HFCs/HCs+吸收剂工质对物理化学行为与吸收式动力循环特性

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51276010
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    郑丹星
  • 依托单位：
    北京化工大学
  • 学科分类：
    E0606.热物性与热物理测试技术
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Effective use of mid-low grade heat, e.g. use it for power generation, has huge significant meaning for saving energy and decreasing pollution. Absorption power cycle is a kind of advanced mid-low grade heat/power conversion technology. In this application, the combinations of hydrofluorocarbon (HFCs) or alkanes (HCs)+solvent as well as the combinations of HFCs/HCs +ionic liquid are selected as working pairs, to carry out the fundamental researches on absorption power cycle working pairs, using the approaches of chemical thermodynamics and thermal kinetics. A set of synchronization experimental system will be established, combing Calvet micro-calorimeter and gas-liquid equilibrium device of isothermal synthetic method. The specific heat capacity, solubility and gas-liquid equilibrium data, as well as the heat of absorption/desorption of HFCs/HCs+absorbent working pairs will be determined. Study and establish models of gas-liquid equilibrium and thermal dynamics for describing the high-pressure working pair systems. Clarify the molecular interactions mechanisms and its relationship with key thermophysical properties of working pairs, as well as the physicochemical behavior of absorption/desorption of HFCs/HCs+absorbent working pairs. Carry out the absorption power cycle simulation study on thermophysical properties of HFCs/HCs+absorbent working pairs. Reveal the relative mechanisms between the equilibria thermophysical properties and absorption/desorption kinetic characteristics versus the cycle performance. Provide theoretical supports for developing advanced absorption power cycle driven by the mid-low grade heat.
有效利用中低品位热，将其用于发电，对于节能减排意义巨大。吸收式动力循环是一种先进的中低品位热功转化技术。本申请选择氢氟烃类（HFCs）或烷烃类（HCs)+溶剂组合，以及HFCs/HCs+离子液体组合为工质对，采用化学热力学与热动力学方法，开展吸收式动力循环工质对基础研究。研究建立一套Calvet微量量热计和等温合成法气液相平衡同步测试实验系统；测定HFCs/HCs+吸收剂工质对体系的比热容、溶解度与气液相平衡、吸收/解吸热等基础数据。建立描述工质对体系的高压气液相平衡与热动力学的模型，阐明工质对分子间作用与工质对关键热物性，及其与吸收/解吸过程物理化学行为的关联规律。基于HFCs/HCs+吸收剂工质对热物性开展HFCs/HCs+吸收剂工质对吸收式动力循环的模拟研究，揭示工质对的平衡热物性以及吸收/解吸热动力学特征对循环特性的关联规律，提出工质对创新的方法，为开拓先进吸收式动力循环提供支撑。

