專(zhuān)利名稱(chēng)：一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣流濕度調(diào)節(jié)和污染氣體控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種調(diào)節(jié)氣流含 濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法。
背景技術(shù)：
氣流濕度調(diào)節(jié)是指除去氣流中所含的一定量水分以控制氣流的含濕量或降低氣 流相對(duì)濕度從而滿(mǎn)足后續(xù)的工藝或環(huán)境對(duì)氣流含水量的要求的工藝過(guò)程。
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下各類(lèi)工藝所使用或處理氣流對(duì)其含水量有一定的要 求，當(dāng)氣流中的含水量過(guò)高或相對(duì)濕度較大時(shí)，易出現(xiàn)結(jié)露等現(xiàn)象，影響生產(chǎn)或處理過(guò)程的 正常操作條件、造成金屬材料電化學(xué)腐蝕或影響產(chǎn)品品質(zhì)等不良后果；其中工業(yè)生產(chǎn)中的 氣動(dòng)閥門(mén)、化工、醫(yī)藥產(chǎn)品包裝線(xiàn)的保護(hù)氣、自動(dòng)化儀表生產(chǎn)等過(guò)程對(duì)氣體濕度的要求都很 高，必須嚴(yán)格控制氣流中的含水量才能滿(mǎn)足要求。而對(duì)于部分生產(chǎn)行業(yè)，如印刷行業(yè)(相 對(duì)濕度要求45% )、光學(xué)儀器生產(chǎn)(相對(duì)濕度要求45% -55% )、紙類(lèi)行業(yè)(相對(duì)濕度要求 55% -60% )和皮革行業(yè)(相對(duì)濕度要求45% -50% )等，對(duì)于氣流含濕量有一定的要求并 不是很苛刻。此外在環(huán)境保護(hù)污染氣體控制的有機(jī)氣體吸附凈化工藝中，污染氣流的相對(duì) 濕度對(duì)于污染物的吸附容量也存在一定的影響，相對(duì)濕度小于50%時(shí)，對(duì)吸附容量影響不 大，但相對(duì)濕度大于80%時(shí)，很多物質(zhì)的的吸附容量下降40%以上，因此，以比較小的代價(jià) 對(duì)待處理氣流進(jìn)行濕度控制具有重要的意義。
常用的氣體除濕工藝有冷卻冷凝除濕，吸附除濕，吸收除濕，膜分離技術(shù)等。目前 對(duì)于大氣量氣流的常用除濕方法以冷卻冷凝除濕，吸附除濕為主，且采用的是將全部待處 理氣體通入除濕系統(tǒng)中進(jìn)行除濕的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濕度的深度調(diào)節(jié)，但應(yīng)用 于大氣流量，除濕要求不高的場(chǎng)合時(shí)，存在設(shè)備投入大，運(yùn)行能耗高等問(wèn)題，如對(duì)于5萬(wàn)m3/ h，35°C相對(duì)濕度70%的氣流，如果需將其相對(duì)濕度降低到55%以下的話(huà)，每公斤干載氣需 除水6. 2克，全部氣流通過(guò)除濕設(shè)備的話(huà)僅設(shè)備風(fēng)機(jī)的動(dòng)力損失就需要17kw以上，且排放 的氣流盡管絕對(duì)濕度得到了降低，但相對(duì)濕度仍接近100%，直接進(jìn)入后續(xù)工藝仍然存在冷 凝結(jié)露等問(wèn)題，還需升溫后才能滿(mǎn)足對(duì)氣流相對(duì)濕度的要求。同樣，如設(shè)定的處理后排氣相 對(duì)濕度只要求控制在50%左右而不需要控制到30%以下時(shí)，采用吸附除濕方法進(jìn)行全氣 流脫水處理后所排放氣流的含濕量大多數(shù)情況下遠(yuǎn)低于設(shè)定的濕度值，從而大大增加了氣 體設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此，對(duì)于一些氣流量較大，去濕要求不高的氣體濕度調(diào)節(jié)場(chǎng)合， 迫切需要一些投資運(yùn)行費(fèi)用較低的調(diào)節(jié)氣流含濕量方法的出現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了在氣體濕度調(diào)節(jié)要求不是非常苛刻的工況條件下，克服常 規(guī)的不分流式氣體除濕技術(shù)所帶來(lái)的設(shè)備投入成本大，能耗高或吸附劑用量大等問(wèn)題而提 出一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
—種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，將總氣流按一定比例分 流成第一股氣流與第二股氣流，第一股氣流通過(guò)除濕裝置去除所含的水分，第二股氣流從 旁路引到除濕裝置的出氣口端，與進(jìn)入除濕裝置除濕處理后的第一股氣流混合，從而使總 氣流的含濕量或相對(duì)濕度得到調(diào)節(jié)。
