2021年12月，实验室董勇教授团队在开式吸收式热泵新型无蒸发溶液再生技术方面取得新进展，相关研究成果以“Non-evaporative Solvent Extraction Technology Applied to Water and Heat Recovery from Low-temperature Flue Gas: Parametric Analysis and Feasibility Evaluation”为题发表在国际知名期刊Energy（2021年影响因子/JCR分区：7.147/Q1）上。董勇教授为通讯作者，博士研究生张昊为第一作者。
采用吸收式热泵对燃煤电厂低温湿烟气进行水热回收具有回收潜力大、烟气过热度高的优势，然而溶液再生过程的能耗制约着该项技术的性能及应用。鉴于此，董勇教授团队利用胺类溶液在不同温度下水溶性的差异，对高浓度吸收溶液进行无蒸发萃取再生，从而实现低温（30~70℃）条件下的溶液低耗高效再生性能。
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图1. 无蒸发溶液萃取再生过程示意图及新型吸收式热泵系统流程图 |
研究人员对新型溶液无蒸发萃取再生技术的适用性进行了分析，测试了不同萃取剂在不同温度下的水溶性，并通过试验探究了萃取剂在不同吸收溶液浓度下的萃取效率及盐离子脱除率。试验结果显示DIPA萃取剂作用于20%浓度的吸收溶液时，最高可获得4.2%的萃取效率；DMCHA萃取剂的盐离子脱除率基本维持在99%以上；萃取过程搅拌强度的增加以及萃取剂量的增加分别对高、低浓度吸收溶液的萃取效率提升幅度较大。研究人员同时对应用新型萃取再生技术的吸收式热泵进行了热动力学计算，结果表明，同工况下新型热泵系统的能耗降低了22.7%~42.8%，其COP值高达1.71。
新型溶液无蒸发萃取再生技术的提出以及在开式吸收式热泵系统中的应用可以显著降低溶液再生过程能耗，提高系统性能。同时，该项技术的应用可以有效利用废气、太阳能等低品质能量，较低的操作温度也有利于解决换热设备的腐蚀问题，对溶液吸收工艺在燃煤湿烟气水热回收中的应用提供了新思路。
