一种多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法技术

本发明专利技术一种多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法，其特征在于：利用多孔矿物介质作为载体，对液态相变材料进行混合吸附，并将其灌入流化床，利用流化床中一定流速的冷空气对未冷却的相变颗粒进行强制对流冷却，并利用气流及物料之间的冲击作用使颗粒分散。经该法制备的相变储能颗粒其内部相变材料容留量较大，在高温下不易渗漏，具有较高的吸附稳定性；颗粒之间分散性好，表面干燥，不易结团结块。该法操作简单，工艺流程少，成本低并可实现相变储能颗粒批量化生产，具有一定的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合相变储能材料领域，尤其涉及一种建筑用多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法。
技术介绍
相变储能材料是一种新型建筑材料，它具有相变蓄放热的特点，用于建筑材料能降低能耗，提升室内舒适性，这种优良特性令其成为建筑材料领域热门研究方向。为了使相变材料的性能得到充分发挥，并防止其在相变时发生泄漏，通常相变材料应用于建筑材料并不是直接使用而是通过与载体结合形成相变储能颗粒，之后再掺入到保温材料基体中形成复合保温材料。因此,相变材料与载体结合即相变材料的定形化过程成为相变材料实用化的关键研究方向。目前常用的相变材料定形化技术主要有微胶囊法，多孔介质吸附法等等，其中微胶囊法包含原位聚合法、复凝聚法、界面聚合法等，该类方法工艺复杂成本高，制备过程产生的废物较多，且胶囊囊壁多为有机材质，其表面有一定疏水性，不易与传统建材结合导致基体强度不高等缺点；多孔介质吸附法则是利用多孔矿物介质的内部空腔在高温、真空或常温常压的条件下对液态相变材料进行吸附，此类方法操作简单，成本低，但相变材料容留效果相对较差，相变材料残留在矿物表面容易造成矿物颗粒之间相互粘连结团，且在实际生产时真空条件不易创造，批量生产难以实现等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为 了改进常规多孔介质吸附法等制备相变颗粒的不足而提供了。为了实现相变储能颗粒制备工艺简单、颗粒分散性好、相变材料容留量大且可连续生产的目的，本专利技术提出一种新的相变材料多孔介质吸附法一流化床法来合成多孔介质复合相变储能颗粒，该法借助流化床使用冷空气对已经吸附有液态相变材料的多孔矿物颗粒进行强制对流冷却，提高相变材料容留量，并借助气流的作用使矿物颗粒之间分散，减少粘连。该法操作简单，成本低，可实现相变储能颗粒的批量化生产。本专利技术的技术方案:，其具体步骤如下:(I)将已熔化的相变材料与多孔介质在加热至40_80°C条件下混合并搅拌均匀，静置0.5-2小时，得复合相变颗粒；(2)将复合相变颗粒灌入流化床入料口，从进气口通入冷空气，使得相变颗粒在流化床内被吹起程沸腾状态；(3)运行10-30分钟后打开出料口，使物料流出，制得多孔介质复合相变储能颗粒。优选上述所述的多孔介质为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅藻土、膨润土或石墨中的一种。优选上述的相变材料为月桂酸、癸酸、棕榈酸以或石蜡中的一种或几种。优选冷空气的温度比所用相变材料的相变温度低5-30 V。优选冷空气的流速是颗粒的悬浮速度的0.6-1.1倍。优选步骤(1)中相变材料与多孔介质的质量比为1.6~2:1。将多孔矿物颗粒与液态相变材料混合均匀后，灌入流化床入料口，并在流化床底部通入一定流速的冷空气，令吸附有相变材料的矿物颗粒在气流中减速下落并被吹起呈沸腾状。这里一定流速的冷空气其流速可控，根据相变颗粒重量调节气流快慢，但速度不低于颗粒的悬浮速度，这里通的气流起到两个关键作用:一方面，通过利用冷空气的强制对流作用使多孔介质对液态相变材料吸附得更加充分，其原理在于:当多孔介质在吸附有液态相变材料后，介质基体的温度趋近于液态相变材料的温度，但在受到冷空气强制对流换热后，介质本身温度发生变化，而液态相变材料因有一定潜热短时间内不易受到温度影响，因多孔矿物内有未被相变材料完全填充的孔隙，孔隙内的空气温度将发生变化，根据理想气体状态方程:PV=nRT，(式中P为压强，V为体积，η为气体物质的量，R为气体常数，T为温度)当孔隙内空气的温度T降低时，导致压强P降低，为了维持孔隙内外压强平衡，液态相变材料将向孔隙内部侵入，此时孔隙内空气体积V降低。因此，冷空气强制对流能提高相变储能颗粒中相变材料的容留量。冷空气强制对流的另一个作用是使相变颗粒得到充分分散。由于相变储能颗粒表面有残留的相变材料，在液态相变材料固化后，通过常规方法制备相变颗粒容易造成颗粒之间互相粘连结团。