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除湿方法分类以及锂加工所需低湿度环境空调设计的特点

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发表于 2015-6-20 11:49:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘要:针对锂加工所需低湿度环境空调设计的特点,在分析了常用除湿方法的除湿机理、特点、适用范围的基础上,经过对几种低湿度空调设计方案的比较,认为此类工程宜采用硅胶转轮与冷冻联合除湿方案。介绍了低湿度环境空调工程施工、安装需采取的特殊措施,如空调室宜采用装配式结构,地面采用防静电地板,空调风管需保温并采取严格的密封措施等。

随着现代化通讯技术的不断发展,金属锂电池得到了广泛应用。锂材在空气中加工时,极易氧化,遇水也易发生剧烈化学反应,生成氧化锂和氢气,发生强烈爆炸。因而锂材加工对周围空气环境湿庋要求相当严格,需要在极其干燥的空气环境中生产,通常要求相对湿度。
    此类工程国内外一般采用转轮与冷冻联合除湿方案。目前国内类似工程较少,设计资料匮乏,给设计者带来了诸多不便。本文通过对低湿度环境空调常用除湿方法的除湿机理、特点、适用范围的分析,介绍了低湿度环境空调设计方案的确定以及施工、安装需采取的特殊措施,以供设计同仁参考。
  除湿方法分类及其特点
    空气中,一般都含有水蒸汽,称为湿空气,完全不含水蒸汽的空气称为干空气。除湿就是降低湿空气中水蒸汽的含量或把湿空气处理为干空气的过程。对于相对湿度要求较高的场合,空气除湿方法主要有冷却(冷冻)除湿,压缩空气除湿,吸收和吸附除湿。
1.1冷却除湿法
    冷却除湿法就是将空气冷却到露点温度以下,使大于饱和含湿量的水汽凝结析出,从而降低空气的含湿量。冷却除湿又分为直接冷却除湿和间接冷却除湿;直接冷却除湿一般采用喷水式直接冷却空气,实现减焓降湿,它常用于空气露点温度高于15 0C的场合;间接冷却除湿一般采用表面式冷却盘管冷却空气,其除湿空气的露点温度一般不低于4℃,否则冷却盘管容易结霜,降低除湿效率,该方法除湿性能稳定、可靠,可连续除湿,常用在空气温度高,相对湿度50%以上的场合。
1.2压缩空气除湿法(压力升降法)
    通过空气压缩机对湿空气加压,当空气相对湿度达到100%时,继续加压,则空气中水蒸汽将以雾
滴的状态析出,再利用析附方法使其从空气中分离。该方法常用在处理风量较小,直流式系统。
1.3吸收式除湿
    利用吸湿剂蒸汽分压力低、不易结晶、加热后性能稳定、粘性小等特点进行除湿。吸湿剂一般用氧化锂、三甘醇、氯化锂、氯化钙等溶液。此方法的特点是通过调整除湿剂浓度,可以精确控制处理后空气的相对湿度;能连续除湿,即使在低温下也可以达到良好的除湿效果;具有杀菌作用,一般适合于除湿量较大的系统。液体吸湿剂最大缺点是具有腐蚀性,吸收液易被空气带走,为了克服这些缺点,衍生出了氯化锂转轮除湿机,它是一种将特制石棉纸卷成蜂窝状圆筒纸芯作载体,将氯化锂和保护加强剂浸渍在特制石棉纸载体上的干式除湿设备,保护加强剂(精制聚合铝)不仅保护吸湿剂不被空气带走,同时可提高吸湿纸强度。
    氯化锂转轮单位体积吸湿面积大,除湿能力强,在低温状态下也可以获得较好的除湿效果,这是由于温度越低,氯化锂所含的结晶水越多,同时,当温度低于0℃时,吸湿纸不会结冰,仍能与周围空气进行较好的湿交换,所以很容易获得低露点的干空气。常温时,吸湿剂的水蒸汽分压低于空气的水蒸汽分压,所以能够吸收空气中的水分。水蒸汽被吸收后放出汽化潜热,于是通过转轮去湿机的空气成为温度升高湿度降低的空气。为防止随着吸湿剂水分的增多,吸湿能力降低,氯化锂转轮通过隔板分为吸湿区和再生区。用作再生的空气经过滤后,再经加热器加热到120℃进入箱体再生区,随着再生区吸湿纸芯温度升高,其所含水分汽化,被热空气带走排出室外。吸湿和再生可同时进行,故能保证获得连续稳定的干燥空气。氯化锂转轮除湿机应用范围较广,可以用在相对湿度10 %~30%的场合,它与冷冻除湿联合使用,可获得一40。C露点温度的干燥空气,可用于有低湿度要求的特殊场合。
1.4吸附式除湿
    此方法是利用固体吸湿剂水蒸汽分压小于湿空气中水蒸汽分压,来吸附空气中的水分以达到除湿目的。吸湿剂主要有硅胶(fflSi02.nH20)、铝胶,分子筛(合成沸石)以及活性炭。下面着重介绍硅胶转轮和分子筛(合成沸石)转轮的除湿特点。
    硅胶转轮是将石英砂、硅石等材料采用浸渍方法,涂布在高强度无机纤维蜂窝状转轮上,经800℃高温锻烧,使载体表面形成金属硅胶,蜂窝状微孑L直径为15~30Um,在毛细孑L作用下,硅胶吸附空气中水分,达到除湿目的。硅胶转轮单位体积吸湿面积比氯化锂转轮大,除湿能力更强,硅胶转轮吸附水分达到饱和后的再生温度为150℃左右,再生方法同氯化锂转轮类似。硅胶转轮可以处理更低湿度的空气,它与冷冻除湿联合,可获得露点温度达- 50℃的干燥空气。
    分子筛(合成沸石)是由铝酸钠,硅酸钠采用化学方法合成,采用特殊工艺涂布在高强度无机纤维载体上,形成分子筛作用的吸附表面,其蜂窝状孔径仅为3~4mm,只有比微子L细小的分子才能通过微子L井在微子L内被吸附,分子筛在相对湿度极低的情况下也能达到很高的吸附量,并能避免用硅胶和活性铝等吸附剂所产生的共吸附问题。分子筛为了脱附吸收的水分,再生温度达350 0C左右,分子筛转轮与冷冻方法联合,可将空气处理到达- 80 0CEi露点温度。
    上述四种除湿方法,冷冻除湿造价、运行费用较低,而吸收式和吸附式除湿机造价、运行费较高;为了节能,对于低湿度除湿场合,常采用联合除湿方法。

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发表于 2018-12-3 11:13:00 | 显示全部楼层
穷玄储辨,若一毫至于太虚;竭世枢机,似一滴投于巨壑
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发表于 2017-5-14 08:51:48 | 显示全部楼层
疯了 这年头盗版还真多~~~~~~
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