專利名稱：一種液體除濕劑的再生方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于空氣的濕度調節(jié)領域，具體涉及一種液體吸收式除濕系統(tǒng)中液體除濕 劑的再生方法及裝置，特別適用于熱驅動的液體吸收式除濕系統(tǒng)。本發(fā)明的再生裝置與液 體吸收式除濕系統(tǒng)中的空氣除濕器結合，實現除濕劑稀溶液的再生；共同構成除濕系統(tǒng)中 的除濕(溶液稀釋)與再生(提濃)的循環(huán)過程。
背景技術：
室內空氣除濕與溫度調節(jié)的合理配置是建筑物節(jié)能的重要途徑?，F有除濕方法主 要有機械壓縮式除濕、液體吸收式除濕、固體吸附除濕(如轉輪除濕)和膜除濕等。其中液 體吸收式除濕以低品位熱驅動，能耗較低，并且實現了溫濕度獨立控制，應用日趨廣泛。液 體吸收式除濕系統(tǒng)的再生單元，利用熱源將吸濕后濃度降低了的溶液加熱，提濃恢復到原 來的濃度，是除濕系統(tǒng)中主要的耗能單元。專利CN1506629A提到一種采用填料作為傳熱傳質單元的再生裝置，其特點在于 進風處設置了回熱器，以提高熱利用率，提高再生效率，降低運行成本。但是填料式再生結 構的設備體積較大，設備內部結構復雜，熱利用效果不高。專利CN101275766A改進了上述裝置，提出了一個具有內部冷源的空氣液體吸收 式除濕和具有內部熱源的除濕劑再生系統(tǒng)，即除濕側采用了內部盤管冷卻，再生側則采用 了內部盤管加熱。再生側的內部加熱方式避免了因溶液再生熱量消耗導致的降溫，提高了 再生效率。但是，這種改進并沒有解決填料式再生裝置的上述問題，還使得裝置的結構更加 復雜，給運行和維護帶來不便。專利CN101435608A提出了采用滲透膜提濃液體除濕劑的方法，對膜的再生溶液 側升溫、增壓，對另一側則減壓或保持真空狀態(tài)，以維持較大滲透壓。專利CN201311010Y提 出了采用離子交換膜提濃液體除濕劑的方法，用選擇性的離子交換膜將再生溶液分割成三 部分，其中兩側分別插入正負電極，依靠電能對溶液中離子的作用將溶液提濃。這兩種方法 共同的優(yōu)點是驅動熱源溫度降低，并且不受再生空氣濕度的影響。但是，前者需要增壓、減 壓和真空操作過程，運行維護不便；后者需消耗高品位電能。專利CN1683056A也是以動力代替熱的驅動，提出了基于超重力分離方法的超重 力除濕器和再生器，高達1000轉/分以上的轉速使得氣液膜變薄，傳質阻力減小，傳質系數 提高一個數量級，顯著改善除濕與再生效果。但是本裝置的轉軸也需要高品位電能驅動。專利US5501776將反萃取技術應用于醇類液體除濕劑再生過程。在醇類液體除濕 劑水溶液中添加反萃取劑，使其與水形成非均相共沸體系，因而能使醇類除濕劑達到較高 的純度。這種方法僅限于醇類除濕劑的再生，而不能處理鹵鹽溶液除濕劑。液體噴霧裝置是一種高效的氣液傳質裝置，應用于干燥、結晶等領域。專利 CN201173662Y和專利CN201374977Y采用噴霧裝置，蒸發(fā)干燥含有固體顆粒的液體物料；專 利CN101035832A提出在改性聚碳酸酯制備中，利用噴霧裝置對產物進行蒸發(fā)結晶分離。

發(fā)明內容
為了解決現有液體除濕劑再生技術中的設備結構龐大、操作與維護復雜、高品位 能源消耗多的問題，本發(fā)明所提供的一種液體除濕劑的再生裝置，包括熱源、溶液泵以及罐 式容器，在罐式容器的一端設置再生空氣進氣分布器，另一端與引風機連接，在罐式容器的 內部設置有除霧部件、霧化器。其中除霧部件可采用在氣流出口設置氣流折流部件，或采用 規(guī)整填料制作或散裝填料填充。霧化器可以是壓力式噴嘴或氣流式噴嘴。該液體除濕劑的再生裝置可以采用逆流式結構或順流式結構。當采用逆流式結構 時，進氣分布器設置在罐式容器的下部或側下部，排氣由罐式容器頂部引出。當采用順流式 結構時，進氣分布器設置在罐式容器的上部或側上部，排氣由罐式容器底部液面上方折返， 至罐式容器四周夾層，最后由夾層頂部引出。
