吸溼脫水法的製作方法

2023-12-04 15:58:51 1

專利名稱：吸溼脫水法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新的脫水方法，尤其是利用大氣熱能來對物質進行脫水。
背景技術：
在木材學、木材幹燥學和小氣象學的基礎上，本人提出了吸溼脫水理論。
1、物質的吸溼性 吸溼性是指物質由空氣中吸收水分或蒸發水分的性能。物質具有吸溼性的原因有兩個一個是物質中存在微毛細管，另一個為物質中存在具有吸溼性的基團或其它具有吸溼性的化學成分。實驗證明許多物質都具有吸溼性，如木材，木質材料，草本材料，砂堆，土壤等。
具有吸溼性的物質，其內所含水分的數量是隨空氣狀態的變化而變化的。物質內的微毛細管系統從溼空氣中吸收水分，這種現象叫做吸溼或吸收。水分從微毛細管系統排往空氣的現象叫解吸。
物質的吸溼和解吸是可逆的，在進行過程中，既存在水蒸汽分子碰撞物質界面而被吸取——吸溼，同時也有一部分被吸取的水蒸汽分子脫離物質向空氣中散發——解吸。此二相反過程同時進行的速度可相等也可不等。如物質是絕幹的，在過程開始開始時，單位時間內物質自空氣中吸取水蒸汽分子的數目遠遠大於由物質表面向空氣中蒸發的水分子數目。如物質是溼潤的，情況就會不同，即物質自空氣中吸著的水分少於物質向空氣中蒸發的分子數。隨著過程的繼續進行，物質的吸溼速度與解吸速度將趨於相等而達到平衡狀態，即吸溼平衡。達到平衡後，此二過程仍以相等速度繼續進行，這種狀態只有在空氣條件不發生變化的條件下才能維持。物質的吸溼速度與解吸速度達到平衡時的木材含水率，稱為平衡含水率。物質的平衡含水率是溫度和溼度的函數，隨溫度的升高而降低，隨相對溼度的升高而升高。
2、自然大氣條件下物質的含水情況 在太陽照射下，距地面一定高度的範圍內的空氣具有較低的空氣相對溼度。在正午附近的幾個小時裡時，地面附近空氣的相對溼度一般在40％以下。在此狀態下具有吸溼性物質的含水率較低，如在此種空氣狀態下木材的平衡含水率在8％左右，有時甚至低於6％。
3、材料與介質的溼轉移，穩定及不穩定溼交換 溼交換的最普通情況是空氣下的自由水面的蒸發。與水分表面直接接觸的空氣層，通常為水汽所飽含，空氣層的水蒸汽分壓大於周圍空氣的水蒸汽分壓，結果產生蒸汽擴散。自由水面的水分蒸發速度，通常用所謂道爾公式來計算 i＝B(p-pn)[kg/(m2·h)] 式中p及pn——材料表面和空氣內的水蒸汽分壓 B——蒸發係數。
在向空氣蒸發水分的吸溼性材料的表面，相對溼度可以小於1，但它總是大於周圍空氣的相對溼度。材料表面的水蒸汽分壓與材料表面的含水率有關，因此吸溼物體表面的溼交換的速度，可用下式計算 i＝a′ρ0(un-up) 式中un——材料表面含水率； up——與周圍介質相適應的平衡含水率； a′——換水係數，因次為m/h。
穩定溼交換是物體的含水率場不隨時間而改變，例如當溫度不變是由一種狀態的氣體介質通過吸溼材料的間壁向另一種狀態的介質的水分轉移過程。
穩定溼交換的水流量，按下式計算 式中upo1及upo2——與間壁兩邊介質狀態相適應的平衡含水率。
不穩定溼交換表示物體的含水率場隨著時間和空間而變化，例如吸溼材料在空氣中的乾燥過程。不穩定溼交換時物體任意一點的含水率的交化，用下列微分方程式表示 式中u——含水率 τ——時間 a′——導水係數； x，y，z——物體上某一點的坐標。
根據溼交換原理，若將具有吸溼性的乾燥物質與潮溼的待乾物質放在一個封閉的系統中後，則潮溼的吸溼物質中的水分會向乾燥的吸溼物質中轉移，直至吸溼介質達到新的平衡含水率為止。實驗證明將溼的木材放在乾燥的砂堆中後，木材中的水分會一直降低，直至木材和砂堆均達到新的平衡含水率為止。
根據溼交換原理，若將具有吸溼性的乾燥物質與溶液放在同一個密封系統中後，則溶液中的水分會通過封閉系統中的空氣向乾燥的吸溼物質轉移，直至吸溼物質達到新的平衡含水率為止。
這裡我將乾燥的吸溼物質稱為吸溼介質。把通過利用乾燥的吸溼介質來使其它物質(包括固態物質和溶液)失去水分的過程，叫做吸溼脫水。

發明內容
本發明所採用的吸溼方法為 1、吸溼介質的乾燥 先把吸溼介質放置於乾燥的空氣環境中，根據吸溼介質與空氣狀態的關係，讓乾燥的大氣將吸溼介質乾燥到與空氣環境相適應的平衡含水率附近為止。
2、吸溼介質的儲存 因為乾燥的空氣存在的時間是有限的，為了讓吸溼乾燥過程持續進行，需要將一部分乾燥介質先儲存起來再利用。乾燥的吸溼介質可放入密封系統中進行儲存，只要讓乾燥的吸溼介質與溼空氣和水相隔離就可以了。
3、用吸溼介質進行物質脫水的方法 若待乾燥物質的存在形式為固態，最好將待乾燥物質和乾燥的吸溼介質相混合放入封閉的容器中。則根據溼交換原理，待乾燥物質中的水分會轉移到乾燥的吸溼介質中去，而達到物質乾燥的目的。
若待乾物質的存在形式為液體，則需將待乾燥物質和乾燥的吸溼介質以分開的形式放入封閉的容器中。則根據溼交換原理，溶液中的水分會通過容器中的空氣轉移給乾燥的吸溼介質中，而達到溶液濃縮的目的。
本發明的有益效果為，可間接的利用大氣環境來對物質進行脫水。由於乾燥介質的便於儲存，因此可保證生產過程長時間的持續進行。
四

