Особенности тепломассообмена в абсорбционных установках

Необходимым, а часто и решающим условием для осуществления многих новейших технологических процессов [1-3] является оптимальная влажность воздуха. Осушенный воздух необходим в тех случаях, когда он непосредственно используется в качестве рабочего тела для конвективной сушки материалов и изделий с тонкой и сложной структурой. В существующих системах, применяющихся на практике [4-5], способы осушения, реализуемые в них, могут быть сведены к основным трем: осушение воздуха путем его охлаждения, адсорбция водяного пара из воздуха при помощи твердых поглотителей, абсорбция влаги посредством жидких поглотителей. Кроме того, возможны комбинации указанных способов.

Недостатком абсорбционных установок с распылением хлористого лития является то, что поток воздуха уносит мелкие капли, а это приводит к повышенному расходу ценного абсорбента и снижению качества продукции.

В этой работе предлагается термовлажностную обработку воздуха проводить путем тепломассообмена на пористой поверхности, которая пропитывается хлористым литием, что исключает унос капель абсорбента.

В работе [6] проведены исследования процессов массообмена осушки воздуха на эластичной пористой поверхности между влажным воздухом и абсорбентом для системы "влажный воздух - 40%-ный хлористый литий".

Экспериментальная установка осушки влажных вентиляционных выбросов состояла из воздухоподготовительной части, исследуемых аппаратов, мерительных участков и контура для приготовления и подачи раствора.

На стенде (рис. 1) исследовали работу аппарата с поверхностями выполненными из пластин листового мипласта.

Рис. 1. Принципиальная схема экспериментального стенда

1 – вентилятор; 2 – электронагреватель; 3- воздухоохладитель; 4-увлажнитель; 5 – поверхности из мипласта (0,3х0,4 м); 6- фильтр; 7- сухой термометр; 8 – мокрый термометр; 9 – анемометр; 10 – патрубок; 11 – патрубок; 12 – заслонка; 13 – емкость с абсорбентом; 14 – насос; 16 – клапан; 17 -змеевик; 18 – термометр; 20,21 – отборники проб; 23 – конденсатоотводчик; 24 – емкость для приема абсорбента; 25 – воздуходувка; 26  – регулирующий клапан; 27  – патрубок для микроманометра.

Процессы тепло- и массообмена имеют сложное математическое решение [7-10], поэтому при решении данной задачи в целях упрощения вводится ряд допущений:

-    тепло десорбции не учитывается;

-    для мипластовых пластин принимаем критерий Био меньше

единицы;

• -    теплофизические величины мипластовой пластины зависят только от удельного влагосодержания;

• -    в области высокой влажности имеет место только молярный массообмен, т.е. выполняется соотношение Льюиса;

• -    параметры обрабатываемого воздуха остаются постоянными во время опыта.

Сделанные допущения позволили четко сформулировать задачу. Тонкая пористая пластина толщиной в начальный момент времени τ во всех точках имеет температуру Т и влажность W. Осушаемый воздух может иметь температуру больше или меньше Т. Все тепло и влага отводятся пластиной от воздуха.