除湿原理

1.1溶液的除湿原理

当喷淋水温对应的饱和空气分压力小于空气中的水蒸汽分压力时，即存在湿差时，发生除湿的过程。同理，当溶液表面饱和空气分压力小于空气中水蒸气分压力时，空气中的水蒸汽分子将向除湿溶液转移，或者说被除湿溶液吸收，这就是除湿溶液的除湿原理。除湿溶液主要是盐溶液，由于混有这些盐类分子，使除湿溶液表面上水分子减少，溶液中盐含量越高，水分子越少，溶液表面水蒸气分压力越低，则与湿空气中水蒸汽分压力差值增加，传质速率增大，传质效果也越明显[4]。因此，在相同温度下，水的除湿能力最低，溶液浓度越大，除湿能力越强。

2.2除湿溶液选择原则

在液体除湿空调系统中，可供选择的液体除湿剂很多。对于被选用的除湿溶液，一般需具有下列特性:

(1)在除湿器的工作条件下，除湿剂表面具有较低的蒸气压，增大与湿空气之间的传质推动力使除湿剂有较强的吸湿能力;

(2)在除湿器的工作条件下有较低的溶解度，以减小除湿剂的耗用量;

(3)除湿剂化学性质稳定，对碳钢和铜等金属材料具有较低的腐蚀性，无毒性，冰点低;

(4)除湿剂的粘度要低，改善除湿剂流动状况，降低泵的功耗;

(5)除湿剂传质性能好，价格低廉。

2.3除湿溶液性能对比

除湿溶液的除湿性能可以用它的水蒸汽压的大小来衡量，因此，除湿溶液的蒸汽压是它最为关键的物理特性，在选择溶液时，蒸汽压是考虑的重要因素之一。除此之外，在选择溶液时还应考虑到除湿剂的经济性，对设备材质的腐蚀性等。目前使用较多的溶液除湿剂有氯化钙(CaCl2)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)和三甘醇(C6H14O4)水溶液等。在这些物质的水溶液中，由于三甘醇溶液是有机溶剂，粘度较大，在系统中循环流动时有部分滞留，黏附于系统表面，从而影响了系统的稳定性所以三甘醇在液体除湿的应用中受到一定的限制。现在对氯化钙(CaCl2)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)溶液研究较多。下面分别就氯化钙(CaCl2)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)溶液的蒸汽压，经济性及腐蚀性进行对比分析。

(1)蒸汽压比较

在相同的温度和溶液浓度的情况下，LiCl溶液比LiBr溶液和CaCh溶液的蒸气分压力要低，因而在与所接触的湿空气达到平衡时，湿空气具有更低的相对湿度，或者说在处理相同的湿空气时，LiCl溶液温度可以较高，溶液浓度可以较低.但对于氯化锂溶液再生所要求的再生温度较高。而且可以看出，但是LiBr溶液的溶解度很大〔见图中的结晶线)，要想得到比氯化锂溶液更低的蒸汽压，需要采用较浓的溶液(5

0%-60%)，而LiCl溶液一般采用30%-45%的浓度范围(受结晶的限制)，此时LiCl溶液的再生温度就比LiBr的低，再生温度低，说明可以更有效的利用太阳能或其它低温热源。

(2)腐蚀性比较

LiCl盐溶液的PH值为7.0 ,属于中性盐。在相同的摩尔浓度下，它们溶液的PH值的大小顺序为:LiBr>LiCl>CaCl2。当溶液PH小于7时，金属腐蚀速度较快，酸性较强的溶液(PH<4.0 )对金属的腐蚀非常强烈。由于CaCl2溶液偏酸性，所以对金属的腐蚀性比较大。LiBr和LiCl对金属的腐蚀大体相当。并且，随着溶液温度的升高，腐蚀速度也会加快。但是由于LiBr溶液再生温度比LiCl溶液高，所以腐蚀剧烈。

由于盐溶液具有一定的腐蚀性，某种程度上会妨碍盐溶液的大量应用。目前可以通过对除湿溶液中加入缓蚀剂调节溶液PH值的方法和防腐材料如塑料等来替代制作材料的方法来防止盐溶液对管道等设备的腐蚀。

(3)经济性比较

除湿溶液的成本也是选择除湿溶液所要考虑的因素之一。从前面蒸汽压和腐蚀性的角度来看，氯化锂溶液作为除湿溶液具有一定的优势。然而从成本上来看，由于LiCl的价格较高为180元/kg,而溴化锂溶液更贵为350元/kg,氯化钙溶液价格为20元/kg,并且在配置除湿溶液时，要达到相同的除湿效果，溴化锂溶液浓度要比氯化锂溶液浓度高。由此便知，LiCl溶液的除湿性能优良，但价格较贵;而CaCl2溶液的价格低廉，但除湿性能较差，很多学者开始研究将两种溶液按一定的比例混合来配制成性价比高的除湿混合溶液。Ertas将氯化锂和氯化钙溶液混合，测试了不同混合比例的溶液性能，结果表明两种溶液按1：1比例混合可以获得较好的性价比。