用于乡村公共卫生安全的多功能气调机

• 作者: 吴开龙 邓帅 陈冰 赵睿恺 赵力 李双俊
• 来源期刊: 制冷学报
• 关键词: 气调技术 二氧化碳捕集 气态施肥 绿色消杀 固载二氧化氯
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 页码范围: 154-166
• 页数: 13页
• 分类号: TK123|TS255.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2021.05.154

摘要

新冠疫情爆发揭示了世界范围内公共卫生安全领域存在的艰巨挑战,尤其是公共基础设施弱、公共卫生安全意识薄弱的乡村地区.本文面向乡村防疫的特性需求,基于气固吸附和固载二氧化氯技术,开发了一种兼具灭菌、驱虫和富碳施肥的新型气调机装置.机组采用四床变电吸附(ESA)碳捕集与变压吸附(PSA)制氮循环结合的方法,对CO2和N2进行富集;同时,将固载二氧化氯应用于吸附剂中,实现一定强度的杀菌效果.基于测试数据和模拟模型,对碳捕集循环中吸附和解吸温度的温差、制氮循环中出口流速和吸附压力对该气调机的分离性能(回收率、纯度、生产率)和能效性能(比能耗、最小分离功、第二定律效率)的影响进行分析.结果表明:CO2的回收率、纯度、生产率均随温差的增大而升高;N2的纯度随出口流速的增大而降低,随吸附压力的增大而升高;N2回收率和生产率随出口流速和吸附压力的升高均呈现上升的趋势;系统比能耗随吸附压力的升高而升高,随温差和出口流速的增大均呈现降低的趋势;第二定律效率呈现与比能耗相反的变化趋势.模拟结果显示:当温差为105 K,出口流速为0.01 m/s,吸附压力为1 MPa时,CO2和N2纯度均达到最大值,体积分数(VOL)分别为80.6％ 和97.05％,此时系统比能耗为2.13 MJ/kg,第二定律效率为4.71％,能效性能处于较好水平;即使在其他操作条件下,CO2纯度普遍高于60％VOL,N2纯度普遍高于95％VOL,系统其他性能参数均可达到较高水平.