CN116218229B - 集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法 - Google Patents

集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及含尘高湿气体净化处理技术领域，公开了一种集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法。以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述集水橡胶板含有40‑60重量％的硅橡胶、10‑20重量％的阻燃剂、15‑30重量％的导电材料、5‑15重量％的改性材料、5‑10重量％的亲水性微珠、0.15‑2重量％的偶联剂和0.15‑1.2重量％的硫化剂，所述亲水性微珠镶嵌于所述集水橡胶板的表面，并在集水橡胶板的表面形成若干个半圆形凸起。在除湿装置中，采用本发明所述的集水橡胶板作为阳极板，在对含尘高湿气体进行净化处理过程中，可以获得较好的集水效果，并且能够协同除尘，获得优异的净化效果。

Description

集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化 处理方法
技术领域
本发明涉及含尘高湿气体净化处理技术领域，具体涉及一种集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法。
背景技术
在钢铁化工等行业，普遍存在高湿含尘烟气，如钢渣湿烟气；同时，褐煤、污泥等物料在干燥或干化过程中产生含尘高湿气。上述气体处理过程中，传统过滤装置如滤筒或布袋的过滤材料容易糊袋、板结，故其深度净化一直是行业难题。并且，上述气体含有大量水蒸气或雾滴，回收其中的水资源意义重大。
目前，传统的高效除尘装置有静电除尘、湿式静电除尘、布袋除尘、滤筒除尘等，回收水资源的装置有换热冷凝等。整体而言，除尘与水回收尚没有实现高度耦合。高效除雾器可一定程度上实现除雾与除尘的协同，但因为高效除雾器采用机械原理，除尘效率低，且只能去除粒径较大的雾滴，无法回收微雾滴及水蒸气。
近年来出现的纺织基雾中集水装置，通过织造技术研究制备集水帆，选用亲水性纤维纱线和疏水性纤维纱线，选取合适的组织结构使织物表面有特定的凸起，通过组织结构选取、经纬纱的选取、亲水区域的形状和亲疏水的面积比例变化，并通过实验测试找到最优化的集水帆织制方案。
上述技术方案，含湿气体自然流动并仅在集水材料的表面发生作用，缺乏气体中雾滴快速横向移动驱动力。而工程应用中，含湿气体气量一般为几万几十万立方米每小时，显然，这种纺织基雾中集水装置不具备大规模应用的条件。同时，纺织基装置为纤维织物组成，阻燃性能较差，具有安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的不能实现除尘与水回收有效耦合的问题，提供一种集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法。本发明的除湿装置运用静电驱动原理，结合疏水-亲水极板特殊表面结构，可以对高湿气体的微小雾滴进行高效捕集，同时协同高效除尘，实现了水回收及除尘净化的耦合，适用于大风量高含湿含尘气体的深度净化与资源回收。
本发明的发明人在研究过程中意外发现，甲壳虫之所以能够在干旱的沙漠中长期生存，是因为它能够有效地把空气中不可见的水蒸气转化为水滴引用。发明人通过深入研究获得如下启示：这种水收集功能来源于其背部的超亲水与超疏水混合结构，超亲水的凸起结构负责水雾的捕捉收集，凸起结构之间的区域为超疏水结构，负责水的汇集与运输。发明人基于该启示完成了本发明。
本发明第一方面提供了一种集水橡胶板，以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述集水橡胶板含有40-60重量％的硅橡胶、10-20重量％的阻燃剂、15-30重量％的导电材料、5-15重量％的改性材料、5-10重量％的亲水性微珠、0.15-2重量％的偶联剂和0.15-1.2重量％的硫化剂，其中，所述亲水性微珠镶嵌于所述集水橡胶板的表面，并在所述述集水橡胶板的表面形成若干个半圆形凸起。
优选地，所述集水橡胶板含有42-50重量％的硅橡胶、12-18重量％的阻燃剂、18-23重量％的导电材料、6-12重量％的改性材料、7-9重量％的亲水性微珠、0.5-1.2重量％的偶联剂和0.5-1重量％的硫化剂。
优选地，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶。
优选地，所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40％。
优选地，所述阻燃剂为纳米氢氧化物、纳米氧化物、层状硅酸盐和纳米金属催化阻燃剂中的一种或至少两种以上的任意组合，更优选为纳米金属催化阻燃剂。
