氯化锂转轮除湿机在干燥工艺中的应用
氯化锂转轮除湿机的应用
氯化锂转轮除湿机是一种吸收——吸附并用的除湿装置它是把化学吸收剂嵌固在具有一定吸附能力的低质纤维上做成的蜂窝转轮, 利用吸收剂的吸收和载体的吸附作用, 除去空气的水分用于低温低湿条件, 除湿效果显著, 容易获得较低露点的空气。
80年代以来, 我国从国外引进的胶片生产线,夹层玻璃生产线和合纤行业涤纶生产线, 基本上都是采用氯化锂转轮除湿机提供低露点空气的气流干燥方法。其连续、稳定的低露点脱湿功能逐渐在干燥工艺中崭露头角。
国产氯化锂转轮除湿机目前已成功地应用在医药行业的软胶囊剂、片剂、粉针剂的干燥,夹层玻璃上膜工艺、胶片行业的片基干燥、化纤行业的聚脂切片干燥等。
应用氯化锂转轮除湿机干燥工艺的一般设计
气流干燥对空气参数的一般要求是干球温度一45℃ , 相对湿度2-15% 露点温
度一一5-40℃ ，如图1。
图1 干燥工艺系统配置原理
该设计的基本思路是：（1）使用全循环空气, 降低主机湿负荷（2）进入氯化锂转轮除湿机空气经表冷器预处理, 稳定低湿除湿工况, 提高转轮的低湿区除湿效率（3）控制进入加热器的再生气源含湿量。
对于干燥工艺来说, 由于对输出空气的含湿量要求较严格, 必须恒定进入氯化锂转轮除湿机处理空气含湿量d1、干球温度t1。要想获得较低的出口空气露点温度, 在氯化锂转轮除湿机单位去湿量给定的前提下, 降低和进入加热器再生空气含湿量drt,是必要的。
图2为浙江省造纸研究所研制的低露点空气干燥机组的去湿工艺流程图。该机组是综含运用冷却除湿技术和氯化锂转轮除湿技术制造低湿空气的空气处理设备。
图2 低露点空气干燥机组湿空气处理流程图
机组将各个空气处理设备组合在一个无框架结构的绝热箱内新鲜空气按干球温度39℃ , 湿球温度29℃设计。新
鲜空气经初、中效过滤器及表面冷凝器后, 温度降至0-8℃露点温度, 再经一级或二级氯化锂转轮脱湿, 输出空气露点温度达到-15—-40℃
图3为氯化锂转轮除湿机进口处理空气不同干球温度时对低湿区脱湿效率影响的实验结果。该图表明, 脱湿效率随处理空气干球温度降低而递增。
图3 干球温度对脱湿效率的影响
图4为低露点空气干燥机组在低湿区脱湿操作时, 空气千球温度不变, 改变转轮迎面风速时的脱湿效率实验结果低湿区最高脱湿效率可达92%。
图4 改变轮能迎面风速时的低茸点脱湿效率
氯化锂转轮除湿机的突出优点是连续、稳定的低露点去湿, 冷却除湿的适用范围是高温高湿空气的去湿, 其经济露点为5℃ 考虑环境空气参数及系统全气候运行的可靠性, 给氯化锂转轮低露点除湿提供稳定的进口参数的冷却—氯化锂转轮联合除湿制造低湿空气的系统配置, 是一条比较成熟的工艺路线。
关于除湿机理的几点讨论
前已论及, 氯化锂转轮除湿机之所以在干燥工艺中受到设计者重视, 应用日益广泛, 是因为它具有连续稳定的低露点脱湿功能, 低湿空气较容易获得。然而, 单靠氯化锂转轮除湿机要实现低露点脱湿是不可能的。于是, 人们设计了冷却—氯化锂转轮联合除湿的工艺路线。根据该工艺, 在冷却除湿机出口参数给定的条件下,如何实现低露点脱湿, 关键在于工艺配置。为了提高氯化锂转轮的低湿区脱湿效率, 有必要进一步分析氯化锂转轮的脱湿机理。
在脱湿过程中, 转轮内空气状态经历如下的变化过程：湿度高,温度比较低的空气与转轮接触,转轮中的结晶氯化锂吸收空气中的水分, 空气被减湿。与此同时, 转轮的蓄热和水分转移时的潜热使出口空气温度升高。再生时将加热的高温空气送到转轮内, 使其蜂窝内壁面受热,温度升高使氯化锂重新结晶。转轮内的水蒸汽分压高于再生空气的水蒸汽分压,氯化锂中的水分转移到再生空气中而得到再生随着空气的流动和转轮的旋转,氯化锂的空气之间进行传质和传热, 转轮内的处理空气和再生空气状态发生了变化。这种变化过程, 就是空气的减湿和氯化锂的再生变化的原因, 是在转轮的运转中两股反向气流与转轮内实际工况之间存在的水蒸汽分压差。氯化锂转轮除湿机是依据水蒸汽分压差原理进行脱湿再生操作的。在系统配置上, 如何提高氯化锂转轮除湿机的低露点脱湿效率, 基本依据正在于此。
降低被处理空气的干球温度, 增大被处理空气与转轮内结晶氯化锂之间水蒸汽分压差,提高低露点脱湿效率
当被处理空气的含湿量, 再生温度, 迎面风速恒定, 出口露点是被处理空气干球温度的函数td=f（t1）, 随着处理空气干球温度下降, 出口露点温度降低。此种趋势当被处理空气的干球温度接近露点温度时尤为明显。这是由于进入氯化锂转轮除湿机的处理空气温度降低致使转轮内壁面温度下降。根据氯化锂的特性,其水蒸汽分压的大小与其温度、浓度有关。温度愈低,水蒸汽分压愈小, 吸湿能力愈强。而处理空气虽温度下降, 但水蒸汽分压亦不变, 这就使两者之间的水蒸汽分压差增大, 因而增加了低湿脱湿效率。
实侧结果表明, 当其它参数恒定, 仅改变进入空气的干球温度（5℃-40℃） , 单位除湿量相差甚大, 在低湿区可相差几倍至十倍以上, 高温区差别逐渐缓和。
控制再生气源的含湿量
再生热气流的功能是移出被转轮在处理期间吸收的水分。转轮再生期间的水蒸汽分压差
设计与处理期相反。它是以再生空气加热转轮的蜂窝壁面, 氯化锂结晶后水分析出, 边界层接近饱和, 热气流蒸发水分实现水分转移的传热传质过程。因此, 降低再生空气的含湿量, 在低露点干燥工艺中显得尤为重要, 一般取drt≤5g/kg,在较低露点干燥工艺中, 需采取特殊手段, 如利用自身干燥空气。
通常, 对再生气流含湿量的要求, 必须视工艺所要求的空气含湿量而定。其间相差不能太大。否则, 经氯化锂转轮除湿机脱湿操作后输出的空气露点温度有可能逆转, 即发生增湿现象
氯化锂转轮除湿机在国外诞生时, 被竹、作划时代的除湿设备。我国生产和应用也已有十多年的历史随着国民经济的发展, 低温低湿气流干燥工艺已被各个产业领域所重视和应用, 氯化锂转轮除湿方法也必定会在实际应用中得到不断的发展和完善。