下载文档原格式
溶液除湿原理1. 溶液除湿的意义溶液除湿是一种常见的湿度控制方法，通过去除溶液中的水分，可以实现湿度的调节和控制。
溶液除湿在各个领域都有重要的应用，如化学实验室、工业生产、食品加工等。
了解溶液除湿的原理能够帮助我们更好地理解湿度控制的机制，并在实际应用中更好地操作。
2. 溶液除湿的原理溶液除湿的原理是通过吸附剂去除溶液中的水分。
吸附剂具有强烈的吸附性能，能够吸附空气中的水分子。
常见的吸附剂包括硅胶、分子筛等。
2.1 吸附剂的选择在选择吸附剂时，需要考虑吸附剂的吸附速度、吸附容量和再生能力。
吸附剂的吸附速度决定了除湿的效率，吸附容量决定了吸附剂的寿命，而再生能力决定了吸附剂的重复使用性能。
2.2 吸附剂的工作原理吸附剂能够通过表面吸附和毛细作用等方式将水分子吸附到其表面或内部。
在吸附过程中，水分子与吸附剂表面发生物理或化学吸附，形成水合物或水分子层，从而实现水分的去除。
3. 溶液除湿的实施过程溶液除湿的实施过程包括吸湿和再生两个阶段。
3.1 吸湿阶段在吸湿阶段，将含有水分的溶液与吸附剂接触，通过吸附剂的吸附作用将水分子从溶液中吸附出来。
吸湿阶段的关键是要保证溶液与吸附剂的充分接触，提高吸附的效率。
3.2 再生阶段在再生阶段，通过热力或其他方式将吸附剂上吸附的水分子去除，使吸附剂恢复到原来的状态，以便再次使用。
再生阶段的关键是要选择合适的再生方式，以确保吸附剂能够有效地去除吸附的水分。
4. 溶液除湿技术的应用溶液除湿技术在各个领域都有广泛的应用。
4.1 化学实验室在化学实验室中，溶液除湿可以帮助控制实验室的湿度，保证实验的准确性和稳定性。
尤其是在一些对湿度要求较高的实验中，如蒸馏、结晶实验等，溶液除湿技术能够起到重要的作用。
4.2 工业生产在工业生产中，溶液除湿可以帮助控制生产过程中的湿度，提高产品质量和生产效率。
例如，在某些化工生产过程中，溶液中的水分会对反应速率和产物质量造成影响，通过溶液除湿技术可以减少这种影响，提高反应的效率和产物的纯度。
一个网友和清华某教授就“溶液除湿技术”的讨论网友：非常感谢您的来函。
一个新技术的采用要慎重，如果以后发生问题对清华、对行业都会有很大的伤害。
以下是对您的来函的讨论：一、关于厂家出示的检测报告：清华教授：检测是委托北京理化分析中心进行采样和测试的，检测是采用色谱仪的元素分析结果，检测的是溴元素的含量、锂元素的含量。
网友：我认为检测存在问题，您使用的是溴化锂，为什么不捡溴化锂元素在出风侧的数值，而去检测溴元素和锂元素？举例房间发生漏水，您不是检查是否有水，而是检查房间是否有氢离子和氧离子，如果没有检出氢离子和氧离子的增加便可证明房间没有漏水，这样的检测岂不是个大笑话？显然，漏出的水不可能在房间分解成单独的氢离子和氧离子。
同样，溴化锂分子在处理空气过程中也不会分解成溴离子和锂离子！该检测报告有效吗？该检测报告能证明什么？请赐教。
二、关于溶液是否能进入处理空气的讨论：清华教授：（1）带液的问题溶液除湿空调中所采用的盐溶液（如溴化锂溶液、氯化锂溶液、氯化钙溶液），盐的沸点与水的沸点差异非常大，常压下，水的沸点在100℃，而几种盐的沸点都在1200℃以上。
萘等有机物具有易挥发的特点，其性质与除湿溶液中的盐类有很大差异，萘的沸点在常压下仅为220℃。
一杯盐水，如果仅靠与空气的自然对流，纯盐相对于水而言是非常难挥发出来的。
在溶液除湿空调中，空气以一定的流速经过盐溶液：1）空气在填料塔中是与盐溶液的液膜接触的（而非液滴形式），在很大程度上减少了带液的可能性。
2）从空气与盐溶液的流动形式上降低带液的可能性。
在填料塔中，有液膜与润湿填料的表面张力作用、液膜的重力以及空气经过液膜的拽力。
在除湿与再生装置中采用了叉流或者逆流的空气与盐溶液的流动形式，使得空气的拽力需要克服液膜表面张力与重力的综合作用，从而降低带液的可能性。
3）从空气流速的控制上降低带液可能性。
控制空气流经除湿与再生填料塔装置的流速，减少上述的空气拽力，降低带液的可能性。
再一种除湿方式是空气直接与具有吸湿的盐溶液接触（如溴化锂溶液、氯化锂溶液等），空气中的水蒸气被盐溶液吸收，从而实现空气的除湿，吸湿后的盐溶液需要浓缩再生才能重新使用。
因此，溶液式除湿与转轮式除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。
由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比，因此与转轮相比，这一方式还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。
改善吸湿式空气处理方式的关键就是变等焓过程为等温过程，吸收或补充空气与吸湿介质间传质产生的相变潜热，从而减少这一过程的不可逆损失。
由于转轮是运动部件，很难在转轮内部接入能够吸收热量或提供热量的换热装置，这种方法实现起来在工艺上有很大困难。
采用溶液吸湿，可以使空气溶液接触表面同时作为换热表面，在表面的另一侧接入冷水或热水，实现吸收或补充相变热的目的，从而实现接近等温的吸湿和再生过程；还可以采用带有中间换热器的溶液空气热湿交换单元，参见图5。
