解決“濕氣”的好助手：固體吸濕材料

　　對(duì)于居住在南方的朋友來(lái)說(shuō)，“回南天”總是最讓人難受的時(shí)候。長(zhǎng)時(shí)間的降雨帶來(lái)的潮濕不僅影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量，對(duì)于人體百害無(wú)一利，而且也會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成不良的影響，因此測(cè)量?jī)x器、變壓器、電子和化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和貯存過(guò)程對(duì)空氣濕度都有極為嚴(yán)格的要求?？偠灾?，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(guò)程中對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(lái)達(dá)到降低空氣濕度的目的。

　　固體除濕法的優(yōu)勢(shì)

　　對(duì)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(lái)吸附空氣中的水分，該技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，初投資高，且對(duì)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(guò)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(duì)較高，系統(tǒng)占地面積小，且可利用太陽(yáng)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)∶

　?、俟腆w除濕劑再生后對(duì)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)；

　?、诟稍飫┎牧蠜](méi)有腐蝕性，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)和密封性都無(wú)相對(duì)嚴(yán)格的要求，從而使系統(tǒng)的造價(jià)相對(duì)比較低；

　?、酃腆w除濕裝置的運(yùn)動(dòng)部件較少，操作及控制要求簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用較低；

　?、芷涑凉裥氏鄬?duì)較高，其系統(tǒng)占地面積小，可以通過(guò)太陽(yáng)能和工業(yè)廢熱等低等級(jí)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(shì)。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(wú)水氯化鈣、活性氧化鋁、無(wú)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(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)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(shí)，還有效的把無(wú)機(jī)鹽的膨脹和結(jié)塊問(wèn)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(guò)程如果溫度范圍在80～150℃，會(huì)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(guò)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(shí)會(huì)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(duì)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(duì)水蒸氣有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)槠鋵?duì)不飽和分子和極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(duì)溫度較低的空氣有著相當(dāng)不錯(cuò)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(guò)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(duì)溶液中的無(wú)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(guò)濾和吸收氣體，而不是除濕，它還可以處理污水，對(duì)有機(jī)物有較大的吸附能力。

　　資料來(lái)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(shī)博，張麗奇，胡星夢(mèng)，李義科。

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