Método de producción de elemento de intercambio de humedad
Descripción general
 Un elemento de intercambio de humedad que tiene excelente capacidad higroscópica se produce fácilmente en un proceso corto. ] El sustrato hecho de fibras orgánicas o inorgánicas, que consta de 5 20% en peso de sílice coloidal, 0.25 2.5 cantidad suficiente de ácido para ajustar el pH de la% en peso de sal de metal soluble en agua y solución de impregnación 5 9 impregnación Impregnando la solución con una solución acuosa, secando la solución de impregnación depositada sobre el sustrato calentando y gelificando la solución de impregnación.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para fabricar un elemento de intercambio de humedad. Más particularmente, se refiere a un método para fabricar un elemento de intercambio de humedad de tipo panal en el que se deposita un adsorbente sólido sobre la superficie.
Como método para deshumidificar aire o una mezcla de gases de humedad con un desecante sólido, se conocen bien un método de secado estático y un método de secado cinético. De estos, el método de secado estático, la humedad sulfato de calcio, un método de de-humectada en contacto con hidróxido de potasio, y el agente de secado higroscópico tal como cloruro de potasio. Este método de secado estático no puede regenerar el desecante sólido en el lugar después de absorber la humedad, por lo que la capacidad higroscópica satisfactoria no puede asegurarse durante un largo tiempo. Por lo tanto, no es adecuado para la deshumidificación debido a la circulación masiva de humedad. Por otro lado, el método de secado cinética es un método continuo para la realización de cada uno y la regeneración de la humedad con el adsorbente de forma simultánea, por lo general, por ejemplo, gel de sílice, tamices moleculares, tales como una alúmina, una secadores de lecho fijo o giratorio de la rueda de nido de abeja de deshumidificación doble columna Máquina. Principalmente la doble columna de lecho fijo deshumidificador, las dos torres se llenan con partículas adsorbentes respectivamente, el aire de calor regenerativo y envía la humedad de la primera columna a la segunda columna desde la segunda columna a la primera columna Hay una válvula para enviar. Este tipo de deshumidificador tiene desventajas tales como el consumo de energía significativo debido a un gran gradiente de presión del lecho fijo de partículas y la variación de humedad del aire deshumidificado. Por otro lado, la rotación de la rueda deshumidificador de nido de abeja y la rueda de rotación a baja velocidad que consiste matriz cilíndrica que tiene un pasaje dirección de la longitud, hay un adsorbente depositada sobre la superficie de la matriz, la humedad y el calor regenerativo de aire de dos ruedas rotativas cada simultáneamente El adsorbente se desorbe periódicamente en la etapa de deshumidificación continua introduciéndolo en diferentes partes. Este deshumidificador tipo panal tipo rueda giratoria tiene las siguientes ventajas. Es decir, el gradiente de presión a través del anillo es bajo, el área de absorción por volumen de unidad aumenta y la absorción / desorción es rápida y efectiva. Como resultado, el consumo de energía es bajo, el efecto de deshumidificación aumenta, y la operación también es más fácil que el deshumidificador de lecho fijo de dos columnas.
elemento de intercambio de humedad preferida (la humedad de la rueda de cambio de nido de abeja) utilizado en el deshumidificador rotativo, la capacidad de calor es pequeño y peso ligero, que tiene excelentes propiedades mecánicas y se desea una alta capacidad de absorción de humedad.
Convencionalmente, el siguiente método se conoce como un método para fabricar un elemento de intercambio de humedad.
JP 55 preparación intercambiador de humedad elemento No. publicado en japonés 142,522 se impregna con una lámina permeable al aire plana tal como una solución absorbente de la humedad del papel, tal como una solución acuosa de cloruro cálcico, a continuación, se secó, después de pegamento laminada a la lámina ondulada se cortó en un tamaño predeterminado, laminan alternativamente impregnado con agentes de refuerzo, de una manera para formar un elemento de intercambiador de humedad de bloque, ya que la lámina corrugada no se impregna con la solución de absorbente de la humedad, no se ve afectada la fuerza.
JP 60 preparación de deshumidificación elemento de intercambio que tiene un pequeño orificio que No. publicó en japonés 175521 se papel hecho de fibras orgánicas y fibras inorgánicas moldeado en la forma de un dispositivo que tiene un gran número de pequeños agujeros, era branquias el cuerpo moldeado se calentó a suministro insuficiente de oxígeno para carbonizar los componentes orgánicos en el cuerpo moldeado, el agente de refuerzo inorgánico impregnado en el cuerpo moldeado para la etapa de reducción de carbono antes o después, es un método de impregnación del desecante final .