由溶液泵作为动力使溶液循环喷洒在塔板上与空气进行湿交换，同时溶液的循环回路中还串联一个中间换热器，吸收湿交换过程中产生的热量或冷量。
通过控制调节中间换热器另一侧的水温水量，就可使空气在接近等温状态下减湿或加湿。
溶液和水之间是交叉流，不可能实现真正的逆流，但如果单元内溶液的循环量足够大，空气通过这样一个单元的湿度变化量又较小时，其不可逆损失可大大减少。
图5 热湿交换单元模块润图6 自带热泵的溶液热回收型新风机组可以将图5所示的多个单元模块构建各种不同的空气处理流程，图6为热泵驱动的溶液热回收型新风机[1]，热泵的制冷量用于降低除湿溶液的温度从而提高其除湿性能，热泵的排热量用于溶液的浓缩再生。
图7给出了一种以热源作为驱动能源的溶液除湿新风处理系统[2]，由再生器统一制备的浓溶液送入各个新风机组中，利用溶液的吸湿性能实现新风的处理处理过程。
溶液的蓄能密度很大（高于冰蓄冷），从而降低了对于持续热源的需求，除湿与再生可以分别运行。
紧凑式双级并联液体溶液除湿器性能研究摘要液体溶液除湿系统利用低表面蒸汽压力的溶液，如氯化锂,溴化锂,氯化钙，三甘醇等实现对处理空气湿度的调节。
具有调节湿度恒定，能够利用50-80℃的低温位热能（如太阳能，余热等）再生等突出优点。
另外，这种除湿系统还具有除湿调节范围大，可用作全新风系统实现有效能量回收等特点，因而近年来得到深入研究和关注。
本文提出一种并联双级液体溶液除湿系统，该系统由两级除湿模块并联供液,可独立调节供液量, 一定程度上克服了常规液体除湿装置传质动力小,气液流量比调节不灵活的缺点，有效地实现了湿负荷高效处理，并提高了除湿效率和除湿量，采用了级间冷却克服绝热除湿过程混合热效应所带来的不利影响。
此外，除湿模块末端可以添加蒸发冷却器，实现热湿负荷独立处理。
本文对该系统实验台的四大模块设计，配电系统的设计，部件选型做了详细研究。
同时，对不同工况以氯化钙溶液作为除湿剂进行了实验分析，发现除湿两极增加中间冷却，除湿效率提高至接近50%，并将实验结果同溶液除湿器叉流传热传质模型的数值解进行了比较，对并联双级液体除湿器除湿性能在不同工况下进行了数值分析，并对其在给定工况下对系统的填料长度，流量在两级的分配（改变两级的气液流量比）进行了优化，发现第一级和第二级溶液流量比为0.4左右可达到参考工况下最佳除湿效果(除湿效率为53.9%)。
本文还对该系统的再生模块进行了数值模拟。
关键词：液体除湿，并联供液，叉流，模块，除湿效率，优化Theoretical and experimental study on Compact parallelingliquid desiccant dehumidifierABSTRACTLiquid desiccant dehumidification system, utilizing desiccant solution with low surface pressure, such as lithium chloride, lithium bromide, calcium chloride, to realize the humidity handling of process air. This system is featured by stable humidity control, the extensive use of low grade energy (such as solar energy, waste heat, etc..) to serve the purpose of regeneration. In addition, this system is characterized by wide humidity regulation, all fed-in fresh air to realize effective energy recovery. Therefore, it receives in-depth study and wide attention.This thesis proposes a parallel two-stage liquid desiccant dehumidification system. It consists of two parallel dehumidification modules with indispensable regulation on desiccant fed-in, which effectively overcomes the disadvantages of conventional liquid desiccant dehumidification systems, such as low mass transfer driving force, inflexible regulation of solution air ratio. Meanwhile, this system effectively realizes systematic handling of latent load, and the cooling module between the stages reduces the adverse