利用超重力反应器强化转轮除湿技术的方法技术

本发明专利技术是一种利用超重力反应器强化转轮除湿机除湿效果的方法，核心设备为超重力反应器，其特征是将超重力反应器作为转轮除湿机的预处理设备，含湿气体进入超重力反应器之后,超重力反应器利用其丝网填料对水汽的汇集作用使其聚集成水滴，或利用吸水填料的吸水作用除掉湿气，同时凭借其巨大的离心力将水滴甩出。本发明专利技术提供的方法的优势是：工艺流程简单，装置体积小，运行可靠，设备投资成本低。在超重力机中，可以将气体湿度大幅降低，拓展了超重力机的应用范围，为气体除湿技术提供了一种新思路。

The method of using the high gravity reactor to strengthen the wheel dehumidification technology

【技术实现步骤摘要】
利用超重力反应器强化转轮除湿技术的方法
本专利技术涉及化工领域中的转轮除湿技术，特别是使用超重力反应器强化转轮除湿技术。
技术介绍
气体除湿是指除去气体中所含的水蒸汽，就水蒸汽自身而言，对人类健康和环境没有危害。但当空气中水蒸汽含量过高时，会造成人体感官不适，甚至于细菌滋生，引发疾病；钢材受水蒸汽影响很大，当水蒸汽在空气中的含量超过一定值时，会发生电化学腐蚀，造成资源浪费；工业生产中的气体阀门、化工、医药产品包装线的保护气、自动化仪表生产等过程对气体湿度的要求都很高。因此，在许多场合下必须控制气体中水蒸汽的含量。目前有很多种成熟的气体除湿技术，而转轮除湿技术是其中应用最广泛的技术。转轮除湿系统利用特制吸湿材料吸收空气中的水分，在常温低湿等其他除湿方式无法满足要求的除湿领域有着卓有成效的应用。自从转轮除湿系统出现以来，其在生产和现实生活中的应用越来越广泛。超重力是指物质在比地球重力加速度大得多的环境下所受到的力。超重力技术通过高速旋转产生的离心力来增大速度，模拟超重力环境，实现强化微观混合和传质过程。模拟超重力环境的设备称为高速旋转填料床，高速旋转填料床通过转子（内含多孔质填料）高速旋转产生巨大离心力。参与反应或分离的流体在处于超重力环境下的多孔介质或孔道中流动接触，巨大的剪切力将液体破碎撕裂成纳米级的膜、丝或滴，产生极大的不断更新的相界面，大大提高了传质效率。此外，高速旋转填料床还具有体积小、投资低、持液量少、安全易操作、维护简便等优点。在气体除湿中，旋转填料床装置尺寸小、传质效果好，与传统吸收塔相比具有一定的优势。焦纬洲等人在《气体除湿技术的研究进展》（天然气化工(C1化学与化工),2011(02):79-82.）中提到转轮除湿属于吸附除湿的一种，吸附除湿由于其吸附剂普遍存在的缺点，吸附容量小，再生困难，易造成二次污染，成本高等，一般用于小气量低湿气体的除湿。因此，转轮除湿不适合应用于高湿度气体的处理。祁冬等人在《转轮除湿系统除湿效率及空气净化效率实验研究》（暖通空调,2018,48(12):85-90.）中提到，当其他条件都相同时，除湿量随着处理空气含湿量的增大而增大，但除湿效率随着处理空气含湿量的增大而减小。所以，降低处理空气的含湿量可以有效提高转轮除湿机的除湿效率。综上所述，当前转轮除湿技术的一大缺点为不适合处理高湿度气体，因此需要有前置表冷器降低处理空气的含湿量。本专利技术提出超重力反应器代替前置表冷器，对待处理气体进行预处理，有助于转轮除湿机除湿效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用超重力反应器对转轮除湿机的除湿效果进行强化。当前转轮除湿技术主要适用于低湿度气体的处理，处理气体的湿度范围不够广。超重力反应器相对于前置表冷器来说，更加高效，处理效果更好。本专利技术致力于用超重力反应器强化转轮除湿技术，将超重力反应器作为前置表冷器，将高湿度气体处理为低湿度气体，从而增强转轮除湿机的处理效率和处理能力。因此方案为将超重力反应器放置在转轮除湿机之前，对湿空气进行预处理。进一步的，该方法包括：含湿气体首先进入超重力反应器中，超重力反应器利用其丝网填料对水汽的汇集作用使其聚集成水滴，或利用吸水填料的吸水作用除掉湿气，同时凭借其巨大的离心力将水滴甩出。作为较为优选的方案之一，输入超重力反应器的气体相对湿度为30%~100%。进一步优选的，输入超重力反应器的气体相对湿度为60%~100%。作为较为优选的方案之一，输入超重力机的气体的温度为10~90℃。进一步优选的，输入超重力机的气体的温度为20~60℃。作为较为优选的方案之一，超重力机的转子转速为200~3000转/分钟。进一步优选的，超重力机的转子转速为200~1500转/分钟。更为优选的，超重力机的转子转速为500~1200转/分钟。