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基于电渗析的空气除湿方法探索与实验研究

许尧  
【摘要】:随着社会和经济的发展,人们对环境的温湿度提出了更高的要求,空调技术发展迅速。其中,热湿独立处理技术对于建筑与工业节能意义重大,高效节能的空气除湿方式是实现热湿独立除湿的关键和瓶颈,因此,新型独立的除湿系统的开发具有重要的研究意义。本文探讨了电渗析的基本原理,首先对电渗析应用于除湿溶液再生系统进行了实验研究,对电渗析再生器性能进行了分析。此外,在此基础上,通过对电渗析和直接空气除湿原理的探讨,提出了基于电渗析的直接空气除湿实现方案,由于该领域是一个全新的探索,本文通过借鉴文献资料,并结合自己的研究分析搭建实验台,进行一系列的探索性实验研究。主要研究内容与结果如下:首先,在基于电渗析的溶液再生过程理论研究的基础之上,搭建基于电渗析的溶液再生实验系统,通过实验的方法揭示不同运行参数条件对电渗析溶液再生过程再生性能的影响,研究结果表明,电渗析再生器再生室溶液的质量浓度随运行时间增大,而淡化室溶液的质量浓度随运行时间减小,电渗析再生器再生室进出口溶液的最大的质量体积浓度差为0.123g/L,再生室溶液的质量体积浓度与初始的质量体积浓度相差为0.337g/L;电渗析再生器实验系统运行过程中最大的电流效率为55%,且当再生室和淡化室溶液流量比为1:1时,电流效率最大,单位有效膜面积传质系数最大;溶液流量增加,电流效率增大,单位有效膜面积传质系数增大。其次,从电渗析的基本理论入手,结合空气除湿过程的本质,研究基于电渗析的空气直接除湿方法,提出并建立了两种基于电渗析的空气直接除湿系统,并对实现的原理进行了分析。再次,对提出的基于电渗析的低电压空气直接除湿方案,通过实验研究水蒸气分子在电场这一驱动力作用下的移动情况,并在此可行性实验基础上,搭建了基于电渗析的低电压空气直接除湿实验系统,以验证该空气除湿系统的可行性,结果表明在低电压电场作用下,电场对水蒸气分子的作用可以忽略,并不能产生宏观的使空气湿度变化的作用,但是通过本实验及实验结果的分析证明该空气除湿系统的不可行性,为下一步方案二的研究提供了实验的思路和指导。最后,对提出的基于电渗析的高压放电空气除湿方案进行研究,搭建了基于电渗析的高压空气直接除湿实验系统和改进型实验系统,验证该方法应用于空气除湿的可行性,并对实验结果进行了分析,同时提出了基于电渗析的高压放电空气除湿系统的优化方案。


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