解決“濕氣”的好助手：固體吸濕材料

解決“濕氣”的好助手：固體吸濕材料

　　對于居住在南方的朋友來說，“回南天”總是最讓人難受的時候。長時間的降雨帶來的潮濕不僅影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量，對于人體百害無一利，而且也會對工業(yè)生產(chǎn)造成不良的影響，因此測量儀器、變壓器、電子和化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和貯存過程對空氣濕度都有極為嚴(yán)格的要求。總而言之，為了滿足人們工作或生活舒適性的追求，物品的保存及工業(yè)生產(chǎn)過程中對濕度嚴(yán)格的規(guī)定，“除濕”成了人們迫切的需求。

　　南方總是過著“濕意”的生活

　　除濕實(shí)質(zhì)上就是指以各種方式從濕空氣中分離水蒸氣的過程，目前有許多除濕方法可供選擇，不同的要求有不同的除濕方法，考慮哪種除濕法是否理想且有效主要有兩方面的因素：一該除濕法是否能滿足環(huán)境濕度上的要求，有些特殊環(huán)境對濕度的要求比較高，一般利用硅膠等固體除濕材料不可能達(dá)到其目標(biāo)，所以需要一些特殊的除濕法；二該方法能不能滿足節(jié)能降耗的要求，用最少的能耗來達(dá)到降低空氣濕度的目的。

　　固體除濕法的優(yōu)勢

　　對室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)的常用方法有冷凍除濕法、液體除濕法、固體除濕法：

　　①冷凍除濕法是將空氣冷卻，溫度降低到露點(diǎn)以下，含濕量達(dá)到飽和而析出的除濕方法，主要存在低溫除濕困難、能耗大等缺點(diǎn)。

　　②液體除濕法是利用空氣與液體干燥劑表面的蒸汽壓差來吸附空氣中的水分，該技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，初投資高，且對再生溫度要求較高，常用的一些液體除濕劑存在毒性和腐蝕性。

　　③固體除濕法是使用比表面積比較大的多孔固體除濕材料，通過其表面孔隙的吸附作用吸收空氣中的水分，其除濕效率相對較高，系統(tǒng)占地面積小，且可利用太陽能、工業(yè)余熱等低品位熱源進(jìn)行再生，節(jié)能環(huán)保，具有廣闊的應(yīng)用前景

　　各種除濕材料

　　與液體干燥劑吸收除濕相比較而言，固體除濕劑吸附除濕有以下的優(yōu)點(diǎn)∶

　　①固體除濕劑再生后對冷卻的要求較低，因而再生及隨后的冷卻耗能較小，具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)；

　　②干燥劑材料沒有腐蝕性，對設(shè)備的材質(zhì)和密封性都無相對嚴(yán)格的要求，從而使系統(tǒng)的造價相對比較低；

　　③固體除濕裝置的運(yùn)動部件較少，操作及控制要求簡單，運(yùn)行費(fèi)用較低；

　　④其除濕效率相對較高，其系統(tǒng)占地面積小，可以通過太陽能和工業(yè)廢熱等低等級熱源進(jìn)行脫附回收利用，節(jié)能環(huán)保，因而具有更為廣闊的應(yīng)用空間。

　　固體除濕材料的分類

　　顯然，與其他方法比較，固體除濕法具有更明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。又因?yàn)楣腆w吸附劑的特性決定了固體吸附除濕系統(tǒng)的除濕性能，因此固體除濕材料的選擇很重要，常用的有沸石分子篩、硅膠、無水氯化鈣、活性氧化鋁、無水硫酸鎂、氧化鈣、活性炭等。

　　1.硅膠

　　硅膠(mSiO2·nH2O)，別名硅酸凝膠，是一種無毒、無臭、無腐蝕性的高活性吸附材料，屬非晶態(tài)物質(zhì)。硅膠主要成分是二氧化硅，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒，不溶于水。比表面積100～1000m2/g，孔隙率70%左右，具有再生溫度低、吸附量大、性能穩(wěn)定、孔隙結(jié)構(gòu)豐富的優(yōu)點(diǎn)，其吸附能力可以達(dá)到自身質(zhì)量的30%。

　　以硅膠作為吸附劑的系統(tǒng)，經(jīng)再生后與原硅膠材料相比變化不明顯，相比其它鹵族除濕材料，硅膠具有自身吸附特性的同時，還有效的把無機(jī)鹽的膨脹和結(jié)塊問題以分散的方式解決。但硅膠的吸附性能受到溫度影響較大，再生過程如果溫度范圍在80～150℃，會出現(xiàn)微孔熔融、阻塞毛孔、塌陷等現(xiàn)象，導(dǎo)致其原有的性能降低。研究發(fā)現(xiàn)可以通過加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度或者使硅膠與其它纖維復(fù)合的方法改善其粉化、掉粉等缺點(diǎn)。

　　2.沸石

　　沸石(AmBpO2p·nH2O)在灼燒時會產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，現(xiàn)在使用的主要分為兩種：天然沸石和沸石分子篩，其中沸石分子篩則是人們利用化學(xué)手段進(jìn)行合成的，其分子結(jié)構(gòu)特殊所以常常被用作固體吸附材料，這是因?yàn)槠渚w有豐富的孔道相連，故此沸石的比表面積和孔徑一般都很大。

　　在以往的研究中發(fā)現(xiàn)沸石對H2O的親和性比較好，而且具有較強(qiáng)的選擇性，在低溫條件下吸濕性改變不大，所以在很多有限制條件的情況下沸石往往可以達(dá)到條件，并且沸石使用在深度除濕的情況，但是沸石的抗酸堿的腐蝕性并不是特別優(yōu)秀。沸石分子篩之所以對水蒸氣有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)槠鋵Σ伙柡头肿雍蜆O性分子有很高的親和性，并且沸石分子篩的耐腐蝕性好，但沸石分子篩再生溫度較高。

　　3.活性氧化鋁

　　活性氧化鋁，又名活性礬土，英文名稱為Activatedalumina，化學(xué)式為Al2O3，白色粉末，在實(shí)驗(yàn)中多被制成顆粒使用，其具有較大的比表面積、多種孔隙結(jié)構(gòu)及孔徑分布、豐富的表面性質(zhì)，故其適合被作為吸附劑，活性氧化鋁一般由氫氧化鋁加熱脫水制得，其化學(xué)組成為Al2O3·nH2O。活性氧化鋁有較高的強(qiáng)度，并且在露點(diǎn)-70℃以下依然可以發(fā)揮吸濕性。

　　總之，活性氧化鋁作為室內(nèi)空氣的除濕材料，對溫度較低的空氣有著相當(dāng)不錯的除濕效果，其解析溫度比沸石分子篩要低，可以看出活性氧化鋁的前景非常可觀。

　　4.活性炭

　　活性炭材料是經(jīng)過處理的非晶態(tài)碳，它含有大量的微孔，具有較大的表面積，對溶液中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)、氣體及膠體顆粒等具有良好的吸附能力，由于活性炭具有獨(dú)特的吸附表面結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)，所以使其成為一種優(yōu)良的吸附劑。

　　由于活性炭材料化學(xué)性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑，因此可回收利用。在實(shí)際生活應(yīng)用中，它主要用于過濾和吸收氣體，而不是除濕，它還可以處理污水，對有機(jī)物有較大的吸附能力。

　　資料來源：

　　常用固體吸附劑吸濕與再生性能研究，劉露露。

　　空調(diào)用固體除濕材料研究進(jìn)展，牛永紅，修詩博，張麗奇，胡星夢，李義科。

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