專利名稱：吸濕脫水法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的脫水方法，尤其是利用大氣熱能來對物質(zhì)進(jìn)行脫水。
背景技術(shù)：
在木材學(xué)、木材干燥學(xué)和小氣象學(xué)的基礎(chǔ)上，本人提出了吸濕脫水理論。
1、物質(zhì)的吸濕性 吸濕性是指物質(zhì)由空氣中吸收水分或蒸發(fā)水分的性能。物質(zhì)具有吸濕性的原因有兩個一個是物質(zhì)中存在微毛細(xì)管，另一個為物質(zhì)中存在具有吸濕性的基團(tuán)或其它具有吸濕性的化學(xué)成分。實驗證明許多物質(zhì)都具有吸濕性，如木材，木質(zhì)材料，草本材料，砂堆，土壤等。
具有吸濕性的物質(zhì)，其內(nèi)所含水分的數(shù)量是隨空氣狀態(tài)的變化而變化的。物質(zhì)內(nèi)的微毛細(xì)管系統(tǒng)從濕空氣中吸收水分，這種現(xiàn)象叫做吸濕或吸收。水分從微毛細(xì)管系統(tǒng)排往空氣的現(xiàn)象叫解吸。
物質(zhì)的吸濕和解吸是可逆的，在進(jìn)行過程中，既存在水蒸汽分子碰撞物質(zhì)界面而被吸取——吸濕，同時也有一部分被吸取的水蒸汽分子脫離物質(zhì)向空氣中散發(fā)——解吸。此二相反過程同時進(jìn)行的速度可相等也可不等。如物質(zhì)是絕干的，在過程開始開始時，單位時間內(nèi)物質(zhì)自空氣中吸取水蒸汽分子的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由物質(zhì)表面向空氣中蒸發(fā)的水分子數(shù)目。如物質(zhì)是濕潤的，情況就會不同，即物質(zhì)自空氣中吸著的水分少于物質(zhì)向空氣中蒸發(fā)的分子數(shù)。隨著過程的繼續(xù)進(jìn)行，物質(zhì)的吸濕速度與解吸速度將趨于相等而達(dá)到平衡狀態(tài)，即吸濕平衡。達(dá)到平衡后，此二過程仍以相等速度繼續(xù)進(jìn)行，這種狀態(tài)只有在空氣條件不發(fā)生變化的條件下才能維持。物質(zhì)的吸濕速度與解吸速度達(dá)到平衡時的木材含水率，稱為平衡含水率。物質(zhì)的平衡含水率是溫度和濕度的函數(shù)，隨溫度的升高而降低，隨相對濕度的升高而升高。
2、自然大氣條件下物質(zhì)的含水情況 在太陽照射下，距地面一定高度的范圍內(nèi)的空氣具有較低的空氣相對濕度。在正午附近的幾個小時里時，地面附近空氣的相對濕度一般在40％以下。在此狀態(tài)下具有吸濕性物質(zhì)的含水率較低，如在此種空氣狀態(tài)下木材的平衡含水率在8％左右，有時甚至低于6％。
3、材料與介質(zhì)的濕轉(zhuǎn)移，穩(wěn)定及不穩(wěn)定濕交換 濕交換的最普通情況是空氣下的自由水面的蒸發(fā)。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于周圍空氣的水蒸汽分壓，結(jié)果產(chǎn)生蒸汽擴(kuò)散。自由水面的水分蒸發(fā)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(nèi)的水蒸汽分壓 B——蒸發(fā)系數(shù)。
在向空氣蒸發(fā)水分的吸濕性材料的表面，相對濕度可以小于1，但它總是大于周圍空氣的相對濕度。材料表面的水蒸汽分壓與材料表面的含水率有關(guān)，因此吸濕物體表面的濕交換的速度，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(zhì)相適應(yīng)的平衡含水率； a′——換水系數(shù)，因次為m/h。
穩(wěn)定濕交換是物體的含水率場不隨時間而改變，例如當(dāng)溫度不變是由一種狀態(tài)的氣體介質(zhì)通過吸濕材料的間壁向另一種狀態(tài)的介質(zhì)的水分轉(zhuǎn)移過程。
穩(wěn)定濕交換的水流量，按下式計算 式中upo1及upo2——與間壁兩邊介質(zhì)狀態(tài)相適應(yīng)的平衡含水率。