Sin embargo, ninguno de estos métodos también están operación problemática, JP 55 métodos de solución de cloruro de calcio se describe en JP 142522 de impregnación, porque el cloruro de litio, después de la absorción de humedad, no es fácil de ser reproducido como un hidrato Además, el método descrito en el documento JP-a-60 175 521 se caracteriza por carbonización de los componentes orgánicos en la preforma de fibra se calienta en condiciones pobres en oxígeno, cualquiera de la solución de impregnación No se ha agregado ninguna mejora.
JP 63 175619 No. elemento de intercambio de preparación de humedad que se ha publicado en japonés, el papel hecho de fibras y pulpa inorgánicas, tales como fibras de cerámica impregnados con el vidrio de agua, después de que el papel ha sido semi-seco, corrugado por un par de rodillos Procese para obtener papel corrugado, sumérjalo en ácido para producir hidrogel de sílice, lávelo con agua y séquelo. Se aplica pegamento a la cresta del papel corrugado, y se enrolla inmediatamente mediante un rodillo a lo largo del hidrogel de sílice que une la hoja de papel plano para formar un anillo de panal de abejas intercambiado con la humedad.
El método de la solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública número Sho. 63 175 619 mencionada anteriormente tiene un pequeño problema además de la operación complicada de la operación. Se debe principalmente al uso de vidrio soluble. Por ejemplo, dado que el contenido de iones de sodio en el vidrio soluble es alto, la tasa de gelificación es irrazonablemente demasiado alta. En consecuencia, la vida útil de impregnación del baño de vidrio soluble es corta, y cuando el baño de vidrio soluble se usa durante un cierto período, cambian las propiedades del papel impregnado. Dado que la velocidad de gelificación es, por lo tanto, demasiado rápida, el tamaño medio de poro del absorbente de humedad de hidrogel de sílice formado es de aproximadamente 20 ángstroms. Tal absorbente de humedad con un diámetro medio de poro no puede obtener una capacidad higroscópica satisfactoria y debe desorberse frecuentemente y no es adecuado para la absorción de humedad de alta humedad. Además, dado que la velocidad de gelificación es demasiado rápida, también es difícil semisecar el papel impregnado hasta que sea adecuado para darle forma ondulada. Por otro lado, dado que el pH del vidrio soluble es aproximadamente 11.5, se requiere una gran cantidad de ácido para la reacción de gelificación por contacto con el ácido. Dicho sea de paso, forma la sal de sodio como un subproducto en reacción catalizada con ácido de gelificación se deposita en el papel, no sólo el aumento del peso del papel higroscópico, desde poros bloqueados absorbente de la humedad, la etapa de lavado es esencial. Sin embargo, la sal de sodio permanece en el papel después del lavado. La sal de sodio residual se mueve una tras otra por la operación de adsorción / desadsorción, que afecta negativamente a la vida del deshumidificador. Además de esto, el hidrogel de sílice formado en papel se elimina por lavado con la sal de sodio durante el proceso de lavado. El lavado con agua requiere mucho tiempo y requiere mucha mano de obra, lo que requiere una gran cantidad de agua y un complicado tratamiento de aguas residuales.
La presente invención no tiene inconvenientes anteriores, y menos pasos que la técnica anterior, la operación es fácil, la deposición de una gran cantidad de absorbente de la humedad al material de base, la producción de un elemento de intercambio de humedad con humedad mejorada capacidad de absorción del desecante Su objetivo es proporcionar una ley.
Antecedentes
Medios para resolver el problema
Para los propósitos de la presente invención, los presentes inventores [] encontraron que un sustrato hecho de fibras orgánicas o inorgánicas, impregnado con una solución de impregnación que contiene sílice, ácido, y cationes de metales coloidales, se secó, se gelificó Hemos encontrado un método para fabricar elementos de intercambio de humedad.
Es decir, la presente invención es un sustrato hecho de fibras orgánicas o inorgánicas, de 5 a 20% en peso de sílice coloidal, una cantidad suficiente para ajustar el pH de 0,25 2,5% en peso de una sal metálica soluble en agua y solución de impregnación 5 9 De una solución acuosa de impregnación, y luego secar la solución de impregnación depositada sobre el sustrato calentando para gelificar el elemento de intercambio de humedad.
