改性粉煤灰相变储能材料在余热回收中的应用

赵 亮，王海洋，方向晨，王 刚，徐 宏, 2

（1中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001；2华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237）

相变材料（phase change materials，PCMs）是指在其物相变化过程中，可以从环境吸收热（冷）量或者向环境释放热（冷）量，从而达到能量储存和释放目的的功能材料[1]。通常，相变材料分为无机类和有机类，无机类相变材料以各类型水合盐为主，由于存在过冷和相分离等不利因素，有机类相变材料逐渐受到关注[2]。石蜡是重要的有机相变材料，具有较高的相变潜热值、良好的热稳定性和化学稳定性、无毒无味等优点[3-5]，将不同碳数的石蜡与载体材料复合可以制备出具有不同相变温度和相变潜热值的定形相变储能材料。可作为载体材料的物质很多，粉末状无机材料是其中一种，通过粉末状无机材料的物理吸附能力实现对熔融态相变材料的吸附存储。粉煤灰是热电厂煤焚烧后的产物，其主要成分为氧化铝和氧化硅，具有一定的吸附效果。目前，我国粉煤灰的重复利用率仅为 41.7%[6]，且主要集中在建材制品和道路工程领域，其处理问题已经成为制约经济和环境可持续发展的障碍。如果可以将粉煤灰用作相变储能材料的载体，则可以显著提高其利用附加值，同时有效缓解其对环境造成的压力。由于粉煤灰中含有部分杂质，而且比表面积和孔容积有限，在用于吸附材料前需要进行改性处理。以往的改性方法主要是强酸处理或强碱处理，其条件要求苛刻，容易对粉煤灰骨架结构造成破坏，不利于规模化应用[7-9]。……