第一股氣流占總氣流的體積分?jǐn)?shù)為O.1 O. 9。
第一股氣流及第二股氣流的流量通過(guò)管道上的氣體流量控制閥與氣體流量計(jì)控 制。
所述的除濕裝置對(duì)第一股氣流的除濕方式包括冷凝除濕法或吸附除濕法。
將總氣流分流成第一股氣流與第二股氣流是采用調(diào)節(jié)閥或輔助風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
第二股氣流與經(jīng)過(guò)除濕處理的第一股氣流混合的方式為靜態(tài)混合或動(dòng)態(tài)混合。
通過(guò)含濕量傳感器對(duì)經(jīng)過(guò)除濕處理前后的總氣流的含濕量進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)結(jié) 果對(duì)總氣流的分流比例和除濕裝置的操作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
當(dāng)除濕裝置對(duì)第一股氣流采用冷凝除濕法進(jìn)行處理時(shí)，所述的除濕裝置為冷凝除 濕器，該冷凝除濕器的冷凝溫度為7 25°C。
當(dāng)除濕裝置對(duì)第一股氣流采用吸附除濕法進(jìn)行處理時(shí)，所述的除濕裝置為吸附除 濕器，該吸附除濕器中吸附床層采用的吸附劑包括分子篩、氧化鋁或硅膠，所述的吸附床層 的高度為O. 2 1. 2m,吸附周期為2 24h。
通過(guò)閥門(mén)和流量計(jì)控制進(jìn)入除濕裝置中的第一股氣流的流量，根據(jù)進(jìn)入除濕裝置 中的第一股氣流占總氣流的體積百分?jǐn)?shù)，可設(shè)計(jì)計(jì)算出除濕器的參數(shù)，如采用冷凝除濕，即 確定出冷凝溫度、制冷劑用量、換熱面積和通風(fēng)動(dòng)力等；如采用吸附除濕，即確定出所用吸 附床的面積、床層厚度和吸附周期及通風(fēng)動(dòng)力等。
未經(jīng)除濕處理的總氣流的相對(duì)濕度大于60%，而經(jīng)除濕處理后的總氣流的相對(duì)濕 度在40% 50%之間。
本發(fā)明一方面減少運(yùn)行費(fèi)用，另一方面降低設(shè)備成本。如對(duì)35°C相對(duì)濕度70% 的氣流，如果需將其相對(duì)濕度降低到55%以下的話(huà)，采用全流量處理時(shí)需將氣體冷卻到約 25. 4°C除去水后再升溫回到35°C才能達(dá)到目的，而采用分流氣流處理方式時(shí)，只需對(duì)41 % 的分流氣體冷卻到19°C除水后再與其余59%未處理的氣流混合后形成28. 4°C相對(duì)濕度約 82%氣流，在相同的除水效果情況下，可節(jié)約氣流冷卻冷凝能耗約13. 7%，氣流動(dòng)力能耗約 50 %，具有顯著的節(jié)能效應(yīng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(I)由于對(duì)流量較大的待處理氣體采用了分流的處理措施，因而減小了除濕器尤 其是吸附式除濕設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)模，降低了設(shè)備的建設(shè)投入；
(2)與不分流式的氣體除濕裝置相比較，在發(fā)明所應(yīng)用的工況條件下，即對(duì)于濕度 的要求不是十分苛刻的條件下，分流式的氣體除濕裝置能夠降低能源的消耗，降低設(shè)備的 運(yùn)行成本；
(3)由于分流式除濕器的設(shè)備規(guī)模小于全流式裝置，因而有效減低設(shè)備費(fèi)用；
(4)通過(guò)閥門(mén)和流量計(jì)控制進(jìn)入除濕裝置的氣體流量，以保證出口氣體濕度的穩(wěn) 定和達(dá)標(biāo)，基本能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖中，I為氣體流量控制閥，2為氣體流量計(jì)，3為除濕裝置，4為氣體混合器，A為總氣流，B為第一股氣流，C為第二股氣流。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
比較例I
常規(guī)不分流冷凝除濕法
待處理氣體參數(shù)氣流量10000kg空氣/h，溫度40°C，相對(duì)濕度60%。
處理要求處理后氣流40°C時(shí)的相對(duì)濕度不大于50%
40°C，相對(duì)濕度60%的濕空氣含水量為33. 57g/kg干空氣，要求處理后相對(duì)濕度為50%，即處理后氣體含水量為27. 97g/kg干空氣，每公斤干空氣載氣脫水5. 6g。計(jì)算不同溫度時(shí)水的飽和蒸汽壓可知，需將全部氣流冷卻至27. 5°C才能滿(mǎn)足除水要求。假定在 10-40°C溫度區(qū)間內(nèi)空氣的比熱容1.005kJ/°C kg變化不大，則對(duì)于流量為10000kg/h此冷卻冷凝過(guò)程所需能量為125625kJ/h。10000kg/h空氣流中56kg水冷凝需冷量126168KJ/h， 合計(jì)需冷卻能量251793kJ/h。
比較例2
采用吸附除濕法處理待處理氣體
待處理氣體參數(shù)氣流量10000kg空氣/h，溫度40°C，相對(duì)濕度60%。
