專利名稱：含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱力循環(huán)工質(zhì)，具體涉及一種作為內(nèi)燃機排氣余熱回收系統(tǒng)中的循環(huán)工質(zhì)。
背景技術：
發(fā)動機排氣壓力較低 、溫度較高，其直接膨脹做功的能量利用效果較差，因此吸收式制冷的應用受到限制。目前采用有機朗肯循環(huán)(ORC)回收內(nèi)燃機余熱成為研究熱點，采用有機朗肯循環(huán)進行余熱回收，工質(zhì)的選擇將成為關鍵。對于換熱器來講，其可用能損耗主要是溫差換熱，即工質(zhì)側(cè)溫度與熱、冷源的平均溫差。對于亞臨界飽和循環(huán)，純工質(zhì)是等溫蒸發(fā)，而混合工質(zhì)在相變時會發(fā)生溫度滑移，可以更好的貼合熱源，進而減小傳熱溫差，其可用能損耗也就小。對于發(fā)動機的余熱利用，由于排氣溫度高，在其換熱過程中溫降梯度較大，那么純質(zhì)等溫蒸發(fā)過程換熱溫差也就更大；混合工質(zhì)與大溫差梯度熱源能更好的匹配和跟隨，在減少不可逆損失方面具有更大的潛力。尤其是混合工質(zhì)的特性能將隨著組元或者配比的不同，更好地與換熱器冷、熱流體間溫差的匹配，提高系統(tǒng)效率。本發(fā)明提供的混合工質(zhì)，是作為40(T700°C高溫排氣余熱利用的系統(tǒng)而研制的，也可用作高溫地熱、生物質(zhì)能的熱力循環(huán)工質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種適于發(fā)動機余熱系統(tǒng)應用的含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，也可用作高溫地熱、生物質(zhì)能的熱力循環(huán)工質(zhì)。本發(fā)明提出的含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)共包括了兩種組元物質(zhì)，甲苯(C7H8)和二氯一氟乙烷(R141b)。各組元物質(zhì)的基本參數(shù)如表I所示。本發(fā)明內(nèi)容介紹及實施例含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，由甲苯和二氯一氟乙烷組成，兩種組元的質(zhì)量百分數(shù)配比為甲苯/ 二氯一氟乙烷80/20 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷60/40 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷40/60 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷20/80。以上每種混合工質(zhì)的各組元物質(zhì)質(zhì)量百分數(shù)之和為100%。上述混合工質(zhì)的制備方法是，將各組元物質(zhì)按其指定的質(zhì)量配比在常溫下進行物理混合即可。本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果(I)環(huán)境性能本發(fā)明混合工質(zhì)中R141b的ODP接近于零，GffP較低。可見其環(huán)境特性優(yōu)良，符合保護臭氧層、減小溫室效應的要求。(2)熱工參數(shù)(如表2):排氣溫度為792. 15K時，A工質(zhì)在亞臨界飽和循環(huán)工況(如蒸發(fā)溫度520K、冷凝溫度308K)下的蒸發(fā)壓力在2. 36MPa左右、冷凝壓力在0. 029MPa左右。對照甲苯純工質(zhì)，相同工況下的熱工參數(shù)為蒸發(fā)壓力為L59Mpa、冷凝壓力為0. 006Mpa?？梢姡诟邷卦O計工況下，純工質(zhì)甲苯的冷凝壓力過低，在實際過程中很難應用，對冷凝器的設計是一個挑戰(zhàn)，而混合工質(zhì)可以改善這一現(xiàn)象。(3)循環(huán)性能本發(fā)明在上述設計工況下，A工質(zhì)循環(huán)熱效率為25. 33%，_效率最高可達56. 11%,而煳損失只有23. 68kw，循環(huán)性能優(yōu)良。表I混合工質(zhì)所含組元的基本參數(shù)Tb :正常沸點，Tc :臨界溫度，Pc :臨界壓力
權利要求
1.含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，其特征是所述混合工質(zhì)由甲苯和二氯一氟乙烷組成，兩種組元的質(zhì)量百分數(shù)配比為甲苯/ 二氯一氟乙烷80/20 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷60/40 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷40/60 ;或者甲苯/ 二氯一氟乙烷20/80。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于發(fā)動機余熱系統(tǒng)應用的含有甲苯的有機朗肯循環(huán)混合工質(zhì)，由甲苯和二氯一氟乙烷按不同的質(zhì)量百分比組成二元混合物，適合作為熱源溫度為400—700℃的高溫ORC系統(tǒng)的工質(zhì)。其制備方法是，將上述組元按指定的配比在常溫下進行物理混合，即可得到相應的混合工質(zhì)。本發(fā)明工質(zhì)ODP接近于零，GWP較低，環(huán)境性能優(yōu)良，符合保護臭氧層、減小溫室效應的要求，可直接應用于發(fā)動機高溫排氣余熱ORC系統(tǒng)。
文檔編號C09K5/04GK103013450SQ20121052906
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者田華, 高媛媛, 舒歌群, 衛(wèi)海橋, 梁興雨 申請人:天津大學