Tenga en cuenta que es preferible que este elemento tenga una estructura de panal.
sustrato de fibra utilizado en el presente método de producción es un material poroso de menor densidad 0,5 g / cm, preferiblemente, fibras de cerámica, fibras de carbono, fibras de vidrio, etc. En las fibras de polímero pueden ser tejidos o no tejidos . El artículo de sustrato o plano que tiene un grosor de 0,10 0,60 mm, la banda plana de altura 0,4 2,0 ​​mm crea a partir de ya sea de forma de onda Artículo longitudes de onda 0,4 4,0 mm, o una tira del avión y las condiciones de forma de onda se laminan a cada uno O se puede usar un cuerpo de bloque de panal o un anillo. Aquí, la 'racha' significa una forma larga de cinta (tira).
Se pueden fabricar tiras corrugadas y cuerpos o anillos de bloque de panal mediante cualquier método adecuado conocido en la técnica. Preferiblemente, a través de una banda plana específica de un par de rodillos o Giyarora placa / dentado, solución de adhesivo de sílice coloidal de recubrimiento inmediatamente de frente de onda, las formas de onda se fijaron por 40 90 minutos a 80 120 ° C de calor se seca para formar una forma de onda artículo . Los laminados de la forma de onda del artículo y el plano serán en primer lugar después de impregnar la banda plana a la solución de adhesivo, colocado en una forma de onda se realiza por calentamiento de 40 90 minutos tira laminada a 80 120 ° C .. La concentración de la sílice coloidal en la solución adhesiva es del 5 al 25% en peso, preferiblemente del 8 al 15% en peso. Si la concentración es demasiado alta, la sílice coloidal bloquear los poros en la relación de estado plano y forma de onda artículo de agente higroscópico se baja al sustrato en el elemento de intercambio de humedad formada por estas condiciones. Si la concentración es demasiado baja, la resistencia mecánica de la tira corrugada y el cuerpo del bloque alveolar o los anillos se vuelve insuficiente. Preparación de ruedas intercambio de humedad de nido de abeja en la realización preferida crea una forma de onda tira de la solución de impregnación como una solución de adhesivo, la impregnación de la banda plana en la solución de impregnación, enrollado tira de forma de onda a lo largo de las condiciones de impregnación, 3 a 250 ° C. Calor por un tiempo. Dado que este método utiliza solo un tipo de solución de sílice coloidal, el elemento de intercambio de humedad tiene una estructura general uniforme y una fuerte adhesión entre las tiras corrugadas y las tiras planas.
sal de metal utilizado en el método de la presente invención, se disolvió en una solución acuosa, con tal de que no afecte negativamente el material de base de la impregnación, tanto utiliza como proporcionar una solución de metal catión de impregnación. Preferiblemente, se pueden mencionar sales inorgánicas tales como haluros, nitratos, hidróxidos, sulfatos y similares. catión metálico usado es, Li, Ca, Al, Mg, Ni, Fe, Zn, cationes tales como Cu y similares, entre otros se prefieren Li, Ca.
El ácido a usar en la presente invención es preferiblemente un ácido inorgánico tal como ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico o similares.
En el método de la presente invención, el secado de la solución de impregnación depositado impregnado sustrato, la gelificación se lleva a cabo por calentamiento de 40 minutos a 8 horas sustrato impregnado a 100 400 ° C ..
En este método de producción utilizando una solución de impregnación de sílice coloidal, que es el contenido de iones de sodio en comparación con el vidrio de agua significativamente menor, porque la mayoría de los iones de sodio no producen durante la reacción de gel de sílice, no se requiere lavado. Además, dado que el pH antes de la adición de ácido es aproximadamente 9,0, la cantidad de ácido requerida para la neutralización es notablemente más baja que la del vidrio soluble. Y, puesto que la solución de impregnación contiene una cantidad apropiada de cationes de metal, sobre la cual se puede mantener durante mucho tiempo equivalente estado de gel sol estable a temperatura ambiente, por supuesto, se seca a una gelificación de calentamiento, el catión de metal como un gel catalizador Promover la generación de una reacción química en la solución de impregnación. El elemento de intercambio de humedad de acuerdo con la invención en comparación con el método que utiliza el vidrio de agua, alta proporción de absorbente de la humedad al material de base, por otra parte el tamaño medio de poro del desecante depositado en ella es de aproximadamente 60 70 Å. Por lo tanto, el elemento de intercambio de humedad de acuerdo con la presente invención tiene una excelente capacidad de absorción / desorción de humedad. En una realización preferida, 1 gramo de absorbente de humedad a 0,80% de humedad relativa absorbió 0,7 0,8 g de humedad.