本發(fā)明所提供的液體除濕劑的再生方法為使用上述液體除濕劑的再生裝置，將液 體除濕劑霧化成為高比表面積的液體微粒，利用液體霧化所具有的巨大傳質傳熱面積迅 速、高效實現液體除濕劑的再生。這個過程的步驟如下1)將待進行再生的液體除濕劑經過外部熱源加熱后，通過液體泵傳送至罐式容器 中的霧化器；2)霧化器對液體除濕劑進行霧化操作，將其破碎成微小霧滴噴灑到罐式容器的內 部空間；3)空氣由進氣分布器進入罐式容器，并與霧化后的液體除濕劑進行氣液熱質交 換；4)交換后的空氣由罐式容器另一端的引風機排出；5)再生后的液體除濕劑被收集在儲液空間；6)被氣流帶走的除濕劑微小液滴在除霧部件中被攔截回收。本發(fā)明所提供的液體除濕劑的再生方法適用于下列液體除濕劑1)鹵鹽水溶液， 包括氯化鋰、溴化鋰、氯化鈣、氯化鋅；2)由兩種或以上的上述鹵鹽組成的復合鹽水溶液； 3)多元醇水溶液，包括乙二醇、丙三醇、三甘醇；4)由兩種或以上的上述醇組成的復合醇 水溶液。在本發(fā)明所提供的液體除濕劑的再生方法中，在步驟2)的霧化操作的壓力范 圍在0. 2MPa到1. 2MPa ；液體除濕劑被破碎成微小液體顆粒的平均粒徑范圍為40 μ m到 600 μ m。步驟3)中進行氣液熱質交換的液氣比為0.7 2.0。本發(fā)明具有的有益效果通常液體除濕劑的再生過程在填料表面進行換熱和傳質。與現有技術相比，本發(fā) 明提出的液體吸收劑的再生裝置使得液體除濕溶液的傳質傳熱比表面積增大，使得再生過 程速率顯著加快。液體除濕劑通過再生器的單程傳熱傳質變量(例如溫度與濃度)的變化 明顯增加。具體效果如下1、本裝置再生溶液單程濃度提高了 1. 5% 3%。再生過程傳質效果的提高，使得 再生設備單位處理量的體積減小，制造成本下降。2、由于在滴落的有限行程中液體溫度變化明顯，使得更多液體顯熱被用于溶液再 生。當溶液進料溫度為75°C，操作壓力為0. 65MPa時，功率為IOOkW的熱源，系統(tǒng)再生能力為 115. 8kg/h。熱的有效利用，導致再生過程能耗下降，再生過程的熱利用率可以達到74. 8%。這將使整個除濕系統(tǒng)的除濕能耗也相應下降。3、相對與其他滴淋布液的填料式的再生器結構，本發(fā)明提出以少量霧化器代替了幾乎充滿裝置的填料和(或)加熱管，使得再生器的內部結構明顯簡化。無須考慮加熱管 的傳熱效果和腐蝕問題，無須頻繁更換填料等設備，便于溶液的再生運行與裝置維護。


圖1是本發(fā)明逆流操作的實施方式流程示意圖；圖2是本發(fā)明順流操作的實施方式流程示意圖；圖中1_熱源；2-溶液泵；3-主體罐式容器；4-進氣分布器；5-引風機；6_除霧部 件；7-霧化器；8-底部儲液空間。
具體實施例方式實施例1附圖1所示的實施方式流程為逆流方式的流程。本實施例的裝置主要結構為一 罐式容器(3)，長徑比為2 1，內部的頂部從上至下依次設有除霧部件(6)和霧化器(7)； 中段是液體除濕劑霧化與氣液接觸空間，底部是儲液空間(8)；其下部還設有進氣分布器 (4)。除霧部件采用了規(guī)整金屬填料填充。本實施例選用的液體除濕劑為氯化鋰的水溶液，再生進口濃度為32. 65%。霧化器 是壓力式噴嘴，當操作壓力為0. 65MPa，操作液氣比為1. 2時，該霧化器能夠將液體除濕劑 破碎成為平均粒徑約為60 μ m左右的液體顆粒。溶液經外部熱源(1)加熱到75°C后由溶液 泵(2)輸送到霧化器(7)進行霧化，霧化后的液滴與再生空氣在罐式容器(3)中部逆流接 觸實現傳熱傳質。借助引風機(5)，再生后的濕空氣由罐式容器(3)頂部排入大氣，再生后 的溶液可暫時存儲于底部儲液空間(8)，然后輸送回除濕側。利用本實施例所述裝置，在上述操作條件下，當溶液處理量為3. 6m3/h時，溶液濃 度提升了 2. 68%，再生量為115. 8kg/h，相對于現有技術分別提高了約50%。所需熱源的加 熱功率為100kW，再生所蒸發(fā)水分的潛熱負荷為74. 6kW，本發(fā)明系統(tǒng)對再生熱源的利用率 達到74.6%。實施例2附圖2所示的實施方式流程為順流方式的流程。本實施例的裝置主要結構為一罐 式容器(3)，其長徑比為2 1，罐式容器壁設計夾層作為再生空氣出口通道。內部的頂部 是霧化器(7)；中段是液體除濕劑霧化與氣液接觸空間，底部是儲液空間(8)。待進行再生 的液體除濕劑經過外部熱源(1)加熱后，通過溶液泵(2)傳送至罐式容器(3)中的霧化器 (7)。