不穩(wěn)定濕交換表示物體的含水率場隨著時間和空間而變化，例如吸濕材料在空氣中的干燥過程。不穩(wěn)定濕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(dǎo)水系數(shù)； x，y，z——物體上某一點的坐標(biāo)。
根據(jù)濕交換原理，若將具有吸濕性的干燥物質(zhì)與潮濕的待干物質(zhì)放在一個封閉的系統(tǒng)中后，則潮濕的吸濕物質(zhì)中的水分會向干燥的吸濕物質(zhì)中轉(zhuǎn)移，直至吸濕介質(zhì)達(dá)到新的平衡含水率為止。實驗證明將濕的木材放在干燥的砂堆中后，木材中的水分會一直降低，直至木材和砂堆均達(dá)到新的平衡含水率為止。
根據(jù)濕交換原理，若將具有吸濕性的干燥物質(zhì)與溶液放在同一個密封系統(tǒng)中后，則溶液中的水分會通過封閉系統(tǒng)中的空氣向干燥的吸濕物質(zhì)轉(zhuǎn)移，直至吸濕物質(zhì)達(dá)到新的平衡含水率為止。
這里我將干燥的吸濕物質(zhì)稱為吸濕介質(zhì)。把通過利用干燥的吸濕介質(zhì)來使其它物質(zhì)(包括固態(tài)物質(zhì)和溶液)失去水分的過程，叫做吸濕脫水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所采用的吸濕方法為 1、吸濕介質(zhì)的干燥 先把吸濕介質(zhì)放置于干燥的空氣環(huán)境中，根據(jù)吸濕介質(zhì)與空氣狀態(tài)的關(guān)系，讓干燥的大氣將吸濕介質(zhì)干燥到與空氣環(huán)境相適應(yīng)的平衡含水率附近為止。
2、吸濕介質(zhì)的儲存 因為干燥的空氣存在的時間是有限的，為了讓吸濕干燥過程持續(xù)進(jìn)行，需要將一部分干燥介質(zhì)先儲存起來再利用。干燥的吸濕介質(zhì)可放入密封系統(tǒng)中進(jìn)行儲存，只要讓干燥的吸濕介質(zhì)與濕空氣和水相隔離就可以了。
3、用吸濕介質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)脫水的方法 若待干燥物質(zhì)的存在形式為固態(tài)，最好將待干燥物質(zhì)和干燥的吸濕介質(zhì)相混合放入封閉的容器中。則根據(jù)濕交換原理，待干燥物質(zhì)中的水分會轉(zhuǎn)移到干燥的吸濕介質(zhì)中去，而達(dá)到物質(zhì)干燥的目的。
若待干物質(zhì)的存在形式為液體，則需將待干燥物質(zhì)和干燥的吸濕介質(zhì)以分開的形式放入封閉的容器中。則根據(jù)濕交換原理，溶液中的水分會通過容器中的空氣轉(zhuǎn)移給干燥的吸濕介質(zhì)中，而達(dá)到溶液濃縮的目的。
本發(fā)明的有益效果為，可間接的利用大氣環(huán)境來對物質(zhì)進(jìn)行脫水。由于干燥介質(zhì)的便于儲存，因此可保證生產(chǎn)過程長時間的持續(xù)進(jìn)行。
四

附圖1脫水對象為溶液的吸濕脫水簡圖 圖中1表示蒸發(fā)容器；2表示吸濕介質(zhì)；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(fā)容器的門。
五具體實施例方式 1、吸濕介質(zhì)的大氣干燥 吸濕介質(zhì)的大氣干燥有兩種形式一種為在太陽照射的大氣環(huán)境下干燥吸濕介質(zhì)；另一種為在非太陽照射的大氣環(huán)境下干燥吸濕介質(zhì)。
在太陽照射下的大氣環(huán)境中干燥物質(zhì)時，由于大氣環(huán)境的相對濕度非常低，可以將吸濕介質(zhì)干燥到含水非常低的狀態(tài)。在非太陽照射的大氣環(huán)境下，干燥吸濕物質(zhì)時，由于大氣環(huán)境的相對濕度不是很高，吸濕介質(zhì)有時不能將固態(tài)物質(zhì)干燥到要求的含水率。吸濕介質(zhì)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、透氣得薄膜以將吸濕介質(zhì)與地面相隔開，防止在干燥過程中地面中的水分?jǐn)U散到吸濕介質(zhì)中(若地面不透氣，則不需要隔離薄膜)。然后將吸濕介質(zhì)鋪放在薄膜上，注意鋪放的厚度不要太厚，最好在2MM以內(nèi)，以便讓吸收介質(zhì)中的水分快速的擴(kuò)散到空氣中。當(dāng)吸濕介質(zhì)干燥一段時間后，將達(dá)到干燥要求的吸濕介質(zhì)收起來，以便儲存和使用。