effect of mixing heat occurring during the moisture removal process. Furthermore, evaporating cooler could be added at the end of the dehumidification modules to achieve the independent handling of sensible load and latent load of process air.This thesis detailed the design of four primary modules, electricity distribution system, as well as the selection of components. Meanwhile, this thesis made experimental investigations into the system with calcium chloride as the working desiccant, and the experimental values agree with the ones worked out by the cross heat and mass transfer mathematical model. And it is found that the addition ofcooling between two stages considerably rises the dehumidification efficiency up to 50%.In addition, this thesis carried the numerical analysis into this system under different operating conditions, and make extensive comparisons between this system and conventional ones, and the optimization values for the dimensions of packing materials and allocation of solution between stages are provided. It is found that the solution allocation ratio 0.4 between two stages will yield highest dehumidification efficiency(53.9%) and moisture removal rate. In the end, the thesis carried out numerical analysis into regenerating module.Key word: Liquid desiccant dehumidification, parallel fed-in, cross flow, module, dehumidification efficiency, optimization主要符号A 面积(m 2) P大气压(kPa) pC 空气的比热容(kJ/kg ·K)D 空气绝对湿度(g/kg) d 布液器小孔直径(mm)e 布液器小孔间距(mm) E 除湿效率f 填料层间距(mm) F 布液器距填料距离(cm)h 传热系数(W/m 2) a h湿空气的焓(kJ/kg)e h 热湿交换平衡时空气的焓(kJ/kg)m h质量传递系数(kg/m 2·s)z h 除湿剂的焓(kJ/kg) H 填料高度(cm)J 布液器排管间距(cm) K 气液流量比l 布液器管长(cm) L 填料长度(cm)Le 刘易斯数 .m 质量流量(kg/s)M 布液器送液体能力(m 3/h)NTU 传质单元数n 布液器小孔数 Q 换热量(KJ)Re 雷诺数 RH 空气相对湿度r 汽化潜热(kJ/kg) Sh 舍伍德数Sc 斯密特数 t 温度(℃)w T 湿球温度(℃) u 流速(m/s)V 体积(m 3) W 填料厚度(cm)α 填料层波纹角 β 填料层波纹角θ 角度 ε 填料空隙率η 质扩散率(m 2/s) σ 填料比表面积(m 2/m 3)ρ 密度 kg/m 3 ψ 填料润湿率φ 蒸发冷却器冷却效率 下标a空气c 冷流体 e 气液蒸汽压平衡h 热流体 in 入口out 出口 s 溶液上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
溶液除湿溶液调湿溶液吸湿
一、什么是溶液
溶液指的是溶解物质与溶剂混合形成的均匀混合物。
一般情况下，溶解度高的物质可以在溶剂中完全溶解，形成饱和溶液；而溶解度低的物质则只能溶解一定量。
二、溶液除湿
溶液除湿是一种常见的除湿方法。
溶液中的溶剂可以和空气中的水分发生反应，从而将空气中的湿气吸附到溶液中，达到除湿的目的。
常见的除湿溶液有饱和氯化钙溶液、氯化钾溶液、硫酸铜溶液等。
这些溶液可以吸附高达50%以上的湿气，是一种可靠的除湿方式。