A continuación, la presente invención se describirá con más detalle con referencia a los Ejemplos, pero la presente invención no se limita únicamente a dichos Ejemplos. A propósito, a menos que se define por separado, respectivamente partes en peso y todas las piezas de los porcentajes son en% en peso, el BET método de promedio de diámetro de poro de adsorción de nitrógeno, Micromeritics cellosolve margarita (Micromeritic Digisorb) 2,600 instrumento (Micromeritics (Micromeritics) Ltd. (EE. UU.)). La prueba de deshumidificación se llevó a cabo a 20ºC y 79,5% de humedad relativa, y las características y la absorción de humedad del elemento de intercambio de humedad se expresaron mediante las siguientes definiciones:
La relación de deposición absorbente de humedad (ADR)% = {(peso del elemento de intercambio de humedad) (peso de la base de fibra)} / (peso de la base de fibra) × 100
Higroscopicidad (MAE)% del elemento = {(peso después de absorber la humedad) (peso antes de la absorción de la humedad del elemento)} / (peso antes de la absorción de la humedad del elemento) × 100
La absorción de humedad del agente higroscópico (MAA)% = {(peso después de elemento higroscópico) (peso antes de elemento higroscópico)} / {(peso del elemento) (peso de la base de fibra)} x 100
Ejemplo 1: Fabricación de rueda de panal
40% de sílice coloidal 12,5 kg (Ludox (Ludox) SM (DuPont (DuPont), se añadió Inc. (EE.UU.)) con agitación solución acuosa 37,5 kg de agua para preparar una solución adhesiva (solución A). Ancho 30 cm, espesor se coloca una cerámica Kamijo (fabricado Kaouru Ltd. (Kaowool Inc.)) 425,1 g de 0,5 mm en la placa dentada, moldeado en el rodillo dentado, el recubrimiento de la solución a en el frente de onda, calefacción 1 hora a 100 ° C. y, longitud de onda 0,6 mm, la 454.9G tira de forma de onda de cresta pintura 0,4 mm. impregnación de la misma cerámica solución papel un izado con oleaje inmediatos y se calienta durante 1 hora a 100 ° C .. la rueda de panal obtenido pesa 920,7 g, y el diámetro fue de 40 cm.
Ejemplo 2 Producción de solución de impregnación y deposición de desecante
Agregado LiCl de 1,0 kg de agua 1,0 L, se vertió la solución E se agitó durante 15 minutos en una solución A del Ejemplo 1, se añadió un ácido 0,1 N sulfúrico hasta que el pH llegó a 7,0, y se agitó durante 15 minutos adicionales. El anillo tipo panal del Ejemplo 1 se sumergió en esta solución neutra durante 1 hora, se retiró, se secó a temperatura ambiente y se calentó en un horno a 250ºC durante 3 horas. La rueda de panal obtenida pesa 1316.9 g y sus características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 3
Este ejemplo en la producción del sustrato de nido de abeja, cambiando el líquido adhesivo en la solución de impregnación, pero para obtener una rueda de panal intercambio de humedad que puede ser utilizado como un elemento de intercambio de humedad directa.
Se produjeron 447,8 g de cordón corrugado como en el Ejemplo 1, excepto que se usaron 418,5 g de cerámica y la solución de impregnación del Ejemplo 2. La solución de impregnación también se usó para adherir tiras planas y tiras corrugadas, y se obtuvo un anillo alveolar (1146,3 g, diámetro 40 cm). Las características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 4
Se fabricó un anillo de intercambio de humedad de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que se usaron 0,5 kg de LiCl. Las características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 5
Se fabricó un anillo de intercambio de humedad de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que se usaron 2,0 kg de LiCl. Las características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 1
Se fabricó un anillo de intercambio de humedad de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que no se usó LiCl. Las características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo Comparativo 2
Se añadieron 3 kg de vidrio soluble a 48 l de agua y, después de agitar a fondo, se añadió una solución de 1,0 kg de LiCl disuelto en 1,0 l de agua y se agitó durante 15 minutos. La solución de vidrio soluble obtenido en remojo 1 hora rueda de panal 931,2 g preparado según el Ejemplo 1, se añadió pH de 0,1 N ácido sulfúrico hasta 7,0 con agitación. El anillo se retiró antes de gelificar la solución y se secó a temperatura ambiente y luego se colocó en un horno a 250ºC durante 3 horas. El peso del anillo seco es 1286.3 g, sus características y absorción de humedad se muestran en la Tabla 1. La velocidad de gelificación de la solución de impregnación de este ejemplo comparativo fue rápida y no pudo usarse después de la gelificación.