优选地，所述集水橡胶板的表面电阻率低于1000Ω，更优选为400-800Ω。
优选地，所述导电材料为碳纳米管、纳米银、石墨和炭黑中的一种或至少两种以上的任意组合，更优选为纳米银和/或炭黑。
优选地，所述集水橡胶板表面的静态接触角大于100°，更优选为105-130°。
优选地，所述改性材料为纳米级TiO2粉末。
优选地，所述亲水性微珠的半径为0.1-0.3cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距为0.5-1.2cm。
优选地，所述亲水性微珠为玻璃微珠。
优选地，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或至少两种以上的任意组合。
优选地，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，优选为过氧化苯甲酰。
优选地，所述集水橡胶板的厚度为0.5-2cm，更优选为0.8-1.5cm；密度小于1g/cm3。
本发明第二方面提供了一种制备上述集水橡胶板的方法，该方法包括：将硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、偶联剂和硫化剂混合以获得混合材料，将亲水性微珠铺展在所述混合材料的表面，然后进行硫化热压。
本发明第三方面提供了一种除湿装置，包括阴极和阳极，通过对所述阴极施加电压能够在所述阴极与所述阳极之间形成电场，其中，所述阳极为前文所述的集水橡胶板。
优选地，所述除湿装置包括一个阴极和两个阳极，两个阳极分别位于所述阴极的两边。
优选地，所述阴极的两面各自设置有若干个放电凸刺，所述放电凸刺的尖端与所述阳极之间的间距为140-200mm，两个阳极之间的间距为300-450mm。
本发明第四方面提供了一种含尘高湿气体的净化处理方法，该方法包括将含尘高湿气体通入除湿装置的阴极和阳极之间的空间，其中，所述除湿装置为前文所述的除湿装置。
优选地，所述含尘高湿气体的流速为2.5-4.5m/s，更优选为3.5-4.0m/s；对所述阴极施加的电压为28-40kV。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
(1)本发明中使用集水橡胶板作为除湿装置的阳极，集水橡胶板具有表面构造超疏水、凸起亲水的复合结构，能够显著提高集水效果。具体的作用机理是：含湿气体流过凸起的微珠表面时，由于风速变化导致微珠表面不同区域气压的差异，这一方面促使水蒸气更容易在亲水性微珠表面凝结，另一方面促使含湿气体中的微小液滴快速在亲水性微珠表面凝结并长大。当液滴长大到一定程度时，液滴从微珠表面滑落，因微珠之间的区域为超疏水表面，所以液滴快速汇集，起到集水效果。
(2)在电场中，与细颗粒物相比，雾滴更易荷电。针对高含湿含尘气体，本发明的除湿装置在实施过程中对雾滴进行荷电，雾滴荷电后在电场驱动力作用下，带动含湿气流产生横向运动，逐渐向阳极板侧迁移。在此过程中，颗粒物被包裹或捕集，可以起到协同除尘作用。
(3)本发明的除湿装置中用作阳极的集水橡胶板自身为导电材料(包含导电材料)，不依赖表面均布水膜就可以形成稳定的电场，因此，与传统的柔性纤维织物极板相比，具有很大的优势；同时，与不锈钢、导电玻璃钢极板相比，本发明的阳极极板具有质量轻，成本低的优势。
(4)因为雾滴更易荷电，因此本发明的除湿装置中放电极(即阴极)电压可在较低区间运行，并且由于用作阳极的集水橡胶板自身为阻燃材料(包含阻燃材料)，这确保了电场环境下的安全性能。
附图说明
图1是本发明所述的集水橡胶板的结构示意图；
图2是本发明所述的除湿装置的结构示意图。
附图标记说明
1、集水橡胶板；2、阴极；11、亲水性微珠；21、放电凸刺。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本申请的描述中，术语“含有”、“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如图1所示，本发明所述的集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起。按照本发明的集水橡胶板，其具有表面构造超疏水、凸起亲水的复合结构，并且其中包含导电材料和阻燃剂，使得该集水橡胶板适合用作除湿装置的阳极板，能够起到集水效果，且具有阻燃性能。
在本文中，术语“半圆形凸起”并非严格上要求亲水性微球的凸起部分恰好为微球的一半，只需要保证亲水性微球在集水橡胶板表面的凸起部分为球面即可。
