沸石一水吸附工质对

　　沸石是一种硅铝酸盐矿物，具有硅氧四面体和铝氧四面体无限扩展的“网格”结构，内部又含有大量的孔穴和通向这些孔穴的通道，因而具有非常大的外表面积和内表面积，有极强的吸附能力；沸石本身是一种极性物质，其中阳离子给出一个强局部正电场，吸引极性分子的负极中心，因此对极性分子(或易被极化的分子)具有很强的亲合力。水是极性很强的物质，因此，沸石具有强烈的吸水性。一般情况下，沸石对水的饱和吸附量可达25％～30％。在空气的相对湿度达95％时，5A分子筛在其中保持24h后，预吸附量可接近饱和吸附量，在一般大气环境中(相对湿度在50％左右)，保持24h后，预吸附量可达10％以上，沸石的吸附水量对温度特别敏感，不太大的温度变化，将导致吸附量的较大改变，从而导致密封系统中压力的变化。这一特性可以借助白天和晚上由于日照率的变化，使沸石起到压缩机的作用。例如，白天沸石被太阳加热，开始脱附水蒸气，当环境温度为30℃时，系统内平衡压力可达55.3mmHg(相当于冷凝温度为40℃)，夜间，沸石冷却，重新吸附水蒸气，造成系统内压力可达。

　　利用晚间和白天温度的变化，使沸石处于间歇的吸附和脱附状态，系统内的压力可由4.58mmHg上升至55.3mmHg，起到了压比为12的冷库压缩机的作用沸石的等温吸附量与水蒸汽分压之间的非线性函数关系十分明显。这一特性对太阳的利用是极其重要的。等温线在较低的水蒸气分压下，已基本处于平坦，以后韵沸石吸附量，几乎与水蒸气分压无关，因此，沸石在环境温度，低水蒸气分压下(即较低的蒸发温度下)，仍可吸附大量的水蒸气。另一方面，甚至在与高的冷凝温度相对应的高水蒸气分压下加热沸石，它仍可放出绝大部分所吸附的水蒸气。因此，沸石在高温和低温状态下吸附水蒸气的能力差别较大，和冷凝压力关系较小，这就使得在通常的平板型太阳能集热器系统和较高的冷凝温度下，沸石系统仍有可能获得较高的热力系数，这是普通的氨水吸收式稻溴化锶吸收式制冷系统所无法比拟曲，也是常用的硅胶、氯化钙等固体吸附剂所不及的。吸赋量是水蒸气分压的单调函数，而且几乎成线性关系。这样，在制冷循环中，从低温冷库低分压下吸附，到高温高分压下脱附，被吸附的水蒸气量改变不大，因而单位质量吸附剂所能制取的制冷量也不大。其它固体吸附剂电有类似于硅胶的这种性质j沸石分子筛能吸多种制冷气体，如水蒸气、氨气、二氧化碳、氟里昂等，而且饱和吸附量几乎一致，大约30％左右(以质量计)，由于水的汽化潜热比其它制冷工质大得多(例如水和R12在O℃时的汽化潜热分别为2500kJ／kz和154.9kJ／kg，两者相差达16倍之多)，如果采用水作为吸附物，可使系统内所需沸石量大大减少，使整个装置紧凑。因此，采用沸石作为吸附荆、水作为吸附质(制冷剂)。能或工业废热的低温热源的沸石吸附式制冷系统被人们广泛加以研究和利用。

　　目前，可作为吸附式制冷系统中的工质对物质是很多的，在制冷与空调方面，已进行过实验研究的有沸石一水、硅胶一水、氯化钙一水、沸石一乙醇、氯化钙一甲醇，活性炭一甲醇等。

　　采用甲醇作为制冷剂(吸附质)的原因，在于它的沸点高(64.7℃，凝固点低(-98℃)，低温下系统的真空度较低。