目前常见吸附剂的吸湿能力浅析

目前常见吸附剂的吸湿能力浅析
国际空调界近年来流行一种除湿概念——独立除湿,即对空气的降温与除湿分开独立处理,除湿不依赖于降温方式实现。其中,吸附方式是典型的独立除湿它是硅酸方式之一,这有效地克服了传统空调方法冷却除湿时浪费能源的缺点。
利用吸附材料降低空气中的含湿量,具有很多不同于其他除湿方式的优点:吸附除湿既不需要对空气进行冷却,也不需要对空气进行压缩,噪声低且可以得到很低的露点温度。然而,吸附剂的吸附性能直接关系着空气处理的效果。那么,下面对几种常见的吸附剂的吸湿能力浅析,如下图为不同吸附剂在25°C下对常压下空气中水蒸气的平衡吸附曲线。
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(1)硅胶(极性吸附剂)。硅胶是传统的吸附除湿剂,它是硅酸的胶体溶液通过受控脱水凝结后形成的吸附剂颗粒,因为比表面积大、表面性质优异,在较宽的湿度范围内对水蒸气有较好的吸附特性。缺点是如果暴露在水滴中会很快裂解成粉末,失去吸附能力。根据微孔尺寸分布的不同,可把商业上常见的硅胶分成AB电伴热带温控两种,其中A型微孔控制在2.0/3.0nm之间,而B型控制在7.0nm左右,它们的内部表面积分别为650m2/g450m2封装外壳口红管/gA涂料用润湿分散剂型硅胶适用于普通干燥除湿,B型硅胶更适合于空气的相对湿度大于50%时的除湿。
(2)多孔活性铝。活性氧化铝具有几种晶型,用作吸附剂主要是-氧化铝。单位质量的表面积在150-500mq1102/g之间,微孔半径在1.5-6.0nm(15-60入)之间,这主要取决于活性铝的制备过程。与硅胶相比,活性铝吸湿能力稍差,但更耐用且成本降低一半。
(3)沸石。沸石具有四边形晶状结构,中心是硅原子,四周包围着四个氧原子。这种结构使得沸石具有独特的吸附特性。由于沸石具有非常一致的微孔尺寸,因而可以根据分子的大小有选择地吸收或排斥分子,故而称为“分子筛沸石”目前商业上常用的作为吸附剂的合成沸石有A型和X型。分子筛沸石具有很多特点:低蒸汽分压下具有高吸水容量;高温下具有较好的吸水性;高速气流中仍能保持较咼吸水量;干燥效率咼;选择型吸附能力强。但仍有价格咼、强度差等缺点。
(4)活性炭。活性炭的制备比较容易,几乎能由所有的含碳物质如煤、木材、骨头、核桃壳和果壳等制得,把这些物质在低于600°C进行炭化再用水蒸气等活化剂进行活化处理。活性炭吸附主要用来处理的常见有机物包括:笨、甲苯、二甲苯、乙醚、煤油、汽油、光气、苯乙烯、恶臭物质、甲醛、乙烷、庚烷、、丙酮、四氯乙烯、萘、除酸乙酯等气体。但是活性炭对分子量小的化合物(如氨、硫化氢和甲醛)吸附效果较差。随着
科技的发展,活性炭在各行业的应用研究受到了人们的普遍重视,如石油化工中的油品脱硫、烟气脱硫、医用的去除内外源毒素的活性炭制剂、用作微电子的电极材料、复合催化剂、高密度能源物质(如氢、甲烷等)的贮存及高纯物质的分离精制等。同时,各种新品种活性炭,如超细活性炭、蜂窝活性炭、微珠形活性炭、活性炭纤维、活性炭布、活性炭板、炭分子筛及电阻定值活性炭等的开发都将进一步拓宽活性炭的应用领域。
除了上述四类吸附剂外,国内外很多科研工作者还利用花生皮、花生壳、玉米麸质、洋葱皮、茶叶等天然有机材料及其化学改性物作为吸附剂来吸附处理水中的Mg2+Ca2+、重金属离子、砷化合物等无机物质以及染料等有机污染物。此外,粉煤灰、腐殖酸类物质、陶土、蒙托石、高岭石、膨润土、泥炭,褐煤、
硅石、粘土及其改性物[104]等亦是很好的吸附剂,可有效地去除工业废水中的各种金属离子Cu2+Zn2+Ni2+Cd2+Hg2+、氨类物质、磷化合物、表面活性剂、吡啶和酚类物质等污染物。
吸附剂的性质不同,实际选用时应按照标准选择,要求空气压力损失小,具有适当的强度不知粉末化、具有足够大的吸附容量,还希望吸附剂粒水分的移动速度快,以便能尽快地
达到平衡状态。反复加热再生后,吸附剂受热劣化,吸湿能力下降。此外,大气中的油份等附着在吸附剂粒表面上并且炭化,也是妨碍吸附的主要原因。因此在设计时预先要增加一些考虑劣化量的吸附剂填充量。
空调领域大量采用表冷器除湿,这种除湿虽有其独特的优点,但也有一些缺点:仅为降低空气温度,冷媒温度无需很低,但为了除湿,冷媒温度须较低,一般为7°C-12。C,从而降低了制冷机的COP。而且由于除湿后的空气温度过低,往往还需将空气加热到适宜的送风状态;由于冷媒温度较低,使一些直接利用自然冷源的空调方式无法应用(如利用深井水作冷源,其温度在15°左右)。这些缺点使其不仅浪费了能源,还增加了对环境的污染。此外,传统空调系统中表冷器产生的冷凝水易产生霉菌,会影响室内空气质量。所以,这也体现了吸附剂处理空气的优点。
参考文献
[1]连之伟编著•热质交换原理与设备(第三版)•北京:中国建筑工业出版社,2011.

本文发布于:2024-09-24 12:19:46,感谢您对本站的认可!

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