2、干燥吸濕介質(zhì)的儲存 先將干燥的吸濕介質(zhì)放入不透氣、水的袋子中，然后將袋子口扎緊即可。也可將吸濕介質(zhì)裝入密閉的容器中，讓吸濕介質(zhì)即接觸不到水，也接觸不到濕空氣。待到需要使用時，再將袋子和容器中干燥的吸濕介質(zhì)取出。
2、用吸濕介質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行脫水 若待脫水物質(zhì)的存在形式為固態(tài)，先打開干燥容器的門，將吸濕介質(zhì)和特干燥物質(zhì)放入容器中，使待干物質(zhì)和吸濕介質(zhì)保持相互接觸。然后將干燥器的門關(guān)上，讓干燥器和外面的空氣相隔離，以防止潮濕的空氣進(jìn)入到干燥器中。當(dāng)干燥器中的吸濕介質(zhì)將待干物質(zhì)干燥到一定程度后，打開干燥容器，將干燥物質(zhì)取出。若物質(zhì)沒達(dá)到干燥要求，則多進(jìn)行幾次如上過程，直至物質(zhì)干燥到要求的狀態(tài)為止。
若待干物質(zhì)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(fā)器中的未蓋蓋子小容器中，然后給小容器蓋上蓋子，接著將小容器放入蒸發(fā)器中，再將吸濕介質(zhì)倒入蒸發(fā)器中，注意加入高度不應(yīng)超過小容器的高度，以防止吸濕物質(zhì)在后面的過程中落到待濃縮的溶液中去了。之后將小容器上的蓋子打開，讓小容器保持與蒸發(fā)器中的空氣相接觸。最后將蒸發(fā)器的門關(guān)上，使蒸發(fā)脫水在封閉的環(huán)境中進(jìn)行。當(dāng)干燥的吸濕介質(zhì)變濕至接近平衡含水率時，將蒸發(fā)器的門打開，取出待濃縮的溶液。若溶液還需脫水，則繼續(xù)上述的過程直至將溶液脫水到要求的地步為止。
權(quán)利要求
1.一種物質(zhì)脫水法，主要由具有吸濕性的吸濕介質(zhì)、封閉的容器和待脫水物質(zhì)組成。其特征是先利用干燥的大氣將吸濕介質(zhì)干燥，根據(jù)需要將干燥的吸濕介質(zhì)儲存起來，接著將干燥的吸濕介質(zhì)與待脫水物質(zhì)放入封閉的容器中，讓吸濕介質(zhì)干燥對濕物質(zhì)進(jìn)行脫水。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的吸濕介質(zhì)的干燥，其特征為利用吸濕介質(zhì)與空氣狀態(tài)的關(guān)系，將吸濕介質(zhì)鋪放在不透水的物質(zhì)或不透水的地面上，利用大氣環(huán)境中存在的干燥空氣將吸濕介質(zhì)干燥。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的吸濕介質(zhì)的儲存，其特征為將干燥的吸濕介質(zhì)放入封閉的袋子和容器中，讓其與濕空氣和水相隔離。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的吸濕干燥，其特征為根據(jù)濕交換原理，利用干燥的吸濕介質(zhì)對濕物質(zhì)進(jìn)行脫水。
全文摘要
一種能夠利用干燥的空氣間接脫水方法。其過程為先利用大氣中存在的干燥空氣將吸濕介質(zhì)干燥，然后根據(jù)需要將吸濕介質(zhì)儲存起來，接著將干燥的吸濕介質(zhì)與待脫水物質(zhì)放入密封容器中，讓干燥的吸濕介質(zhì)來對物質(zhì)進(jìn)行脫水。它可以利用吸濕介質(zhì)來利用干燥的空氣將物質(zhì)進(jìn)行脫水，因此是一種無污染的物質(zhì)干燥方式。同時由于其可方便的儲存，因此可保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)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(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者梅成波 申請人:梅成波