液体除湿系统流程模拟及工质喷雾再生过程研究

摘要

液体除湿系统可以采用低品位热源代替高品位电能来驱动，能够实现温湿度的独立控制，提高空气的品质。因此，从节约能源、保护环境等方面讲是一种前景广阔的空气调节技术。
　　 本文在归纳液体除湿剂氯化锂和湿空气的物性的基础上，利用热力学方法分析液体吸收式除湿系统除湿过程和再生过程的机理。除湿及再生过程都是在湿空气中水蒸气分压与氯化锂溶液蒸汽压之间压力差驱动下的热质传递过程。低温高浓度的溶液有利于除湿过程的进行；高温低浓度的溶液有利于再生过程的进行。
　　 本文通过ASPENPLUS对溶液吸收式除湿系统工艺流程进行模拟研究。在传统液体除湿工艺基础上通过引入分流器和中间冷却器改进系统性能。模拟结果显示：引入分流器能降低再生侧溶液循环流量，从而使再生侧的热负荷降低了5.5％，再生后处理过程中的冷水负荷及设备尺寸也减小了；引入中间冷却的多级除湿系统，除湿量显著提高了12.7％，再生风量相对减少了5.2％，说明适当的热量(冷量)补偿能够使除湿和再生过程中质量传递和热量传递更加匹配，从而获得更好的除湿效果和能量利用效率。通过侧线采出冷却的方式优化了除湿器结构，除湿量比普通的绝热型除湿器提高10.6％。
　　 本文对液体除湿系统的关键过程，即再生过程进行了实验研究。设计、搭建了实验室规模的LiCl溶液喷雾式再生实验装置，以32％-33％的LiCl水溶液为除湿工质，选用压力式喷嘴作为雾化器开展实验研究，溶液浓度最高可提升1％-3％。考察了溶液预热温度、雾化操作压力、再生液气比等操作参数对再生效果的影响，结果如下：喷雾再生的适宜温度范围在70。C-85℃之间，溶液浓度的变化量随再生温度的升高而增大；操作压力的适宜范围在0.3MPa-1.0MPa，溶液浓度的变化量随操作压力的升高而增大，但增大的趋势越来越小；溶液浓度的变化量随液气比的增大显著减小，最佳的液气比范围在0.8-1.2。

目录

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论文说明：符号说明

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2液体除湿国内外研究发展现状

1.2.1液体除湿系统流程及其热质传递研究

1.2.2液体除湿剂的研究

1.2.3除湿器的研究

1.2.4再生器的研究

1.3喷雾系统传质传热的研究

1.4本文主要的研究内容

第二章液体除湿与再生原理及喷雾再生实验装置

2.1液体除湿及再生过程机理分析

2.1.1除湿与再生过程分析的理论基础

2.1.2除湿与再生过程传递机理分析

2.2喷雾式再生试验装置

2.2.1试验装置流程图

2.2.2流程原理

2.2.3装置主要部件结构及测试仪器仪表

2.3本章小结

第三章除湿系统与除湿器流程模拟

3.1带分流器的单级除湿系统的模拟

3.1.1带分流器的单级除湿系统流程设定

3.1.2模拟条件的设定

3.1.3模拟结果及分析讨论

3.2多级除湿系统模拟

3.2.1多级除湿系统流程设定

3.2.2模拟条件的设定

3.2.3模拟结果及分析讨论

3.3不同绝热工况下的除湿器模拟

3.3.1系统流程设定

3.3.2模拟条件的设定

3.3.3模拟结果及分析讨论

3.4本章小结

第四章液体除湿剂喷雾式再生实验

4.1喷雾再生特性实验准备

4.1.1实验目的

4.1.2实验方法

4.1.3以水为介质的冷膜实验

4.1.4实验步骤

4.2实验数据记录与处理方法

4.2.1实验数据处理方法

4.2.2实验数据记录

4.3实验结果讨论与分析

4.3.1溶液质量分数变化量与再生温度的关系

4.3.2溶液浓度变化量与雾化操作压力的关系

4.3.3溶液浓度变化量与再生液气比的关系

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录

致谢

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