三、溶液调湿
溶液调湿是指利用溶液对空气中的湿度进行调节。
这种方法适用于需要保持恒定湿度的场合，如实验室、药房等。
常见的调湿溶液有氯化钾溶液、氯化钠溶液、硼酸溶液等。
这些溶液可以根据需要选择不同的浓度和比例，来达到所需的湿度调节效果。
四、溶液吸湿
溶液吸湿是指溶液中的溶剂与空气中的水分发生反应，从而使溶液体
积膨胀。
这种现象在一些实验室中经常出现，需要特别注意。
为了避免溶液吸湿造成的影响，可以在制备溶液时选择适当的溶剂浓
度和比例，定期检查溶液的体积变化情况。
另外，如果实验中需要使
用吸湿的溶液，可以采用密闭容器的方式存储和使用，避免空气中的
湿气进入溶液。
五、总结
溶液是一种常见的化学混合物，除湿、调湿和吸湿是溶液在实验和生
产中经常遇到的问题。
正确选择溶液的成分和比例，定期检查和维护，是保持溶液稳定和可靠的重要措施。
溶液调湿技术的说明及历史现状什么是溶液调湿技术？溶液调湿技术是采用具有调湿功能的盐溶液（溴化锂）为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行控制。
盐溶液与空气中的水蒸气分压力差是二者进行水分传递的驱动势。
当溶液的表面蒸汽压低于空气的水蒸气分压力时，溶液吸收空气中的水分，空气被除湿；反之，溶液中的水分进入空气中，溶液被浓缩再生，空气被加湿（其原理类似于生活中利用盐腌制蔬菜后，蔬菜会变干变蔫，反之，把腌过的蔬菜放回清水中，蔬菜则重新吸水变得饱满）。
为何华创瑞风溶液调湿产品采用溴化锂溶液？在溶液调湿系列产品中，主要使用为溴化锂溶液。
溴化锂是一种非常稳定的物质，在大气中不变质、不挥发、不分解，无毒、无嗅，极易溶于水，具有较强的吸收水分的能力。
溴化锂溶液为无色透明液体，而添加缓蚀剂后的呈淡黄色。
溶液调湿与常规除湿方式相比，有哪些优势？常规中央空调是采用冷冻除湿，降低空气温度从而使得空气中的水分凝结析出。
这种方式会导致空调盘管表面潮湿，容易滋生各种细菌，成为生物污染源。
同时，这种冷冻除湿的方式，会将空气冷却到较低的温度，不仅使人感到不适，还造成了能源的浪费。
而利用溶液直接处理空气，不仅弥补了常规空调存在的各种不足，还能对空气进行杀菌消毒，保证了室内空气品质，为人们提供一个舒适健康的室内环境。
与传统冷冻除湿相比，溶液调湿技术具有的突出优势：⑴高效：通过独特高效的全热回收方式，有效地降低新风处理能耗。
⑵健康：取消潮湿表面，杜绝了滋生霉菌等不利于人体健康的隐患出现的可能性；解决了使用空气过滤器造成的可吸入颗粒物二次污染问题。
通过溶液喷洒可除去空气中的尘埃、细菌、霉菌等有害物质，保证送风健康清洁，提高室内空气品质。
⑶降耗：无需再热即可达到需要的送风参数，不会出现冷却后再热造成的能源浪费。
⑷舒适：能够实现各种空气处理工况的顺利转换，不会出现传统空调在部分负荷下牺牲室内含湿量控制的情况。
⑸节能：采用溶液调湿技术可以使用17~20ºC的高温冷源处理室内显热负荷，使系统能源效率大幅度提高，系统运行能耗降低30%左右。
再一种除湿方式是空气直接与具有吸湿的盐溶液接触（如溴化锂溶液、氯化锂溶液等），空气中的水蒸气被盐溶液吸收，从而实现空气的除湿，吸湿后的盐溶液需要浓缩再生才能重新使用。
因此，溶液式除湿与转轮式除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。
由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比，因此与转轮相比，这一方式还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。
改善吸湿式空气处理方式的关键就是变等焓过程为等温过程，吸收或补充空气与吸湿介质间传质产生的相变潜热，从而减少这一过程的不可逆损失。
由于转轮是运动部件，很难在转轮内部接入能够吸收热量或提供热量的换热装置，这种方法实现起来在工艺上有很大困难。
采用溶液吸湿，可以使空气溶液接触表面同时作为换热表面，在表面的另一侧接入冷水或热水，实现吸收或补充相变热的目的，从而实现接近等温的吸湿和再生过程；还可以采用带有中间换热器的溶液空气热湿交换单元，参见图5。
由溶液泵作为动力使溶液循环喷洒在塔板上与空气进行湿交换，同时溶液的循环回路中还串联一个中间换热器，吸收湿交换过程中产生的热量或冷量。
通过控制调节中间换热器另一侧的水温水量，就可使空气在接近等温状态下减湿或加湿。
溶液和水之间是交叉流，不可能实现真正的逆流，但如果单元内溶液的循环量足够大，空气通过这样一个单元的湿度变化量又较小时，其不可逆损失可大大减少。
图5 热湿交换单元模块润图6 自带热泵的溶液热回收型新风机组可以将图5所示的多个单元模块构建各种不同的空气处理流程，图6为热泵驱动的溶液热回收型新风机[1]，热泵的制冷量用于降低除湿溶液的温度从而提高其除湿性能，热泵的排热量用于溶液的浓缩再生。
图7给出了一种以热源作为驱动能源的溶液除湿新风处理系统[2]，由再生器统一制备的浓溶液送入各个新风机组中，利用溶液的吸湿性能实现新风的处理处理过程。
溶液的蓄能密度很大（高于冰蓄冷），从而降低了对于持续热源的需求，除湿与再生可以分别运行。