作为较为优选的方案之一，超重力机的填料采用丝网填料、分子筛、硅胶、氯化锂、活性氧化铝、金属有机框架等。作为较为优选的方案之一，所用的超重力反应器采用旋转填料床、导向板式旋转床、定-转子反应器和折流旋转床等基于旋转产生离心力的设备。进一步优选的，所用的超重力旋转床反应器采用旋转填料床。本专利技术利用超重力机，在含湿气体进入转轮除湿机前进行预处理，其效果明显优于传统的转轮除湿技术，是一种新型的强化转轮除湿技术的方法。本专利技术提供的方法的优势是：工艺流程简单，装置体积小，运行可靠，设备投资成本低。在超重力机中，可以将气体湿度大幅降低，拓展了超重力机的应用范围，为气体除湿技术提供了一种新思路。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的描述：图1是将超重力反应器应用于转轮除湿技术的方案图。其中前端设备为超重力反应器，后端设备为转轮除湿机。图2是超重力反应器除湿实验流程图。其中，1为气泵，2为气体流量计，3为空气加湿器，4为超重力反应器，5、6为相对湿度测试点。图3是超重力反应器除湿实验中不同转速下的出口气体湿度变化图。横坐标为超重力反应器的转速，纵坐标为出口气体的相对湿度。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方案进行进一步说明。但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术的工艺流程主要是超重力反应器将高湿度气体处理为低湿度气体，为转轮除湿机进行预处理的方法。当前转轮除湿技术主要适用于低湿度气体的处理，处理高湿度气体时具有能耗高、成本高、吸附剂再生困难等缺点。本专利技术使用超重力反应器作为转轮除湿技术的预处理设备，如图1所示。超重力反应器中的丝网填料可以使高湿度气体中的水汽聚集成水滴，而且可以换用吸水填料，对气体中的水汽进行吸附，同时由于其内部巨大的离心力，将水滴甩出。为验证本专利技术的可行性，进行了超重力反应器除湿实验，实验流程如图2所示。利用气泵将空气加湿器产生的湿空气送入超重力反应器中，该过程使用气体流量计测量进气量，同时在超重力反应器进出口分别利用湿度仪测试气体湿度，来判断其除湿效果。实验结果如图3所示，在三种不同的气量条件下，随着转速的增加，气体出口相对湿度明显下降，证明了超重力反应器的除湿效果。下面结合具体的实施例进行说明。实施例1采用超重力机（采用北京化工大学自行研制），使用丝网填料，调节超重力机的转速为300转/分钟，进口气体气量为5.72升/分钟，进口气体为饱和气体，转动30分钟后，出口气体相对湿度为61%。含湿气体为一次性通过超重力机。实施例2采用超重力机（采用北京化工大学自行研制），使用丝网填料，调节超重力机的转速为400转/分钟，进口气体气量为5.72升/分钟，进口气体为饱和气体，转动30分钟后，出口气体相对湿度为54%。含湿气体为一次性通过超重力机。实施例3采用超重力机（采用北京化工大学自行研制），使用丝网填料，调节超重力机的转速为500转/分钟，进口气体气量为5.72升/分钟，进口气体为饱和气体，转动30分钟后，出口气体相对湿度为39%。含湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超重力反应器强化转轮除湿机除湿效果的方法，其特征是将超重力反应器作为转轮除湿机的预处理设备，含湿气体首先进入超重力反应器中，超重力反应器利用其丝网填料对水汽的汇集作用使其聚集成水滴，或利用吸水填料的吸水作用除掉湿气，同时凭借其巨大的离心力将水滴甩出：/n进入超重力反应器的气体相对湿度为30%~100%；/n进入超重力反应器的气体温度为10~90℃；/n超重力机的转子转速为200~3000转/分钟。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用超重力反应器强化转轮除湿机除湿效果的方法，其特征是将超重力反应器作为转轮除湿机的预处理设备，含湿气体首先进入超重力反应器中，超重力反应器利用其丝网填料对水汽的汇集作用使其聚集成水滴，或利用吸水填料的吸水作用除掉湿气，同时凭借其巨大的离心力将水滴甩出：
进入超重力反应器的气体相对湿度为30%~100%；
进入超重力反应器的气体温度为10~90℃；
超重力机的转子转速为200~3...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵磊，司建蒙，雍兴跃，刘知邦，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11