在本发明中，以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述集水橡胶板含有40-60重量％的硅橡胶、10-20重量％的阻燃剂、15-30重量％的导电材料、5-15重量％的改性材料、5-10重量％的亲水性微珠、0.15-2重量％的偶联剂和0.15-1.2重量％的硫化剂；在优选情况下，所述集水橡胶板含有42-50重量％的硅橡胶、12-18重量％的阻燃剂、18-23重量％的导电材料、6-12重量％的改性材料、7-9重量％的亲水性微珠、0.5-1.2重量％的偶联剂和0.5-1重量％的硫化剂。在最优选的实施方式中，所述集水橡胶板含有45重量％的硅橡胶、15重量％的阻燃剂、20重量％的导电材料、10重量％的改性材料、8重量％的亲水性微珠、1.2重量％的偶联剂和0.8重量％的硫化剂。
在本发明中，所述硅橡胶优选为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶。在一种实施方式中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶的混合，二者的混合比例为1：01-10，优选为1：0.5-2，最优选为1：1。
在本发明中，所述集水橡胶板具有阻燃性能。在优选情况下，所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40％，具体的，例如可以为30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％。
在本发明中，所述阻燃剂可以为纳米氢氧化物、纳米氧化物、层状硅酸盐和纳米金属催化阻燃剂中的一种或至少两种以上的任意组合。在优选情况下，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂，更优选为纳米镁金属催化阻燃剂。对于纳米镁金属催化阻燃剂，具体的例子如纳米氢氧化镁或纳米氧化镁。
在本发明中，所述集水橡胶板具有导电性能。在优选情况下，所述集水橡胶板的表面电阻率低于1000Ω，更优选为400-800Ω。
在本发明中，所述导电材料可以为碳纳米管、纳米银、石墨和炭黑中的一种或至少两种以上的任意组合，优选为纳米银和/或炭黑，最优选为纳米银。
在本发明中，所述集水橡胶板的表面(除凸起的亲水性微珠之外)是疏水性的。在优选情况下，所述集水橡胶板表面的静态接触角大于100°，优选为105-130°，最优选为110°。
在本发明中，所述改性材料优选为纳米级TiO2粉末，其作用是提高集水橡胶板表面的疏水性。
在本发明中，所述亲水性微珠的半径R可以为0.1-0.3cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3可以为0.5-1.2cm。相邻两颗亲水性微球之间的间距是指相邻两颗亲水性微球所形成的半圆形凸起的中心之间的间距。
在本发明中，所述亲水性微珠优选为玻璃微珠。
在本发明中，所述偶联剂可以为本领域常规的偶联剂。在优选情况下，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或至少两种以上的任意组合。
在本发明中，所述硫化剂可以为过氧化物硫化剂、贵金属硫化剂、树脂类化合物等。在优选情况下，所述硫化剂为过氧化物硫化剂，进一步优选为有机过氧化物硫化剂，最优选为过氧化苯甲酰。
在本发明中，所述集水橡胶板的厚度(不算微珠凸起部分的尺寸)可以为0.5-2cm，优选为0.8-1.5cm；密度小于1g/cm3，优选为0.9g/cm3以上。在一个具体的实例中，所述集水橡胶板的厚度为1.2cm，密度为0.95g/cm3。
根据本发明的第一种实施方式，所述集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起；以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述硅橡胶的含量为42-50重量％，所述阻燃剂的含量为12-18重量％，所述导电材料的含量为18-23重量％，所述改性材料的含量为6-12重量％，所述亲水性微珠的含量为7-9重量％，所述偶联剂的含量为0.5-1.2重量％，所述硫化剂的含量为0.5-1重量％，其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂，所述导电材料为纳米银和/或炭黑，所述改性材料为纳米级TiO2粉末，所述亲水性微珠为玻璃微珠，所述硫化剂为氧化物硫化剂。
根据本发明的第二种实施方式，所述集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起；以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述硅橡胶的含量为42-50重量％，所述阻燃剂的含量为12-18重量％，所述导电材料的含量为18-23重量％，所述改性材料的含量为6-12重量％，所述亲水性微珠的含量为7-9重量％，所述偶联剂的含量为0.5-1.2重量％，所述硫化剂的含量为0.5-1重量％，其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂，所述导电材料为纳米银和/或炭黑，所述改性材料为纳米级TiO2粉末，所述亲水性微珠为玻璃微珠，所述硫化剂为氧化物硫化剂；所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40％，表面电阻率低于1000Ω，表面的静态接触角大于100°。