结项摘要

吸收式动力循环是一种先进的中低品位热功转化技术，其相关研究近年来形成了国际上关注的前沿热点。在广泛评价了氢氟烃类（HFCs）或烷烃类（HCs）+溶剂组合，以及HFCs/HCs+离子液体组合的基础上，本项目选择具有潜质的HFCs+溶剂组合为主要研究对象，采用化学热力学与热动力学方法，开展了循环工质体系的基础研究。项目组研发了将高压Calvet微量量热计与等温合成法高压汽液相平衡（Vapor-liquid Equilibrium，VLE）装置组合而成的“同步”测试实验系统。同时还研制了高压液相循环法的VLE测定实验系统。选择10种HFCs与9种有机溶剂，构成90个研究体系。利用UNIQUAC活度系数模型，计算了90个体系的超额Gibbs函数。筛选出HFC32、HFC152a、HFC161和HFC245fa等6种HFCs类动力工质；而且，从酰胺类、醚类和酮类等有机物中，筛选出DMF、DMETrEG和NMP等5种吸收剂，获得了30种潜力组合。测定了HFC134a+ DMAC/NMP、HFC152a+DMF/DMAC/DMEDEG/DMETrEG/NMP、HFC161+NMP/DMF/ DMEDEG/DMAC/DMETrEG、HFC245fa+ DMF/DMEDEG/NMP/DMAC等22个体系的VLE数据。以NRTL活度系数模型，拟合了各个实验体系的模型参数，模型化的热力学一致性良好。测定了HFC161+DMETEG/DMETrEG/DMEDEG体系的溶解度与吸收热数据。分析了三个体系的微分吸收焓与积分吸收焓随着溶解度的变化规律，以及吸收过程的吸收速率常数、活化能等热动力学参数的特性。研究了分子间氢键作用和化学结构与体系热化学特性的关联。验证了同步测试实验与热动力学理论分析方法的有效性。基于本课题组此前提出的化学热机概念，借助HFCs/FCs优势动力工质筛选与循环特性模拟的方法，从20种HFCs/FCs动力工质以及4种酰胺类吸收剂中，优选并分析了HFC245fa+DMETrEG、HFC236fa+DMETrEG和HFC161+DMETrEG三个循环的特性。以工质对筛选与循环特性评价，揭示了工质体系关键热物性对循环特性的影响规律。据文献统计，本课题组是国际上发表吸收式动力循环工质体系测试数据最多的研究组。本课题组有关的研究基础工作成果将为开拓先进吸收式动力循环提供支撑。

项目成果

期刊论文数量（25）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（17）
专利数量（0）
A review of imidazolium ionic liquids research and development towards working pair of absorption cycle
吸收循环工作对咪唑离子液体研发综述
  • DOI：
    10.1016/j.rser.2014.04.046
  • 发表时间：
    2014-09
  • 期刊：
    Renewable and Sustainable Energy Reviews
  • 影响因子：
    15.9
  • 作者：
    Li Dong;Weijia Huang;Xianghong Wu;Nan Nie
  • 通讯作者：
    Nan Nie
以HFC245fa+DMF为工质对的吸收式动力循环研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    晏晓飞;郑丹星;龚福志;吕霁桐
  • 通讯作者：
    吕霁桐
New Approach for Absorbent Species Selection with Excess Gibbs Function
利用过量吉布斯函数选择吸收剂种类的新方法
  • DOI：
    10.1021/ie400826s
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Zheng, Danxing;Dong, Li;Wu, Xianghong
  • 通讯作者：
    Wu, Xianghong
Chemical amplifier and energy utilization principles of heat conversion cycle systems
热转换循环系统的化学放大器及能量利用原理
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2013.10.020
  • 发表时间：
    2013-12
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Zheng;Danxing;Jing;Xuye
  • 通讯作者：
    Xuye
NH_3-H_2O-[P4444]Cl体系气液相平衡测定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄维佳;郑丹星
  • 通讯作者：
    郑丹星

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其他文献

复杂燃料热力学性质的估算研究
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    --
  • 发表时间：
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    --
  • 作者：
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Thermodynamic boundaries of energy saving in conventional CCHP (Combined Cooling, Heating and Power) systems
传统 CCHP（冷热电联产）系统节能的热力学边界
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    Energy
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    李忞志;姜曦灼;郑丹星;曾广彪;史琳
  • 通讯作者：
    史琳
一种新型分布式功冷联产系统性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    韩巍;金红光;赵婷;郑丹星
  • 通讯作者：
    郑丹星
含CO2、DME、CH3OH等物质体系的
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    工程热物理学报，25（6）：901-904，2004
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王宁;曹文;郑丹星
  • 通讯作者：
    郑丹星
微量量热法测定生物柴油和菜籽油
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    工程热物理学报. 28(5): 738-740, 2007
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    武向红;郑丹星;何信菊;荆树宏
  • 通讯作者：
    荆树宏

其他文献

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郑丹星的其他基金

能量耦合结构对吸收式循环的特性强化
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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