项目背景 工业过程产生了大量废水和废气，低品位余热回收困难，并且对环境造成危害。与此同时，工业、商业及民用对蒸汽有广泛需求，新型高效节能环保蒸汽生成系统亟需开发。热力驱动的吸附热泵利用固气工质对生成高温蒸汽，满足热力需求。 主要研究内容 蒸汽生成系统的实验研究 1)搭建实验平台进行蒸汽生成的循环实验,利用热水（<80°C）和热空气（<130°C）的吸附热泵系统，直接生成过热蒸汽，评估系统的性能和效率。 2)采用不同粒径的填料，设置传质通道，改变入水方式等，考察生成蒸汽通过填充层和湿沸石重生时的动态传热传质特性。 3)探索复合吸附剂对蒸汽生成和沸石重生的影响，确立优化的循环条件。 蒸汽生成系统的数值模拟研究 1)在蒸汽生成过程中，对气液固三相分别建立能量、质量或动量控制方程，建立变温变压的动态吸附模型；在沸石重生过程中，建立对流干燥重生模型。 2)分析蒸汽生成过程中填充层内沸石和水的温度分布，生成蒸汽在沸石空隙间的温度、压力和流场分布，出口蒸汽温度和压力特性。 3)通过回热回质增强蒸汽生成过程，考察不同回热温度对高温蒸汽生成的影响，分析在吸附剂和液面交界处沸腾传热后产生蒸汽的动态特性，评估回热对系统性能和效率的影响。 重要结果及关键数据 1)130°C的干空气对湿吸附剂重生，通入80℃热水，生成191°C ~264°C过热蒸汽，系统温升近100°C。循环耐久性实验研究了15个连续循环，沸石微孔在高温高湿度下仍可保持结构完整。 2)从局部和整体吸附平衡两方面强化蒸汽生成：预制通道和回热回质。前者使蒸汽快速到达顶部。后者中回热温度为89.2°C时，蒸汽量增加18.8%，系统性能提升35.1%。 3)采用复合吸附剂-水工质对的系统，增加总吸附热，加快动态蒸汽生成的速率，强化蒸汽生成过程，提升系统性能和效率。 科学意义 在吸附热泵系统中采用直接接触法强化热传，生成高温蒸汽，研究不饱和多孔介质中沸腾传热的特性。不饱和度提高，物理吸附热增加。采用复合吸附剂，化学吸附热释放亦可强化蒸汽生成过程。 2100433B