固体吸附除湿剂的制备及性能研究

针对固体吸附除湿制冷的特点,开展了高效除湿剂的制备及性能研究。通过正交实验优选出吸附剂的原料配比和制备条件;测定了吸附剂的吸附容量及吸附等温线;对自制吸附剂及13X分子筛的脱附过程进行了热分析研究。结果表明:自制复合型吸附剂NW—162和NW—164的吸附性能优于13X和5A分子筛等常规吸附剂,其中平衡吸附量大于0.7kg·kg~(-1),峰顶温度低于13X分子筛50℃左右,是有着良好应用开发前景的高效固体除湿剂。     

压缩空气溶液除湿中不同除湿剂除湿性能比较

在压缩空气溶液除湿实验平台上,分别以LiBr和LiCl水溶液作为除湿剂,实验研究了两种溶液在压缩空气溶液除湿系统中的除湿性能。以溶液表面水蒸气分压力作为比较基准,压缩空气出口含湿量和除湿量作为除湿性能的评价指标,对二者的除湿能力进行比较分析。同时基于压缩空气溶液除湿器传热传质模型,结合实验数据,研究了LiBr、LiCl溶液与压缩空气间的传质系数大小以及变化规律。结果表明：在相同的处理工况下,采用LiCl溶液对压缩空气进行除湿能得到更低的空气出口含湿量和更高的除湿量,LiCl溶液除湿过程的传质系数也高于LiBr溶液,即在压缩空气溶液除湿系统中LiCl溶液具有更优的除湿能力和传质性能。     

空调用固体除湿材料研究进展

阐述了常用固体除湿吸附材料的特点及研究进展,指出传统固体除湿吸附材料进行改性和研制复合多孔材料是当前材料开发的热点,该方法能提高其吸附效率,降低其再生能耗,提高材料的使用寿命,成为未来固体除湿材料研发的方向。     

内冷除湿器中热质交换过程的数值模拟与分析

介绍了一种板翅式内冷型除湿器,针对其运行特点建立了其除湿过程的数学模型。分析了除湿过程中除湿器内部溶液与空气的温度场分布以及空气含湿量的分布情况,对内冷除湿与绝热除湿进行了比较,分析了内冷对于溶液温度以及传质驱动势的影响。结果显示与绝热除湿相比内冷除湿可有效抑制溶液温升,但对于传质驱动势的影响并不大,在典型工况下,其溶液出口平均温度比绝热除湿的平均温度低4.83℃,而积分平均湿差仅比绝热除湿时高出0.38 g•kg^-1,约为3.2%。     

热泵和除湿板结合的固体除湿新风机组特性

提出一种热泵驱动的住宅用固体除湿新风机组。该机组采用两级除湿和再生,每级由两个除湿板组成,分别位于被处理空气侧和再生空气侧,通过相互交换位置实现连续除湿。热泵系统的制冷量和排热量分别用于冷却被处理空气及加热再生空气。针对该机组建立相应数值模型并进行实验验证,模拟分析各级除湿板位置交换模式(模式1:同时交换位置;模式2:交替交换位置)、转换间隔(TI)、新风进口状态和级数对机组COP的影响。结果表明:该机组存在最优TI,模式2的最优TI是模式1的一半,风量为300 m³·h^-1 时模式1的最优TI为8 min,风量为500 m³·h^-1时模式1的最优TI为4 min;随着级数增加,机组COP增加;新风进口越干燥、温度越低,机组COP越高。在北京夏季工况和ARI夏季工况下,COP分别高于3.5和5.5。     

固体除湿剂电渗再生可行性分析

采用电渗双电层理论与固体除湿剂吸附理论相结合的方法,分析了电渗效应再生固体除湿剂的可能性,并设计了实验方案。利用比表面及孔隙度分析仪测试得到沸石的吸附等温线类型为?型,孔容大小为0.358 cm3/g。实验得到30 V电压下的沸石电渗效应临界含水率在50%~55%之间,大于沸石的饱和含水率;电渗效应未能实现沸石再生,与理论分析吻合。     

不同工质在溶液除湿真空再生系统中的性能对比

对一种溶液除湿真空再生系统进行了实验及模拟研究,实验对比了LiCl溶液及CaBr₂∶CaCl₂=1∶1(溶质的质量分数比)混合溶液的系统性能,发现两溶液的出口含湿量及COP较为接近,当驱动温度为62℃时,系统COP均为0.65左右。通过模拟研究发现,两种溶液的除湿能力十分接近,混合溶液的COP略高于LiCl溶液。驱动温度84℃时,采用混合溶液的出口含湿量为6.0 g/kg左右,系统COP为0.81左右。进口含湿量越高,系统COP将会越高,得益于混合溶液较小的比热容,其再生溶液的耗热量略低,因此其COP略高于LiCl溶液。在此类溶液除湿系统中,CaBr₂∶CaCl₂=1∶1混合溶液能较好地替代LiCl溶液,实现低成本,高性能。     