進氣分布器(4)與軸向成30°角，氣流沿桶壁切線方向進入，與液體除濕劑在罐式容 器(3)內部接觸進行熱質交換后，由罐式容器(3)底部液面上方折返至罐式容器(3)四周 夾層，沿夾層上升，由引風機(5)排出系統(tǒng)。罐式容器夾層設置了除霧部件(6)，除霧部件采 用了規(guī)整金屬填料填充。順流方式的流程相對于逆流式的流程具有以下特點1)結構更加簡單；2)進氣采 用與軸向成30°角的切向進氣方式增加了氣流在再生器中的行程，從而增加了氣液接觸時 間，使得傳質更加充分；3)氣流沿容器內壁螺旋式流動，能有效減緩壁效應；4)順流式的流 程能減少霧沫損失。
權利要求
一種液體除濕劑的再生裝置，其特征在于該裝置包括熱源(1)、溶液泵(2)以及罐式容器(3)，在罐式容器(3)的一端設置再生空氣進氣分布器(4)，另一端與引風機(5)連接，在罐式容器(3)的內部設置有除霧部件(6)、霧化器(7)。
2.根據權利要求1所述液體除濕劑的再生裝置，其特征在于所述除霧部件(6)可采用 在氣流出口設置氣流折流部件，或采用規(guī)整填料制作或散裝填料填充。
3.根據權利要求1所述的液體除濕劑的再生裝置，其特征在于所述的霧化器(7)可以 是壓力式噴嘴或氣流式噴嘴。
4.根據權利要求1所述的液體除濕劑的再生裝置，其特征該裝置可以采用逆流式結構 或順流式結構；當采用逆流式結構時，進氣分布器(4)設置在罐式容器(3)的下部或側下 部，排氣由罐式容器(3)頂部引出；當采用順流式結構時，進氣分布器(4)設置在罐式容器 (3)的上部或側上部，排氣由罐式容器(3)底部液面上方折返，至罐式容器(3)四周夾層，最 后由夾層頂部引出。
5.一種液體除濕劑的再生方法，其特征在于使用權利要求1所述液體除濕劑的再生裝 置，將液體除濕劑霧化成為大量液體顆粒，使這些細微顆粒具有的巨大比表面積，為液體除 濕劑的再生提供了傳質傳熱的良好條件，其過程的具體步驟如下1)將待進行再生的液體除濕劑經過外部熱源(1)加熱后，通過液體泵(2)傳送至罐式 容器(3)中的霧化器(7)；2)霧化器(7)對液體除濕劑進行霧化操作，將其破碎成微小霧滴噴灑到罐式容器(3) 的內部空間；3)空氣由進氣分布器(4)進入罐式容器(3)，并與霧化后的液體除濕劑進行氣液熱質 交換；4)交換后的空氣由罐式容器(3)另一端的引風機(5)排出；5)再生后的液體除濕劑被收集在儲液空間(8)；6)被氣流帶走的除濕劑微小液滴在除霧部件(6)中被攔截回收。
6.根據權利要求5所述的液體除濕劑的再生方法，其特征在于步驟1)所述的液體除濕 劑可以為1)鹵鹽水溶液，包括氯化鋰、溴化鋰、氯化鈣、氯化鋅；2)由兩種或以上的上述 鹵鹽組成的復合鹽水溶液；3)多元醇水溶液，包括乙二醇、丙三醇、三甘醇；4)由兩種或以 上的上述醇組成的復合醇水溶液。
7.根據權利要求5所述的液體除濕劑的再生方法，其特征在于步驟2)所述的霧化操 作的壓力范圍在0. 2MPa到1. 2MPa ；液體除濕劑被破碎成微小液體顆粒的平均粒徑范圍為 40 μ m 至Ij 600 μ m。
8.根據權利要求5所述的液體除濕劑的再生方法，其特征在于步驟3)所述的氣液熱質 交換的液氣比為0.7 2.0。
全文摘要
本發(fā)明所提供的一種液體除濕劑的再生方法及裝置屬于空氣的濕度調節(jié)領域。本發(fā)明裝置包括外部熱源(1)、溶液泵(2)以及罐式容器(3)，在罐式容器(3)的一端設置再生空氣進氣分布器(4)，另一端與引風機(5)連接，在罐式容器(3)的內部設置有除霧部件(6)、霧化器(7)。其再生方法如下液體除濕劑經過外部熱源(1)加熱后，通過液體泵(2)傳送至罐式容器(3)中，經霧化器(7)霧化，形成微小霧滴，與從進氣分布器(4)進入的空氣進行熱質交換，從而實現除濕劑的再生。本發(fā)明所提供的液體除濕劑再生方法及裝置顯著改善了再生效果，單程溶液程濃度變化可提升1.5％～3％；熱利用率高，達到了70％以上；結構簡單，操作與維護方便。
文檔編號B01D53/26GK101810935SQ20101014072
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權日2010年4月2日
發(fā)明者武向紅, 熊超, 鄭丹星 申請人:北京化工大學