论文部分内容阅读
环境湿度的控制对改善人居条件、提高产品质量和发展生产技术具有非常重要的意义。吸附式转轮除湿系统以除湿量大、除湿效率高，具有环保和节能等优点得到广泛应用，其中，构筑转轮的吸附材料是转轮除湿系统性能的决定性因素。
本文采用一种新型制备工艺，通过浸渍方法在陶瓷纤维基材上顺次浸渍水玻璃、酸液原位反应生成硅胶(SG)，再以硅溶胶作为分子筛的分散剂、粘合剂制备出高性能硅胶/分子筛复合物(SMC)吸附材料。对制备的复合吸附材料进行了SEM表征；综合分析了吸附材料(包括纸片和块体)在静态下的吸附性能，同时采用吸附床结构，模拟块体材料动态吸附过程，对材料的吸附性能进行了较为全面的研究，为今后工业应用设计提供依据。该方法具有成本低廉、工艺简单及对环境无污染等特点，应用于转轮除湿系统具有工业推广价值。
硅胶/分子筛复合物吸附材料的制备工艺为：将陶瓷纤维纸浸渍在水玻璃中，浸润后取出，烘干再与硫酸充分反应，取出用水冲洗干净，再浸渍在硅溶胶和分子筛的混合液(硅溶胶浓度20％、分子筛为硅溶胶的20％)中5min后取出，在室温下晾干2hr后，在120℃下鼓风干燥2hr后即可制得SMC吸附材料。
SEM图显示了硅胶/分子筛复合物颗粒较为均匀地分散在陶瓷纤维的表面及其空隙中。静态吸法测试显示：在较低湿度条件下(RH30％)，sMC吸附纸片的吸附量是硅胶的1.24倍；在较高湿度条件下(RH63％)，其吸附量是分子筛(MS)的1.16倍。而SMC块体在较低湿度条件下(RH35％)，其饱和吸附量是SG块体的1.30倍：在较高湿度条件下(RH75％)，其饱和吸附量是分子筛块体的1.38倍。
以硅胶/分子筛复合物块体为研究对象，建立了除湿块体动态吸附性能实验装置；研究了硅胶、分子筛和硅胶/分子筛复合物块体的吸附性能。着重探讨了硅胶/分子筛复合物块体在吸附/解吸过程中温、湿度分布情况，空气温、湿度和风速等参数对块体吸附材料吸附/解吸的影响，分析了通道的传热、传质特性，为除湿轮的设计提供依据。结果显示：SMC块体吸附材料的除湿性能明显优于硅胶和分子筛，尤其是在较高温度和较低湿度的条件下。可能的原因是复合物中的分子筛在高温和低湿度条件下都具有良好的吸附性能，从而提高了块体吸附材料整体除湿性能。