根据本发明的第三种实施方式，所述集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起；以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述硅橡胶的含量为42-50重量％，所述阻燃剂的含量为12-18重量％，所述导电材料的含量为18-23重量％，所述改性材料的含量为6-12重量％，所述亲水性微珠的含量为7-9重量％，所述偶联剂的含量为0.5-1.2重量％，所述硫化剂的含量为0.5-1重量％，其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂，所述导电材料为纳米银和/或炭黑，所述改性材料为纳米级TiO2粉末，所述亲水性微珠为玻璃微珠，所述硫化剂为氧化物硫化剂；所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40％，表面电阻率低于1000Ω，表面的静态接触角大于100°；所述亲水性微珠的半径R为0.1-0.3cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3为0.5-1.2cm，所述集水橡胶板的厚度为0.5-2cm，密度小于1g/cm3。
根据本发明的第四种实施方式，所述集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起；以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述硅橡胶的含量为45重量％，所述阻燃剂的含量为15重量％，所述导电材料的含量为20重量％，所述改性材料的含量为10重量％，所述亲水性微珠的含量为8重量％，所述偶联剂的含量为1.2重量％，所述硫化剂的含量为0.8重量％，其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂，所述导电材料为纳米银和/或炭黑，所述改性材料为纳米级TiO2粉末，所述亲水性微珠为玻璃微珠，所述硫化剂为氧化物硫化剂；所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40％，表面电阻率为400-800Ω，表面的静态接触角为105-130°；所述亲水性微珠的半径R为0.1-0.3cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3为0.5-1.2cm，所述集水橡胶板的厚度为0.5-2cm，密度小于1g/cm3。
根据本发明的第五种实施方式，所述集水橡胶板1含有硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、亲水性微珠、偶联剂和硫化剂，其中，所述亲水性微珠11镶嵌于所述集水橡胶板1的表面，并在所述述集水橡胶板1的表面形成若干个半圆形凸起；以所述集水橡胶板的总质量为100重量％，所述硅橡胶的含量为45重量％，所述阻燃剂的含量为15重量％，所述导电材料的含量为20重量％，所述改性材料的含量为10重量％，所述亲水性微珠的含量为8重量％，所述偶联剂的含量为1.2重量％，所述硫化剂的含量为0.8重量％，其中，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶的混合，且二者的混合比例为1：1，所述阻燃剂为纳米镁金属催化阻燃剂，所述导电材料为纳米银，所述改性材料为纳米级TiO2粉末，所述亲水性微珠为玻璃微珠，所述硫化剂为氧化物硫化剂；所述集水橡胶板的极限氧指数为33％，表面电阻率为500Ω，表面的静态接触角为110°；所述亲水性微珠的半径R为0.2cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3为0.8cm，所述集水橡胶板的厚度为1.2cm，密度为0.95g/cm3。
本发明所述的集水橡胶板的制备方法可以包括：将硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、偶联剂和硫化剂混合以获得混合材料，将亲水性微珠铺展在所述混合材料的表面，然后进行硫化热压。
在本发明中，所述硫化热压的条件包括：温度为110-150℃，压力为5-25MPa，时间为60-180min。
如图2所示，本发明所述的除湿装置包括阴极2和阳极，通过对所述阴极2施加电压能够在所述阴极2与所述阳极之间形成电场，其中，所述阳极为前文所述的集水橡胶板1。
