什么是干燥剂。将干燥剂(尤其是沸石)引入HVAC系统的气流中会产生什么影响?它会以降低受控空域湿度的形式产生长期的、可持续的好处吗?它能降低电力的使用吗?对气味控制有什么影响?沸石过滤器会取代初级微粒过滤器吗?经济会怎样?
干燥剂
通常使用一系列材料来去除密闭空间或气流中的水分。这些通常被称为干燥剂。干燥剂是一种具有很强吸湿性的物质。干燥剂的基本特征是低表面蒸气压。如果干燥剂是凉爽干燥的,它的表面蒸汽压低,它可以从潮湿时蒸汽压高的空气中吸收水分。干燥剂变湿变热后,其表面蒸气压很高,会向周围空气放出水蒸气。根据蒸气压差,蒸气从空气移动到干燥剂并再次返回。干燥剂以三种方式之一去除水分;吸收、吸附或通过化学反应或变化。
吸收是指一种物质化学结合到另一种物质中,例如盐溶解在水中并变成盐水。吸附是气体或液体分子对固体表面的物理吸引和粘附。吸引力很小,是范德华力,不会改变物质的物理特性。化学反应会改变物质的化学结构。
干燥剂有硅胶、蒙脱土、分子筛(沸石)、氧化钙四种。其中一些材料可以再生(清除污染物并重新使用),而另一些则不能。这取决于干燥剂物理结构的变化和再生对材料的有害影响。
当您将适当准备的干燥剂放入湿度水平高于干燥剂的气流中时,干燥剂将去除水分直至其饱和点或平衡容量。饱和是指干燥剂充满时,即使存在水分分子,它也不会吸收或吸附更多的水分。平衡容量是指当干燥剂从空气中吸走如此多的水分时,空气对水分分子的保持力比干燥剂所能发挥的更强。在平衡容量下,添加更多干燥剂不会降低相对湿度。
沸石
沸石是由碱土金属的水合铝硅酸盐组成的火山岩。它们具有四面体二氧化硅或氧化铝阴离子的三维晶体框架,在所有角落都牢固结合。沸石结构的通道尺寸范围为直径2.5至4.埃(根据沸石类型)。特定的通道尺寸使沸石能够充当分子气体筛。
沸石对水具有很高的亲和力,并具有吸附和解吸水而不破坏晶体结构的能力。这种特性使它们可用作干燥剂。当沸石置于气流中时,它会吸收水分直至其饱和点(如上所述),并且在该点不会再吸收更多水分。
当气流中的湿度水平低于沸石的饱和点时,它将开始将水分释放回气流中。因此,它不是“消除”水分,而只是根据气流的相对湿度水平和沸石的饱和点来保持或释放水分。为了提高沸石实际去除水分的能力,必须再生干燥剂,并且必须将提取的水分从调节空间中排出。沸石的再生既简单又复杂。通常可以通过“抽真空”去除大约70-80%的水分,即;降低湿度水平。这部分被称为散装水。从沸石中去除的水量取决于湿度降低的程度,但是,如果没有办法排出这些提取的水,水分只会离开沸石并重新进入气流。这再次降低了沸石的饱和点。因此,沸石会吸附水分,直到不能再吸附为止。如果湿度水平下降,沸石会吸收水分,直到它与较低的湿度水平“平衡”。那时它开始吸收水分并重复循环。
剩余的水(无法通过抽真空去除)很难去除,可能需要在中等温度(C或F,水的沸点)到非常高的温度(-C,-F)下长时间加热。该部分与沸石中存在的金属阳离子配位。需要对使用中的特定沸石进行化学分析以确定其特性,然后才能确定需要什么水平的热量来充分去除较低水平的水分。还应该注意的是,将沸石加热到非常高的温度会导致广泛的结构损坏。
图1.双轮除湿系统示意图