顺流型溶液与空气热质交换性能

在顺流型平板降膜热质交换测试装置上对氯化锂水溶液与湿空气除湿、再生性能进行了实验研究,结合NTU-Le模型,着眼于湿空气与溶液耦合热质交换特性,获取了顺流条件下不同空气流量、溶液流量、溶液温度工况的耦合传热传质系数随运行参数的变化情况。研究结果为相关过程模型验证提供可靠数据,同时也为相关设备性能分析与计算提供重要基础数据。     

吸附除湿换热:弱关联热质耦合传递过程

传统上,湿空气流经除湿换热器的热质传递过程被认为是耦合过程,这使得研究该过程的热质传递规律及除湿换热器的优化设计变得十分困难。为此,在对实验结果分析的基础上,通过少量的近似处理,提出了一种的对该热质传递过程进行解耦分析的处理方法,从理论上揭示了该类型的单元式固体吸附除湿空调具备天然的温湿度独立处理能力,为后续的空调系统性能分析及除湿换热器的优化设计提供了一个简单有效的分析方法。     

不同干燥剂转轮的除湿性能

以除湿量和除湿性能系数作为评价指标, 对3个不同干燥剂转轮的除湿性能进行了实验研究。对比分析了处理空气入口温度和相对湿度、处理风速、再生风速、转轮转速以及再生温度对各个转轮的影响, 得到了转轮的除湿量和除湿性能系数的变化趋势。结果表明:在处理侧温度较高的情况下, 聚苯硫醚(PPS)/PPM各半转轮相比PPS硅胶转轮和PPM分子筛转轮, 除湿性能是最好的;PPS硅胶转轮更适用于高湿度工况环境;而处理风速的增大有利于提高PPM分子筛转轮的性能;再生温度从60℃提高到80℃, 3个转轮的除湿量和除湿性能系数增大1倍左右。     

除湿方法对蒸发式过冷水制冰系统性能的影响

根据不同的除湿方法,提出了两种新型蒸发式过冷水制冰系统,一种是改进型溶液除湿蒸发式过冷水制冰系统,改进的系统增加了水预冷子系统,并利用自身的冷却水对除湿后的空气进行降温,其不仅解决了传统过冷水法中的冰堵问题,也实现了低含湿量空气的梯级利用。另一种是基于冷冻除湿的蒸发式过冷水制冰系统,它包括蒸发式过冷水制冰与湿空气冷凝水过冷制冰两个子系统,其也克服了传统过冷水法中易冰堵的缺陷,与改进型溶液除湿蒸发式过冷水系统相比该系统更简单。根据系统性能计算,在一定工况下与传统过冷水法相比,改进型溶液除湿蒸发式过冷水系统的制冰性能系数可提高33.8%以上,基于冷冻除湿的蒸发式过冷水系统的制冰性能系数则与之基本相同。     

干燥剂转轮除湿性能实验研究

以显热效率、潜热效率和除湿性能系数作为评价指标,通过实验比较了硅胶和氯化锂转轮的除湿性能,研究了运行参数(处理空气进口湿度、温度,再生温度,处理风量)对转轮除湿性能的影响。实验研究发现在相同工况下,氯化锂转轮的显热效率、潜热效率均高于硅胶转轮。运行参数中再生温度、处理空气进口湿度对转轮除湿性能影响比较大。氯化锂转轮的最佳再生温度为60℃,硅胶转轮的最佳再生温度为100℃。说明氯化锂转轮更适合采用太阳能、废热等低品位能源作为再生热源。     

溶液除湿冷却系统的火用分析

基于热力学第二定律建立了针对溶液除湿系统的火用分析模型,重点分析了空气和溶液进口参数对溶液除湿器性能（除湿器火用效率）的影响,并且对采用LiCl的溶液除湿冷却系统进行了部件分析。结果表明：（1）除湿器的火用效率影响因素中,空气速度和空气湿度影响最大,其次是溶液的温度和浓度,而空气进口温度和溶液流速的影响基本可以忽略;（2）在整个系统中,溶液-热水换热器的火用损失最大,占24.5%,其次是溶液-溶液热回收器和冷水-溶液换热器,分别占24.4%和22.8%,可见减小换热器的火用损是提高系统火用效率的关键。此研究对于明确改进溶液除湿空调的方向有重要意义。     