在较优选的实施方式中，如图2所示，所述除湿装置包括一个阴极和两个阳极，两个阳极分别位于所述阴极的两边。进一步优选地，所述阴极2的两面各自设置有若干个放电凸刺21，所述放电凸刺21的尖端与所述阳极之间的间距D2为140-200mm，优选为165mm，两个阳极之间的间距D1为300-450mm，优选为400mm。
本发明还提供了采用上述除湿装置对含尘高湿气体进行净化处理的方法，该方法包括将含尘高湿气体通入所述除湿装置的阴极2和阳极(即集水橡胶板1)之间的空间。
在较优选的实施方式中，所述含尘高湿气体的流速为2.5-4.5m/s，优选为3.5-4.0m/s；对所述阴极施加的电压为28-40kV，优选为30kV。
在本发明所述的含尘高湿气体的净化处理方法中，所述含尘高湿气体的气流可以自下而上通入，也可以自上而下通入，优选为自下而上通入。
按照本发明所述的含尘高湿气体的净化处理方法，通过对阴极施加电压，在阴极和阳极之间形成电场，进入所述除湿装置中的含尘高湿气体在电场力的作用下，含湿气流产生横向运动，逐渐向阳极板侧迁移，并在亲水性微珠表面凝结并长大，当液滴长大到一定程度时，液滴从微珠表面滑落，因微珠之间的区域为超疏水表面，所以液滴快速汇集，起到集水效果；并且，在此过程中，粉尘等颗粒物被包裹或捕集，从而可以起到协同除尘作用。
下面通过实施例来进一步说明本发明所述的集水橡胶板及其制备方法和除湿装置及含尘高湿气体的净化处理方法。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可商购得到。
实施例1
制备集水橡胶板：将22.5g甲基乙烯基硅橡胶、22.5g甲基苯基乙烯基硅橡胶、15g纳米氢氧化镁、20g纳米银、10g纳米级TiO2粉末、1.2g氨基硅烷偶联剂和0.8g过氧化苯甲酰混合以获得混合材料，将8g亲水性微珠(半径为0.2cm)铺展在所述混合材料的表面，任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3为0.5cm，然后在130℃、15MPa下进行硫化热压120min，使亲水性微珠镶嵌于所得橡胶板的表面，并在所得橡胶板的表面形成若干个半圆形凸起，从而制得厚度为1.2cm的集水橡胶板A1。
配置除湿装置：所述除湿装置包括一个阴极和两个阳极，两个阳极分别位于所述阴极的两边，两个阳极采用上述集水橡胶板A1，阴极的两面各自设置有若干个放电凸刺，放电凸刺的尖端与阳极之间的间距D2为165mm，两个阳极之间的间距D1为400mm。
净化处理：将含尘高湿气体(水含量20wt％，粉尘浓度1g/m3)自下而上通入所述除湿装置中进行处理，气体的流速为3.8m/s，对阴极施加30kV电压。经所述除湿装置处理后净化气体中水的去除率为95％，粉尘的去除率为99％。
实施例2
制备集水橡胶板：将50g甲基乙烯基硅橡胶、14g纳米氢氧化镁、18g纳米银、9g纳米级TiO2粉末、1.2g氨基硅烷偶联剂和0.8g过氧化苯甲酰混合以获得混合材料，将7g亲水性微珠(半径为0.2cm)铺展在所述混合材料的表面，任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距D3为0.4cm，然后在150℃、22MPa下进行硫化热压70min，使亲水性微珠镶嵌于所得橡胶板的表面，并在所得橡胶板的表面形成若干个半圆形凸起，从而制得厚度为1.2cm的集水橡胶板A2。
配置除湿装置：所述除湿装置包括一个阴极和两个阳极，两个阳极分别位于所述阴极的两边，两个阳极采用上述集水橡胶板A2，阴极的两面各自设置有若干个放电凸刺，放电凸刺的尖端与阳极之间的间距D2为165mm，两个阳极之间的间距D1为400mm。
净化处理：将含尘高湿气体(水含量20wt％，粉尘浓度1g/m3)自下而上通入所述除湿装置中进行处理，气体的流速为3.8m/s，对阴极施加30kV电压。经所述除湿装置处理后净化气体中水的去除率为93.5％，粉尘的去除率为96％。
对比例1
按照实施例1的方法制备橡胶板、配置除湿装置和净化处理，所不同的是，在制备集水橡胶板的过程中，不加入亲水性微珠。结果，经除湿装置处理后净化气体中水的去除率为50％，粉尘的去除率为70％。
对比例2
按照实施例1的方法制备橡胶板、配置除湿装置和净化处理，所不同的是，在制备集水橡胶板的过程中，加入亲水性微珠，但亲水性微珠不在橡胶板表面形成半圆形凸起。结果，经除湿装置处理后净化气体中水的去除率为60％，粉尘的去除率为70％。
对比例3
按照实施例1的方法制备橡胶板、配置除湿装置和净化处理，所不同的是，在制备集水橡胶板的过程中，不加入纳米级TiO2粉末。结果，经除湿装置处理后净化气体中水的去除率为70％，粉尘的去除率为75％。