而经过流化床的气流能使相变颗粒程沸腾状态，相变颗粒表面残留的液态相变材料在冷空气的强制对流下冷却凝固，而颗粒与颗粒在气流的冲击作用下难以粘连结团。因此最后从出料口 4出来的都是分散均匀且干燥的相变颗粒。有益效果:·本专利技术提出了用流化床通冷空气骤冷的方式制备多孔介质相变储能颗粒。该法有别于传统多孔介质真空吸附的方法，在达到较高相变材料容留量的基础上还克服了相变材料易于团聚结块的缺点。该法操作方便，流程简单，成本低且易于实现批量化生产，具有一定的工程实用价值。【附图说明】图1传统方法与实施例2流化床法制备复合相变颗粒宏观对比图；其中(a)传统方法，(b)流化床法。【具体实施方式】下面通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1采用膨润土与石蜡制备多孔矿物介质复合相变储能颗粒。其中石蜡相变温度为25°C，具体操作如下:将石蜡相变材料熔化，并将膨润土置于40°C烘箱中预热；并将二者在该温度下混合搅拌均匀，其中石蜡与膨润土的质量比为2:1。搅拌均匀后将二者在该温度下静置2小时，形成复合相变颗粒；将已混合均匀的复合相变颗粒灌入流化床入料口，在进气口通入冷空气，气体温度为20°C，流速为颗粒悬浮速度的0.8倍，使复合相变储能颗粒在流化床筒体内吹起程沸腾状态；运行30分钟后打开出料口，使物料流出。通过对制备后的物料分析发现，尽管相变材料掺量相同，但经本方法制备出来的复合相变储能颗粒与传统方法制备出来的相比其颗粒之间粘连更少，更加松散干燥，说明相变材料吸附比较彻底，其性能显然更好。实施例2采用开孔膨胀珍珠岩与月桂酸-癸酸二元相变材料制备相变储能颗粒。具体操作如下:取月桂酸和癸酸以摩尔比为6:4混合并熔化均匀，制备成二元相变材料，相变温度为28.3°C。多孔介质采用开孔膨胀珍珠岩。将二元相变材料与膨胀珍珠以1.8:1的质量比于50°C温度下混合并充分搅拌，在该温度下静置2h，待吸附完全后灌入流化床入料口，用冷气流对相变颗粒进行喷吹使其处于沸腾状，气流速度调到颗粒悬浮速度的1.1倍，冷空气温度为18°C，运行10分钟后开启出料口使复合后的相变颗粒流出。制备后的颗粒如图1所示，利用传统方法与该方法进行对比，从图1可看出，传统方法制备得到的复合相变颗粒其颗粒之间互相粘连，说明多孔介质对相变材料的吸附量不够多，且有一定渗漏，导致一部分相变材料残留于多孔介质表面；而本专利技术所用的制备方法得到的相变颗粒则是程松散干燥状，颗粒之间无粘连，多孔介质对相变材料吸附量足够大，具有更优异的性能。实施例3采用硅藻土与月桂酸相变材料制备复合相变储能颗粒。其中月桂酸相变温度为41°C，具体操作如下:将月桂酸熔化后与硅藻土以质量比为2:1混合，并于80°C条件下混合并搅拌均匀，于该温度下静置0.5小时后，灌入流化床入料口，通入冷空气，冷空气温度为11°C，并将冷空气流速调节到颗粒悬浮速度的0.6倍，运行20分钟。最后制得干燥且分散均匀的硅藻土基复合相变储能颗粒。同样用该方法制得的硅藻土基复合相变颗粒比传统方法制得的相变材料容留量更大、性能更佳。需要指出的是，为了提高材料制备效果，使用流化床对相变颗粒进行强制冷却和分散需要调节冷气流速使颗粒程沸腾状，而在流化床内部，不同粒径的多孔介质所达到的气流悬浮速度不同，因此需根据实际情况调节流化床气流速度。同时降低冷空气的温度也能提闻效果。以上所述，仅为本专利技术的【具体实施方式】，但本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法，其具体步骤如下：（1）将已熔化的相变材料与多孔介质在加热至40?80℃条件下混合并搅拌均匀，静置0.5?2小时，得复合相变颗粒；（2）将复合相变颗粒灌入流化床入料口，从进气口通入冷空气，使得相变颗粒在流化床内被吹起程沸腾状态；（3）运行10?30分钟后打开出料口，使物料流出，制得多孔介质复合相变储能颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法，其具体步骤如下: (O将已熔化的相变材料与多孔介质在加热至40-80°C条件下混合并搅拌均匀，静置0.5-2小时，得复合相变颗粒； (2 )将复合相变颗粒灌入流化床入料口，从进气口通入冷空气，使得相变颗粒在流化床内被吹起程沸腾状态； (3)运行10-30分钟后打开出料口，使物料流出，制得多孔介质复合相变储能颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述所述的多孔介质为膨胀珍珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东旭，周全，郭红斌，李清海，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：