附圖1脫水對象為溶液的吸溼脫水簡圖 圖中1表示蒸發容器；2表示吸溼介質；3表示盛待濃縮溶液的小容器；4表示待濃縮溶液；5表示小容器的蓋子；6表示蒸發容器的門。
五具體實施例方式 1、吸溼介質的大氣乾燥 吸溼介質的大氣乾燥有兩種形式一種為在太陽照射的大氣環境下乾燥吸溼介質；另一種為在非太陽照射的大氣環境下乾燥吸溼介質。
在太陽照射下的大氣環境中乾燥物質時，由於大氣環境的相對溼度非常低，可以將吸溼介質乾燥到含水非常低的狀態。在非太陽照射的大氣環境下，乾燥吸溼物質時，由於大氣環境的相對溼度不是很高，吸溼介質有時不能將固態物質乾燥到要求的含水率。吸溼介質的實施方法為先將地面上放一層薄的塑料薄膜或者其它不透水、透氣得薄膜以將吸溼介質與地面相隔開，防止在乾燥過程中地面中的水分擴散到吸溼介質中(若地面不透氣，則不需要隔離薄膜)。然後將吸溼介質鋪放在薄膜上，注意鋪放的厚度不要太厚，最好在2MM以內，以便讓吸收介質中的水分快速的擴散到空氣中。當吸溼介質乾燥一段時間後，將達到乾燥要求的吸溼介質收起來，以便儲存和使用。
2、乾燥吸溼介質的儲存 先將乾燥的吸溼介質放入不透氣、水的袋子中，然後將袋子口紮緊即可。也可將吸溼介質裝入密閉的容器中，讓吸溼介質即接觸不到水，也接觸不到溼空氣。待到需要使用時，再將袋子和容器中乾燥的吸溼介質取出。
2、用吸溼介質對物質進行脫水 若待脫水物質的存在形式為固態，先打開乾燥容器的門，將吸溼介質和特乾燥物質放入容器中，使待乾物質和吸溼介質保持相互接觸。然後將乾燥器的門關上，讓乾燥器和外面的空氣相隔離，以防止潮溼的空氣進入到乾燥器中。當乾燥器中的吸溼介質將待乾物質乾燥到一定程度後，打開乾燥容器，將乾燥物質取出。若物質沒達到乾燥要求，則多進行幾次如上過程，直至物質乾燥到要求的狀態為止。
若待乾物質的存在形式為液體，在附圖1所示的例子中，先將待濃縮的液體倒入蒸發器中的未蓋蓋子小容器中，然後給小容器蓋上蓋子，接著將小容器放入蒸發器中，再將吸溼介質倒入蒸發器中，注意加入高度不應超過小容器的高度，以防止吸溼物質在後面的過程中落到待濃縮的溶液中去了。之後將小容器上的蓋子打開，讓小容器保持與蒸發器中的空氣相接觸。最後將蒸發器的門關上，使蒸發脫水在封閉的環境中進行。當乾燥的吸溼介質變溼至接近平衡含水率時，將蒸發器的門打開，取出待濃縮的溶液。若溶液還需脫水，則繼續上述的過程直至將溶液脫水到要求的地步為止。
權利要求
1.一種物質脫水法，主要由具有吸溼性的吸溼介質、封閉的容器和待脫水物質組成。其特徵是先利用乾燥的大氣將吸溼介質乾燥，根據需要將乾燥的吸溼介質儲存起來，接著將乾燥的吸溼介質與待脫水物質放入封閉的容器中，讓吸溼介質乾燥對溼物質進行脫水。
2.根據權利1所述的吸溼介質的乾燥，其特徵為利用吸溼介質與空氣狀態的關係，將吸溼介質鋪放在不透水的物質或不透水的地面上，利用大氣環境中存在的乾燥空氣將吸溼介質乾燥。
3.根據權利1所述的吸溼介質的儲存，其特徵為將乾燥的吸溼介質放入封閉的袋子和容器中，讓其與溼空氣和水相隔離。
4.根據權利1所述的吸溼乾燥，其特徵為根據溼交換原理，利用乾燥的吸溼介質對溼物質進行脫水。
全文摘要
一種能夠利用乾燥的空氣間接脫水方法。其過程為先利用大氣中存在的乾燥空氣將吸溼介質乾燥，然後根據需要將吸溼介質儲存起來，接著將乾燥的吸溼介質與待脫水物質放入密封容器中，讓乾燥的吸溼介質來對物質進行脫水。它可以利用吸溼介質來利用乾燥的空氣將物質進行脫水，因此是一種無汙染的物質乾燥方式。同時由於其可方便的儲存，因此可保證生產的連續進行。
文檔編號F26B5/00GK101105362SQ20061002882
公開日2008年1月16日 申請日期2006年7月11日 優先權日2006年7月11日
發明者梅成波 申請人:梅成波