處理要求處理后氣流，40度時(shí)相對(duì)濕度不大于40%。吸附劑采用硅膠，設(shè)計(jì)吸附容量為20g/100g硅膠；再生方式采用加熱再生，溫度控制在105-110°C。
全流處理時(shí)，正常氣流負(fù)荷條件下，對(duì)于40°C、相對(duì)濕度60%的入氣氣流，Im高度硅膠吸濕劑床的相對(duì)濕度25%的破點(diǎn)保護(hù)作用時(shí)間約2. 7小時(shí)，而對(duì)于相對(duì)濕度40%的破點(diǎn)保護(hù)作用時(shí)間約為2. 9小時(shí)。全流處理時(shí)，達(dá)到相對(duì)濕度40%時(shí)床層的工作時(shí)間為2. 9 小時(shí)，且排出氣流的相對(duì)濕度是由10%左右逐漸升高到40%左右的。
實(shí)施例1 16
采用分流式冷凝除濕法處理待處理氣體。
待處理氣體參數(shù)氣流量10000kg空氣/h，溫度40°C，相對(duì)濕度60%。
處理要求處理后氣流40°C時(shí)的相對(duì)濕度不大于50%
采用分流冷卻冷凝時(shí)`，不同分流冷卻冷凝溫度對(duì)應(yīng)的冷凝氣流分流比情況及與全流處理時(shí)的能耗對(duì)比情況如表I所示。
表I不同分流冷卻冷凝溫度對(duì)應(yīng)的冷凝氣流分流比及能耗情況
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，將總氣流按一定比例分流成第一股氣流與第二股氣流，第一股氣流通過(guò)除濕裝置去除所含的水分，第二股氣流從旁路引到除濕裝置的出氣口端，與進(jìn)入除濕裝置除濕處理后的第一股氣流混合，從而使總氣流的含濕量或相對(duì)濕度得到調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，第一股氣流占總氣流的體積分?jǐn)?shù)為O.1 O. 9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，第一股氣流及第二股氣流的流量通過(guò)管道上的氣體流量控制閥與氣體流量計(jì)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，所述的除濕裝置對(duì)第一股氣流的除濕方式包括冷凝除濕法或吸附除濕法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，將總氣流分流成第一股氣流與第二股氣流是采用調(diào)節(jié)閥或輔助風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，第二股氣流與經(jīng)過(guò)除濕處理的第一股氣流混合的方式為靜態(tài)混合或動(dòng)態(tài)混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，通過(guò)含濕量傳感器對(duì)經(jīng)過(guò)除濕處理前后的總氣流的含濕量進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)結(jié)果對(duì)總氣流的分流比例和除濕裝置的操作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，當(dāng)除濕裝置對(duì)第一股氣流采用冷凝除濕法進(jìn)行處理時(shí)，所述的除濕裝置為冷凝除濕器，該冷凝除濕器的冷凝溫度為7 25°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，其特征在于，當(dāng)除濕裝置對(duì)第一股氣流采用吸附除濕法進(jìn)行處理時(shí)，所述的除濕裝置為吸附除濕器，該吸附除濕器中吸附床層采用的吸附劑包括分子篩、氧化鋁或硅膠，所述的吸附床層的高度為O. 2 1. 2m,吸附周期為2 24h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)氣流含濕量或相對(duì)濕度的分流式氣流處理方法，將總氣流按一定比例分流成第一股氣流與第二股氣流，第一股氣流通過(guò)除濕裝置去除所含的水分，第二股氣流從旁路引到除濕裝置的出氣口端，與進(jìn)入除濕裝置除濕處理后的第一股氣流混合，從而使總氣流的含濕量或相對(duì)濕度得到調(diào)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明克服了常規(guī)的不分流式氣體除濕技術(shù)所帶來(lái)的設(shè)備投入成本大，能耗高或吸附劑用量大等問(wèn)題，本發(fā)明的設(shè)備及運(yùn)行成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理。
文檔編號(hào)B01D53/26GK103055662SQ20121058789
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者羌寧, 陳檬 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)