多级孔硅铝酸盐的结构特性及其除湿性能

采用水热法制备出具有深度除湿功能（RH<20%）、高饱和吸附量和中低温快速脱附性能（<100℃）的除湿轮用多级孔硅铝酸盐吸附剂。采用N₂-吸附脱附、XRD、透射电镜、FT-IR和NMR等技术表征吸附剂的微观结构;采用动态水汽吸附分析仪（DVS）测试其吸附-脱附性能。结果发现,通过控制制备前体的微晶温度,可调控吸附剂在中低湿度工况下的除湿性能：微晶温度是通过影响吸附剂微观结构中有序介孔和类微孔结构的比例,来影响吸附剂的深度除湿功能;升高微晶温度会提高吸附剂中类微孔和骨架Al比例从而强化其深度除湿能力,但会显著降低介孔有序度及总孔容,削弱其饱和吸附量及脱附性能;过高的类微孔和骨架Al比例会提高吸附剂的脱附再生温度,增大除湿能耗。     

矿用救生舱除湿方式研究

根据我国煤矿现有条件及要求,对煤矿救生舱内除湿技术进行了研究。针对煤矿井下发生事故后的客观条件,从动力缺失、空间大小、简单易用等方面分析其对除湿系统的特殊要求。阐述并比较了冷凝除湿、液体吸收除湿、固体吸附除湿、热泵除湿这些常见除湿方式的优缺点,选用固体动态吸附除湿技术控制矿用救生舱内的湿度。     

运行压力对超声雾化溶液除湿系统性能的影响

基于溶液除湿热质传递过程中所遵循的质量平衡、能量平衡模型,以超声雾化溶液除湿系统（UADS）为例,探讨了在不同空气处理温度、湿度下,系统运行压力对除湿性能的影响。结果表明：随着运行压力的升高,UADS系统的除湿性能显著改善。特别是在所处理空气入口温度较高时,提升系统运行压力对除湿效率的提高作用更加显著。同时,当所处理空气的含湿量较大时,提高运行压力对系统除湿速率的增幅明显,而对除湿效率的改善作用减弱。此外,当除湿系统在较高压力下运行时,其除湿效率受所处理空气入口温湿度变化而产生的波动减小,系统性能稳定性显著改善。所得结果可对溶液除湿系统的高效、稳定运行提供积极参考。     

两种常用液体吸湿剂传质性能的比较

分析比较了溴化锂溶液（LiBr）、氯化锂溶液（LiCl）这两种常用的吸湿盐溶液与湿空气之间的传质性能,二者比较的基准是：溶液温度与表面蒸气压分别对应相等。相同状态时,LiBr溶液的密度约是LiCl溶液的1.2倍,比热容约是LiCl溶液的0.8倍,即当LiBr和LiCl溶液的体积流量相同时,二者的热容量大致相等。通过对热质交换过程解析解的分析,得到影响溶液与空气传质效果的核心参数为：空气与溶液的热容量比和传质单元数。在实验测试分别采用LiBr和LiCl溶液的除湿、再生工况性能的基础上,拟合出了传质系数随着空气与溶液进口参数的变化规律。在实验工况范围内,当LiBr与LiCl溶液的体积流量相同时,采用LiBr溶液的传质性能稍优于LiCl溶液,但二者差异不大。     

烧结床层的热质分析

基于烧结生产的复杂物理化学过程,建立了烧结床层传热、传质和流动的二维非稳态数学模型,考虑了孔隙率、物料颗粒当量直径等床层结构影响参数的变化,并对气固传热系数进行了修正。通过数值计算,获得了烧结床层的温度场、结构变化和烟气的流场、温度场、浓度场等。烟气出口温度、床层总压降与生产实测值吻合较好,验证了数学模型的正确性。进一步分析了燃料配比、风量和给料温度等操作参数对烧结过程的影响。研究结果表明：燃烧带的厚度、最高温度随着烧结过程的进行而逐渐增加。床层孔隙率、颗粒当量直径的变化主要发生在燃烧带的熔融、冷凝阶段。料层压损最大的是燃烧熔融层,其次是混合料带,最小的是烧结矿层。增加焦粉含量、提高烧结混合料的初温,有利于提高成矿质量;风量过大时,会造成成矿质量下降、生产成本提高。     

蒸发冷却条件下管内LiCl和CaCl2溶液降膜除湿性能对比

介绍了一种基于蒸发冷却的外冷型溶液除湿装置设计原理及实验样机结构。分别以LiCl和CaCl₂溶液为除湿剂,以除湿率和除湿空气出口温度为评价指标,通过实验对比分析了LiCl和CaCl₂在蒸发冷却条件下的除湿性能差异。结果表明：在所有实验条件下,浓度为0.35的LiCl溶液与浓度为0.45的CaCl₂溶液除湿性能相似,其除湿率与对应空气出口温度均高于浓度为0.35的CaCl₂溶液;浓度为0.35的LiCl溶液比浓度为0.35的CaCl₂溶液的除湿率要约提高73%,并且空气流量越大其绝对提高值越大。另外,蒸发冷却空气流量增加除使除湿率增加外还会降低空气出口温度,约1.4℃;改变喷淋水温度对CaCl₂溶液除湿性能的影响比对LiCl溶液更为明显。研究结果为该种外冷型溶液除湿器的实际应用提供参考。