硅胶转轮除湿机

近年来, 随着高新技术产业的发展, 某些行业要求其生产环境中空气温度在18-25℃ , 相对湿度在2-5%, 其空气露点温度低于-40℃ 以下。而氯化锂转轮除湿机,处理空气的露点温度只能达到-30℃ 以上, 不能满足新的要求。该行业使用的设备目前均从国外进口, 据称有的国家还把该类设备作为尖端设备限制或禁止向我国出口。因此, 国内迫切需要在氯化锂转轮除湿机研制成果的基础上, 开发可以处理更低湿度的新型转轮除湿设备。以解决目前国内急需低露点环境除湿设备的要求。

通过调查, 确定以硅胶作为主要吸湿剂来试制硅胶转轮除湿机。硅胶吸湿剂的物理性能及吸湿原理如下

硅胶是一种无毒、无臭、无腐蚀, 并不溶于水的多孔结晶体, 表面布满毛细孔, 其亲水性强。对空气中的含湿量有较强的吸附能力。其饱和吸湿量为其自身重量的40%, 容重为610-640kg/m3。孔隙率为50-65%;毛细管平均孔径4×10-7cm;吸湿温度5-30℃ 再生温度150-180℃ 。

硅胶的吸湿原理是利用其表面行细管内水汽形成的凹形弯月面上产生的低压水蒸气分压力来吸附空气中的水分。

因此, 我们参考氯化锉转轮除湿机的研制方法,先试制硅胶吸湿纸, 再对硅胶吸湿纸进行动态和静态的小样试验测定, 取得一些基础数据后, 再对转芯结构尺寸的转径、厚度、转速、硅胶转轮除湿机的除湿量, 运行参数进行确定。

硅胶吸湿小样试验和测定的内容有:

(1)硅胶吸湿纸单位面积重量

(2)硅胶吸湿纸中吸湿剂的含量

(3)吸湿纸的吸湿率与空气和吸湿齐接触时间的关系

(4)吸湿纸的脱水率与再生空气和吸湿剂接触时间的关系

(5)空气含湿量与吸湿剂吸湿率的关系

(6)再生温度与吸湿纸脱水率的关系。

经测定, 硅胶吸湿纸单位面积重量为250g/m2,吸湿剂含有率在80%以上, 单位面积的静态吸湿量5分钟为酬12g/m2

由于硅胶的吸湿原理与氯化锉不同, 硅胶是将吸附的水分凝聚在自身的毛细管内, 其最佳吸附空气的温度范围为5-30℃ 而氯化铿是将吸收的水分变成结晶水, 在不同的温度下所含的结晶水数量不同, 其吸收空气中水分的温度范围比硅胶大。因两者的吸湿量、吸湿的速率和再生的速率均不同。故其转芯构造和运行参数应有不同, 初步确定硅胶转轮除湿机的构造及运行参数如下

(1)吸湿部件转芯由主要含硅胶的玻纤纸制作

(2)硅胶吸湿纸中吸湿剂的含量占总重量的80%以上

(3)由于硅胶的最佳吸湿温度在5-30℃的范围内, 而经过再生后的转芯温度较高,需要冷却到最佳吸湿温度时再进行吸湿比较经济, 故应对转芯的分区中增加一个冷却区来达到上述的目的。转芯的分区及各区所占的份额确定为再生区占转芯的1/4, 冷却区占1/4, 除湿区占1/2。

(4)再生温度暂定为120-160℃

(5)通过转芯的面风速暂定为1m/s

其它部分及转芯的构造与氯化锉转轮除湿机相同。

新型硅胶转轮除湿机的工作原理如下:硅胶转轮以设定的转速连续旋转, 除湿、再生、冷却三部分工作同时进行。需要除湿的处理空气进人转芯1/2的除湿区内, 空气中的水分被转芯内的硅胶吸湿纸吸附留存在转芯上, 经吸湿区干燥后的处理空气从吸湿区出来后, 送到需要的室内吸附水分的潮湿转芯转入再生区内, 被进入再生区的120-160℃ 的高温再生空气将转芯上的水分蒸发, 使转芯得到干燥, 吸收水分的潮湿再生空气排到室外干燥后的高温转芯转入冷却区后, 被进人冷却区的15℃ 以下的低温空气, 冷却到恢复吸湿性能后转入吸湿区又开始新一轮的吸湿、再生、冷却。从冷却区出来的被转芯加热的冷却空气进入再生加热器, 被加热到120-160℃作为高温再生空气使用。处理空气和冷却空气从相同的方向进入转芯, 再生空气从相反的方向进入转芯。

增加冷却区的硅胶转轮除湿机与未设冷却区的转轮除湿机相比, 具有以下优点:

  • 提高了空气的单位除湿量。由于从再生区转入的转芯温度高, 不具备吸湿性能, 通过转芯的处理风量湿度不可能减少, 温度反而升高, 只起到降低转芯温度的作用。只有转芯的温度降到临界吸湿温度以下, 转芯才开始吸湿。因此不设冷却区的转轮除湿机中, 处理风量通过转芯时大约有1/4的处理风量含湿量没有减少, 温度反而升高。
  • 降低了处理空气出口温度。处理空气出口的温升, 由转芯吸湿时空气中的水蒸气放出的汽化潜热和转芯温降放出热容量两部分组成, 设置冷却区后处理空气出口的温升, 只有转芯吸湿时空气中水蒸气放出的汽化潜热一部分了。
  • 减少了再生空气的加热量。设置冷却区后把转芯温降放出热容量作为再生空气的预热, 再生空气的加热量可减少。

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