由上述实施例和对比例可以看出，在除湿装置中，采用本发明所述的集水橡胶板作为阳极板，在对含尘高湿气体进行净化处理过程中，可以获得较好的集水效果，并且能够协同除尘，获得优异的净化效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种除湿装置，其特征在于，包括阴极和阳极，通过对所述阴极施加电压能够在所述阴极与所述阳极之间形成电场，其中，所述阳极为集水橡胶板，以所述集水橡胶板的总质量为100重量%，所述集水橡胶板含有40-60重量%的硅橡胶、10-20重量%的阻燃剂、15-30重量%的导电材料、5-15重量%的改性材料、5-10重量%的亲水性微珠、0.15-2重量%的偶联剂和0.15-1.2重量%的硫化剂，其中，所述亲水性微珠镶嵌于所述集水橡胶板的表面，并在所述集水橡胶板的表面形成若干个半圆形凸起，所述改性材料为纳米级TiO2粉末；
所述集水橡胶板的制备方法包括：将硅橡胶、阻燃剂、导电材料、改性材料、偶联剂和硫化剂混合以获得混合材料，将亲水性微珠铺展在所述混合材料的表面，然后进行硫化热压。
2.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于，包括一个阴极和两个阳极，两个阳极分别位于所述阴极的两边。
3.根据权利要求2所述的除湿装置，其特征在于，所述阴极的两面各自设置有若干个放电凸刺，所述放电凸刺的尖端与所述阳极之间的间距为140-200mm，两个阳极之间的间距为300-450mm。
4.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板含有42-50重量%的硅橡胶、12-18重量%的阻燃剂、18-23重量%的导电材料、6-12重量%的改性材料、7-9重量%的亲水性微珠、0.5-1.2重量%的偶联剂和0.5-1重量%的硫化剂。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板的极限氧指数为30-40%。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述阻燃剂为纳米氢氧化物、纳米氧化物、层状硅酸盐和纳米金属催化阻燃剂中的一种或至少两种以上的任意组合。
8.根据权利要求7所述的除湿装置，其特征在于，所述阻燃剂为纳米金属催化阻燃剂。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板的表面电阻率低于1000Ω。
10.根据权利要求9所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板的表面电阻率为400-800Ω。
11.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述导电材料为碳纳米管、纳米银、石墨和炭黑中的一种或至少两种以上的任意组合。
12.根据权利要求11所述的除湿装置，其特征在于，所述导电材料为纳米银和/或炭黑。
13.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板表面的静态接触角大于100°。
14.根据权利要求13所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板表面的静态接触角为105-130°。
15.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述亲水性微珠的半径为0.1-0.3cm，且任意相邻两颗亲水性微珠之间的间距为0.5-1.2cm。
16.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述亲水性微珠为玻璃微珠。
17.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂中的一种或至少两种以上的任意组合。
18.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述硫化剂为过氧化物硫化剂。
19.根据权利要求18所述的除湿装置，其特征在于，所述硫化剂为过氧化苯甲酰。
20.根据权利要求1-4中任意一项所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板的厚度为0.5-2cm，密度小于1g/cm3。
21.根据权利要求20所述的除湿装置，其特征在于，所述集水橡胶板的厚度为0.8-1.5cm。
22.一种含尘高湿气体的净化处理方法，其特征在于，该方法包括将含尘高湿气体通入除湿装置的阴极和阳极之间的空间，其中，所述除湿装置为权利要求1-21中任意一项所述的除湿装置。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述含尘高湿气体的流速为2.5-4.5m/s，对所述阴极施加的电压为28-40kV。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述含尘高湿气体的流速为3.5-4.0m/s。
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