溶液除湿系统热质传递过程研究

发布时间：2022-02-20 20:48

　　在现有工业空气除湿工程中大都采用冷冻除湿技术，把空气冷却到露点后除去空气中的水分，冷冻除湿具有技术成熟的优点，但需要电（压缩式制冷）或蒸汽（吸收式制冷）等高品位能源作为动力。冷冻除湿不仅消耗了高品质能源，而且冷却后的空气还需要再热，将进一步消耗能量。本文提出溴化锂低温烟气余热自用式溶液除湿系统，将冶金等工业企业的低温烟气余热与溶液除湿系统相结合，利用工业窑炉排放的低温烟气实现溶液再生，再将溶液除湿应用到窑炉自身鼓风除湿上，达到低温烟气余热的自产自用的目的。本文开展了以下研究工作：首先，在溶液除湿实验系统上分别进行除湿与再生实验，对影响除湿和再生性能的参数进行了分析，得到除湿溶液温度为20～39℃，除湿溶液浓度49%～54%，除湿体积传质系数可达2.4⁴.0kg/m³s；再生溶液温度为40⁶2℃，溶液浓度49%～54%，再生传质系数3.0～6.0kg/m³s，当液气比为4.0时有较好的再生效果；除湿与再生过程能量误差最大不超过30%，能量基本守恒。利用最小二乘法拟合了溶液相界面的空气含湿量与焓的表达式... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 工业余热利用现状
    1.2 空气除湿方法
    1.3 溶液除湿的基本理论
    1.4 溶液除湿的应用场合
    1.5 溶液除湿系统的研究现状
        1.5.1 国内研究概况
        1.5.2 国外研究概况
    1.6 低温烟气余热自用式空气除湿机组
    1.7 本文研究目标、内容及创新点
        1.7.1 研究目标
        1.7.2 研究内容与方法
        1.7.3 技术路线
        1.7.4 主要创新点
第二章 低温烟气余热自用式空气除湿实验系统
    2.1 空气除湿实验系统
        2.1.1 实验系统
        2.1.2 除湿剂
        2.1.3 填料选型
        2.1.4 实验设备与测试仪器
    2.2 实验方案
        2.2.1 实验目的
        2.2.2 实验方案
        2.2.3 实验步骤
    2.3 实验采集数据的处理方法
        2.3.1 实验数据的采集
        2.3.2 空气状态参数的计算
        2.3.3 溶液状态参数的计算
    2.4 本章小结
第三章 除湿与再生实验结果分析
    3.1 除湿器和再生器性能评价指标
        3.1.1 除湿量和再生量
        3.1.2 除湿效率和再生效率
        3.1.3 体积传质系数
        3.1.4 瞬时传质量、吸湿量、解吸量与平均传质量
    3.2 除湿性能分析
        3.2.1 溶液入口温度对除湿性能的影响
        3.2.2 溶液入口浓度对除湿性能的影响
        3.2.3 不同时刻的除湿性能
        3.2.4 除湿量回归分析
        3.2.5 除湿过程能量平衡分析
    3.3 再生性能分析
        3.3.1 溶液入口温度对再生性能的影响
        3.3.2 再生性能随实验时间的变化
        3.3.3 不同时刻的再生性能
        3.3.4 液气比对再生性能的影响
        3.3.5 再生量回归分析
        3.3.6 再生过程能量平衡分析
    3.4 相界面空气含湿量与焓
    3.5 传质单元数与舍伍德数
        3.5.1 传质单元数 NTU
        3.5.2 舍伍德数 Sh
    3.6 本章小结
第四章 逆流除湿器（再生器）数学模型
    4.1 数值解模型
        4.1.1 数值解模型
        4.1.2 初始条件
        4.1.3 计算步骤与流程
    4.2 解析解模型
        4.2.1 解析解模型
        4.2.2 初始条件
        4.2.3 参数表达式
    4.3 实验、数值解与解析解的比较
        4.3.1 实验条件
        4.3.2 出口溶液温度的比较
        4.3.3 出口空气含湿量的比较
        4.3.4 再生性能的比较
        4.3.5 数值解与解析解的比较
    4.4 数值解改进
        4.4.1 散热项
        4.4.2 有无散热项的比较
    4.5 本章小结
第五章 溶液除湿系统循环模拟研究
    5.1 溶液除湿系统
    5.2 除湿循环
    5.3 再生循环
    5.4 溶液除湿系统内循环
        5.4.1 系统循环模拟工况参数
        5.4.2 模拟结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
附录
    附录一. LiBr 溶液平衡含湿量与溶液温度关系图
    附录二. 多元线性回归系数程序
    附录三. 除湿再生实验数据节选
    附录四. 逆流数值解模型程序
    附录五. 逆流除湿器数值解模型
    附录六. 传热传质解析解推导
符号说明
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]济钢各工艺线的余热回收和利用[J]. 刘庆华.  冶金能源. 2009(04)
[2]溶液再生器传热传质过程的数值模拟[J]. 黄志甲,李耀国,尹琰琰.  化工学报. 2008(S2)
[3]内冷除湿器中热质交换过程的数值模拟与分析[J]. 罗磊,张小松.  化工学报. 2008(S2)
[4]两种盐溶液除湿器的建模与对比[J]. 殷勇高,张小松,赖融冰.  化工学报. 2006(12)
[5]太阳能液体除湿空调系统再生和蓄能特性的研究[J]. 施明恒,杜斌,赵云.  太阳能学报. 2006(01)
[6]液体除湿空调系统的除湿器性能试验[J]. 柳建华,邬志敏,丁育红,顾卫国.  流体机械. 2005(12)
[7]溶液除湿空调系统中叉流再生装置热质交换性能分析[J]. 刘晓华,江亿,常晓敏,易晓勤.  暖通空调. 2005(12)
[8]溶液除湿过程热质交换规律分析[J]. 刘晓华,张岩,张伟荣,谢晓云,江亿.  暖通空调. 2005(01)
[9]溶液除湿/再生设备热质交换过程解析解法及其应用[J]. 陈晓阳,刘晓华,李震,张寅平,江亿.  太阳能学报. 2004(04)
[10]除湿溶液蒸汽压的研究[J]. 孙健,宫小龙,施明恒.  制冷学报. 2004(01)



本文编号：3635776