热质交换原理与设备课程第4章 节 4吸收剂处理空气的机理和方法.pptVIP

4.5 吸收剂处理空气的机理和方法;液体除湿剂（Liquid desiccant）; 4.5.2 液体除湿剂的类型和性能 所期望的除湿剂特性有： 相同的温度、浓度下，除湿剂表面蒸汽压较低，使得与被处理空气中水蒸气分压力之间有较大的压差，即除湿剂有较强的吸湿能力。 除湿剂对于空气中的水分有较大的溶解度，这样可提高吸收率并减小液体除湿剂的用量。 除湿剂在对空气中水分有较强吸收能力的同时，对混合气体中其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能有效实现分离。 低黏度，以降低泵的输送功耗，减小传热阻力。;高沸点，高冷凝热和稀释热，低凝固点。 除湿剂性质稳定，低挥发性，低腐蚀性，无毒性。 价格低廉，容易获得。 ;常用的液体除湿剂;溴化锂是一种稳定的物质，在大气中不变质、不挥发、不分解、极易溶于水，常温下是无色晶体，无毒、无嗅、有咸苦味。 溴化锂极易溶于水，20℃时食盐的溶解度为35.9g，而溴化锂的溶解度是其3倍左右。 溴化锂溶液的蒸汽压，远低于同温度下水的饱和蒸汽压，这表明溴化锂溶液有较强的吸收水分的能力。 溴化锂溶液对金属材料的腐蚀，比氯化钠、氯化钙等溶液要小，但仍是一种有较强腐蚀性的介质。 60％～70％浓度范围的溴化锂溶液在常温下就结晶，因而溴化锂溶液浓度的使用范围一般不超过70％。;溴化锂特性;溴化锂水溶液的表面蒸汽压;一种白色、立方晶体的盐，在水中溶解度很大。 氯化锂水溶液无色透明，无毒无嗅，黏性小，传热性能好， 容易再生，化学稳定性好。 在通常条件下，氯化锂溶质不分解，不挥发，溶液表面蒸汽 压低，吸湿能力大，是一种良好的吸湿剂。 氯化锂溶液结晶温度随溶液浓度的增大而增大，在浓度大于 40％时，氯化锂溶液在常温下即发生结晶现象，因此在除湿应 用中，其浓度易小于40％。 氯化锂溶液对金属有一定的腐蚀性。钛和钛合金、含钼的不锈钢、镍铜合金、合成聚合物和树酯等都能承受氯化锂溶液的腐蚀。 ;氯化锂溶液的表面蒸汽压; 氯化钙是一种无机盐，具有很强的吸湿性，吸收空气中的水 蒸气后与之结合为水化合物。 无水氯化钙白色，多孔，呈菱形结晶块，略带苦咸味，熔点 为772℃，???点为1600 ℃，吸收水分时放出熔解热、稀释热和 凝结热，但不产生氯化氢等有害气体，只有在700～800 ℃高温时才稍有分解。 氯化钙价格低廉，来源丰富，但氯化钙水溶液对金属有腐蚀 性，其容器必须防腐。 ;氯化钙溶液的表面蒸汽压;卤盐溶液性质比较 共性 盐的沸点比水的高得多，在汽相中实际上只有水蒸气； 溶液的表面蒸汽压是温度和浓度的函数，表面蒸汽压随着温度的升高和浓度的降低而增大，除湿能力随之降低； 盐的溶解度是有限的，会出现结晶现象； 盐溶液对常见金属具有腐蚀性，有其在开式系统下，防腐问题必须得到充分的重视。 盐溶液不会挥发到空气中影响、污染室内空气，相反还具有除尘杀菌功能，有益于提高室内空气品质。 ;三种卤盐溶液的区别;4.5.3 吸收剂处理空气的机理 （1）除湿剂的表面蒸汽压 水分由空气向除湿溶液传递的驱动力：被处理空气的水蒸气压力与除湿溶液的表面蒸汽压之间的压差； 拉乌尔定律：表面蒸汽压随溶剂的摩尔百分数呈线性变化，理想溶液的性质符合该定律； 式中p是溶剂的蒸汽分压， 是纯溶剂在溶液的温度和压力下的蒸汽压力， 是溶剂的摩尔百分数。 ;活度系数; ;（2）典型的吸湿—再生过程 下图显示了一种典型的吸湿—再生过程中除湿剂在湿空气性 质图上的变化过程，溴化锂溶液的等浓度线与湿空气的等相对 湿度线基本重合。 1—2是溶液的吸湿过程，溶液和湿空气直接接触，由于溶液 的表面蒸汽压小于湿空气的水蒸气分压力，水蒸气就从空气向 溶液转移，同时水蒸气的凝结潜热大部分也被溶液吸收。 为了抑制溶液温升、保持除湿剂的吸湿能力，一般采用冷却 的方式带走释放的潜热或者采用较大的溶液流量；溶液吸收水 蒸气后，浓度变小，而空气湿度达到要求后一般需进一步降温 处理再送入室内。 ; 典型的吸湿—再生循环示意图;2—3—4是溶液的再生过程。溶液被低压蒸汽或热水加热， 当溶液表面蒸汽压大于空气的水蒸气分压力时，溶液中的水分 蒸发到空气中，溶液被浓缩再生。 再生过程所需能量包括三部分：加热除湿剂使得其表面蒸汽 压高于周围空气的水蒸气分压力所需的热量（2—3）；所含水 分蒸发过程所需的汽化潜热（3—4）；溶质析出所需的热量， 比水的汽化潜热小，由溶液性质决定。 4—1是溶液的冷却过程，所需能量取决于除湿剂的质量、比 热以及再生后和冷却到重新具有吸收能力之间的温差。 通常为在2—3的加热过程和4—1的冷却过程之间增加换热 器，对进入再生器的较冷的稀溶液和流出再生器的较热的浓溶 液进行热交换，回收一部分热量，可提高再生器的工作效率。