Ejemplo comparativo 3
Se fabricó un anillo de intercambio de humedad de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 2, excepto que no se usó LiCl como el líquido de impregnación. Las características e higroscopicidad se muestran en la Tabla 1. La solución de impregnación de este ejemplo comparativo gelificó en 30 minutos y no pudo ser utilizada.
Ejemplo 6
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que la solución de impregnación se colocó a temperatura ambiente durante 5 días antes de impregnarse con el sustrato. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 7
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 5, excepto que la solución de impregnación se colocó a temperatura ambiente durante 3 días antes de impregnar el sustrato. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 4
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1, excepto que la solución de impregnación se colocó a temperatura ambiente durante 5 días antes de impregnar el sustrato. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 5
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 2, excepto que la solución de impregnación se colocó a temperatura ambiente durante 3 días antes de impregnar el sustrato. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 6
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 3, excepto que la solución de impregnación se colocó a temperatura ambiente durante 1 hora antes de impregnar el sustrato. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
A partir de los resultados mostrados en la Tabla 1 y la Tabla 2, se entiende que el presente método es superior en higroscopicidad y estabilidad en comparación con el método del vidrio soluble.
Ejemplo 8 15
La operación se llevó a cabo de la misma manera que en el Ejemplo 2, excepto que se usaron composiciones diferentes para el líquido de impregnación. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Ejemplo solución de impregnación de 8 a 25 kg utilizando una solución de 40% de sílice coloidal acuosa en lugar de 12,5 kg, Ejemplo 9 13 usando cada uno LiOH, LiNO3, CaCl2, Al2 (SO4) 3, CuSO4 en lugar de LiCl, implementación En los Ejemplos 14 y 15, se usaron soluciones de impregnación de pH 6.0 y 8.3, respectivamente.
Efecto de la invención
De acuerdo con el método de la presente invención, es posible obtener fácilmente un elemento de intercambio de humedad que contiene una gran cantidad de absorbente de humedad y que tiene un tamaño de poro adecuado y una alta capacidad de absorción de humedad con menos pasos.
Reclamo
Un sustrato hecho de las reivindicaciones 1 fibras orgánicas o inorgánicas, de 5 a 20% en peso de sílice coloidal, de una cantidad suficiente de ácido para ajustar el pH de 0,25 2,5% en peso de una sal metálica soluble en agua y solución de impregnación 5 9 Impregnando la solución de impregnación con la solución de impregnación, y luego secando la solución de impregnación depositada sobre el sustrato calentando para gelificar el elemento de intercambio de humedad.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sal metálica se selecciona del grupo que consiste en haluros, nitratos, hidróxidos y sulfatos.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el metal se selecciona del grupo que consiste en Li, Ca, Al, Mg, Ni, Fe, Cu y Zn.
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ácido es un ácido inorgánico.
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el secado y la gelificación se llevan a cabo a 100-400ºC durante 40 minutos y 8 horas.
6. sustrato cresta 0,4 2,0 ​​mm, el proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura de panal formada mediante la laminación de la banda plana de la tira de forma de onda y de espesor 0,10 0,60 mm de longitud de onda de 0,4 4,0 mm.
Presionado la reivindicación tira de fibra 7 planar en la forma de onda, una cantidad suficiente para modular 5 20% en peso de sílice coloidal en su superficie corrugada, el pH de 0,25 2,5% en peso de una sal metálica soluble en agua y solución de impregnación 5 9 se aplica solución de impregnación que consiste en ácido, la condición de recubrimiento se fija a la forma de onda por calentamiento, aparte de la tira de fibra plana impregnada con la solución de impregnación, inmediatamente ruedas de nido de abeja impregnados tira de fibra plana con forma de onda artículo Enrollando la rueda de panal, calentando la rueda de panal, secando la solución de impregnación contenida en ella y gelificándola.
Application number :1994-000323
Inventors :財団法人工業技術研究院
Original Assignee :ペンチャンツェン、ユーキョイチュアー、チェンウネファン、シャオチュンチュ、ハンチンチャン、チンシュアーンファン、チャンチンチェン、ポユイチェン