《表3 热化学吸附储热系统性能一览表》

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《基于水合盐的热化学吸附储热技术研究进展》

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Michel等[40]构建了以Sr Br2·6H2O为反应物的开式固定床反应器，研究发现该系统的储热密度为430～460 k W·h/m3。Visscher等[41]研究了Mg SO4·7H2O的化学吸附性能，研究发现该材料的脱附温度为122℃，以此为吸附剂构建的开式化学吸附系统的储热密度为780 k W·h/m3。Cot-Gores等[42]研究了一种开式化学吸附系统，以Mg Cl2·6H2O为吸附剂，研究发现该材料在温度超过135℃后容易产生HCl气体，导致容器腐蚀，因此系统的脱附温度不得超过135℃。此外，系统在吸水23 h后总储热密度达1400 k J/kg。Aydin等[43]建立了基于Ca Cl2/蛭石复合材料的化学吸附储热系统，该系统中Ca Cl2/蛭石填充于内外管间隙，湿空气从底端经由内管壁上的通孔扩散至Ca Cl2/蛭石表面，如图6所示。同时研究了储热系统吸附量与输出功率的关系。当吸附量由4.5 g/kg变为16.4 g/kg时，储热系统热输出功率由313 W增加至730 W。系统储热能力为25.5 k W·h，储热密度为290 MJ/m3，储热效率可达69%。Liu等[44]制备了天然硅质页岩基Ca Cl2复合材料，并以此构建了开式吸附储热系统用于回收低温工业废热。实验表明该系统的体积储热密度为227 MJ/m3，系统储热效率为65%。Lass-Seyoum等[45]制备了Ca Cl2/凹凸棒土化学吸附材料，并以此构建了开式吸附储热系统，研究发现该系统的储热密度为200 W·h/kg。表3总结了现有研究的热化学吸附储热系统的性能，可以发现，作为热化学储热材料的水合盐多为碱金属和碱土金属的卤盐或硫酸盐等，具有较高的储热密度，然而系统储热效率较低。此外，卤盐水合盐的相对液解湿度较低，极易出现潮解，虽潮解过程增加了其储热密度，但会对反应器造成严重电化学腐蚀，且出现膨胀结块问题，降低自身循环使用寿命。因此，优化系统反应条件和新型结构设计是未来热化学储热系统工业化发展的关键。由于基于水合盐的热化学吸附储热系统中的水合盐的反应温度范围不超过150℃，因此适用于中低温余热回收和太阳能热利用。