力性能研究

作     者：郭义仓 

作者单位：常州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李进龙;陈谦

授予年度：2021年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081701[工学-化学工程] 0703[理学-化学] 

主      题：离子液体 相平衡 热泵 NRTL模型 

摘      要：离子液体是一种新型的绿色溶剂,其具有不挥发性、良好的化学和热稳定性、可调节性等诸多优点,这些特性都表明离子液体具有成为吸收剂的潜力。为了探究离子液体在促进萃取分离和吸收制冷过程中涉及到的液液相平衡和汽液相平衡方面的热力学性能。首先构建了离子液体分离正己烷和苯的液液相平衡实验,测试了[Emim]EtSO和[Emim]NTf离子液体分离正己烷和苯的能力,并和环丁砜进行对比。对于热泵循环中的工质对,在相同温度下,吸收剂与循环剂之间的相互作用使工质对的蒸汽压相比较纯制冷剂的蒸汽压有较大幅度的降低。饱和蒸气压的降低是决定混合溶液是否适合作为工质对的重要标准。构建了离子液体和水组成工质对,测定了1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([Cmim]Br)、1-丙基-3-甲基咪唑溴盐([Cmim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Cmim]Br)三种离子液体和水以及溴化锂和水的二元体系,测试了四组二元体系的在不同压力下的平衡温度。使用NRTL模型对离子液体体系的数据进行关联预测。得到关联参数。使用Material studio软件对实验涉及到的物质(HO、LiBr、和[Cmim]Br、[Cmim]Br、[Cmim]Br)进行了结构优化,并对三种离子液体与水之间的相互作用力进行了计算分析。计算结果显示离子液体中阴离子与水结合的能力要远高于阳离子,对蒸汽压的降低起到决定作用。在上述工作的基础上构建了吸收热泵模型,提出了工质对在不同状态下的热容、焓值的计算方法,并对整个体系的能量和热量也进行了计算,最后在设定的条件下计算了[Cmim]Br/HO、[Cmim]Br/HO、[Cmim]Br/HO三组工质对的COP,并和LiBr/HO工质对在近似条件下的COP进行了对比。