吸附式空氣取水裝置研制及特性研究.pdf

1、當(dāng)今世界很多地區(qū)淡水資源匱乏，在我國(guó)西北部地區(qū)，常年干旱少雨，人均淡水資源緊張，而解決淡水供應(yīng)問(wèn)題是人類活動(dòng)的先決條件。與此同時(shí)大氣中水資源儲(chǔ)量豐富，不受地域限制且清潔可再生，因此可將大氣視為一個(gè)很好的淡水來(lái)源?？諝馊∷ň哂芯徑馑Y源緊張的巨大潛力。吸附式空氣取水法是利用固體吸附劑吸附空氣中水蒸氣，再加熱吸附劑使它解吸，最后冷凝水蒸氣獲得液態(tài)淡水。吸附式空氣取水法面臨主要兩個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題是:高性能取水吸附劑和具有良好傳熱傳質(zhì)性能的吸附床

2、結(jié)構(gòu)。本文主要對(duì)吸附劑和吸附床吸附性能進(jìn)行研究。
　　首先，根據(jù)吸附劑高吸附量、高吸附速度、較低解吸溫度和較短解吸時(shí)間的要求，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，選取氯化鈣為吸附主體，添加膨脹石墨制備成氯化鈣/膨脹石墨混合吸附劑。以稱重法測(cè)試四種不同配比（氯化鈣∶膨脹石墨分別為1∶1,2∶1,3∶1和4∶1）混合吸附劑在不同環(huán)境下（溫度為25℃，相對(duì)濕度RH分別為40％、50％、60％、70％和80％）的吸附曲線，并且測(cè)試了其在不同固化密度下導(dǎo)熱系數(shù)

3、。結(jié)果表明，隨著相對(duì)濕度增加，混合吸附劑吸附速率越快，吸附量也越大，隨著膨脹石墨質(zhì)量含量增加，混合吸附劑吸附速率增加;混合吸附劑導(dǎo)熱系數(shù)隨著氯化鈣質(zhì)量含量升高而降低，隨著固化密度的提高而上升。
　　其次，選取設(shè)計(jì)了一種套管式吸附床結(jié)構(gòu)，分析了其工作及熱力過(guò)程。理論與實(shí)驗(yàn)分析了吸附床在自然對(duì)流下吸附情況，結(jié)果表明吸附床需要外部送風(fēng)驅(qū)使空氣流經(jīng)吸附床才能滿足吸附要求。對(duì)空氣流速和空氣與吸附劑接觸面積對(duì)套管式吸附床吸附量影響規(guī)律進(jìn)行了實(shí)

4、驗(yàn)研究分析。結(jié)果表明，提升風(fēng)速對(duì)吸附床吸附量提升較小，而增大空氣與吸附劑接觸面積對(duì)吸附量提升很大。
　　最后對(duì)套管式吸附床進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)傳質(zhì)通道體積不變，傳質(zhì)通道數(shù)量增加，空氣與吸附劑接觸面積增加，吸附床內(nèi)吸附劑層厚度減小，吸附速度加快。當(dāng)四傳質(zhì)通道吸附床，每根傳質(zhì)通道直徑10mm，采用氯化鈣/膨脹石墨為2∶1的混合吸附劑，吸附劑填充質(zhì)量為474.25g，在實(shí)際氣候環(huán)境下（平均空氣溫度12.9℃，相對(duì)濕度52％），12h