具体实施方式
下面说明作为本发明的第1项发明的空气净化方法。本发明中的加湿机构是指,具有向被处理空气供水的供水机构,以及回收适当水分的回收机构或温度调整机构,由此,将被处理空气加湿到规定湿度,并且获得过量的水分的机构。该加湿机构加湿该被处理空气,同时将包含于被处理空气中的气体状化学污染物质中的至少一部分获取到该过量的水分中,并将其去除。
另外,冷凝机构是指,具有可与被处理空气接触的低温部,以及适当水分的回收机构,由此,将被处理空气除湿到规定湿度,同时获得在除湿时产生的冷凝水的机构。该冷凝机构尽可能地将被处理空气中的化学污染物质,或未通过加湿机构去除的化学污染物质获取到在除湿时产生的冷凝水中,并将其去除。
在本发明中,上述加湿机构或者上述冷凝机构中的一者或两者采用了前后两面和上下两面均开口而设置的斜式蜂窝。下面参照图1说明该斜式蜂窝。在这里,斜式蜂窝1是指具有朝向一个方向传波的波形形状的波形片2,3(以下,也可以称为“波纹状片”。)多层层叠而呈蜂窝形状的斜式蜂窝,该斜式蜂窝为按照下述方式设置的蜂窝状体,该方式为:所层叠的波纹状片2,3按照相邻接的片之间的波的传播方向倾斜交叉的方式层叠,并且每隔一张的片的波的传播方向分别基本为同一方向。
该斜式蜂窝1是通过切断与平行于波形片2,3的面相垂直的4个面101~104形成长方体,并且该切断面不与波纹状片的波的传播方向相平行,并且也不与其相垂直的时候,如果以切断面中的1个面104为底面,且分别以波纹状片的最外层105,106为左右面放置该长方体,则在作为切断面的前后两面102,103和上下两面101,104的4个面中,全部的蜂窝腔室开口,左右面105,106被波纹状片封闭的结构。另外,在该切断面中的,比如前后两面102,103中,沿斜上方向延伸的腔室和沿斜下方向延伸的腔室相邻接而形成。相对从沿倾斜方向延伸的腔室的前后两面看时的空气的流入、流出方向(水平方向)的倾斜角度(图中的标号X)通常在15~45度的范围内,最好在25~35度的范围内。这是因为,在上述倾斜角度的范围内时,下流速度在适合的范围内,接触效率提高。
在上述斜式蜂窝1中,层叠的相邻的波纹状片之间的波的传播方向相互交叉的角度(图中的标号Y)通常在30~90度的范围内,最好在50~70度的范围内。这是因为,如果层叠波纹状片使相互交叉的角度在上述角度范围内,则如上所述那样,倾斜角度(X)在上述15~45度的范围内时,由于被处理空气和水与蜂窝实际接触的面积增加,故被处理空气与水之间的接触,即,加湿机构中的被处理空气的加湿的效率增加,另外,冷凝机构中的通过被处理空气中的水分的冷凝的除湿的效率也增加。即,如后所述的那样,在本发明中,将被处理空气从斜式蜂窝1的前面开口部103送入,另外,由于水从顶面开口部101,借助如供水管4供给,渗透于斜式蜂窝的波纹状片,慢慢地朝向下方流下,故被处理空气的通气方向和渗透壁面的水的流下方向保持适合的角度,接触效率增加。
表示本发明所采用的斜式蜂窝中的腔室的高度,即,波形的波峰和波谷之间的尺寸的腔室的波峰高度尺寸通常为2.0~8.0mm,最好是3.0~5.0mm。如果腔室尺寸小于2.0mm,则难于制造,压力损失增加,故不好。另外,如果腔室尺寸超过8.0mm,则气体状化学污染物质的去除效率降低,因此不好。
斜式蜂窝的在波纹状片状态中的腔室的宽度,即,腔室的间距通常为2.5~12.0mm,最好为5~10.0mm。另外,该斜式蜂窝的前面开口部和后面开口部之间的尺寸,即,斜式蜂窝的厚度(t)虽然没有特别地进行限定,但是通常为100~1000mm,最好是200~800mm。另外,在如梅雨季节那样湿度高的时候,在通过1个蜂窝进行化学污染物质的去除和除湿的情况下,为了能够充分地进行除湿,最好采用800mm程度的较大的厚度。如果该厚度小于100mm,则由于NO2 -等的去除效率降低,故不好,如果厚度大于1000mm,则化学污染物质的去除效率无法提高到上述程度以上,压力损失增加,故也不好。另外,在本发明中,当采用多个斜式蜂窝的时候,斜式蜂窝的厚度只要其总厚度在上述范围内即可。比如,在采用厚度为300mm的斜式蜂窝的时候,也可将3个厚度为100mm的斜式蜂窝沿厚度方向重合,使其总厚度为300mm。此外,用作过去的加湿机构的水喷淋器需要装置的长度为数m程度,但是如果将本发明的斜式蜂窝用作加湿机构,由于该斜式蜂窝本身的厚度最多达到400mm程度,故可大幅度地减小装置的设置空间。这样大幅度的空间的节省满足半导体制造工厂等的合理化的要求。另外,与过去的水喷淋器的情况相比较,用于循环水的泵的动力进一步减少,还可大幅度地实现节能。
从以较大程度采用元件的表面积,提高渗透于元件中而流下的水和空气的接触面积的方面来说,最好是构成斜式蜂窝的片状部件采用在表面上具有凹凸部,内部为多孔质的材料。作为这样的片状部件,例举有比如,具有三维网格结构,具有规定的纤维间空隙率的部件,具体来说,可采用无机纤维基材,该无机纤维基材包含选自从氧化铝,二氧化硅和二氧化钛形成的组中的1种或2种以上的填充材料或粘结材料。其中,最好采用掺有二氧化钛的材料,以便提高酸性的气体状化学污染物质的去除效率。另外,片状部件通常包含60~93重量%的填充材料或粘结材料,7~40重量%的纤维基材,最好是包含70~88%重量的填充材料或粘结材料,12~30重量%的纤维基材。如果上述片状部件的配合比在该范围内,则由于片状部件的水渗透性和强度较高,故最好在该范围内。另外,该片状部件可通过公知的方法制作,比如,将通过玻璃纤维、陶瓷纤维,或氧化铝纤维制作的纸浸泡于混合有氧化铝溶胶等的粘结材料和氧化铝水和物等的填充材料的浆液中,然后,对其进行干燥,进行波纹加工,接着,进行干燥处理和热处理,去除水分和有机成分。在除了氧化铝以外,还具有二氧化硅或二氧化钛的情况下,比如,二氧化硅及二氧化钛的含量相对100重量份的氧化铝,分别通常为5~40重量份。
另外,上述粘结材料或填充材料中含有的无机纤维基材的纤维间空隙率通常在65~85%的范围内,最好在75~82%的范围内。通过使上述纤维间空隙率在该范围内,可实现更好的渗透性,可提高空气和水的接触效率。另外,在上述粘结材料或填充材料中包括的无机纤维基材中,该无机纤维基材的厚度,即,壁的厚度通常在200~1000μm的范围内,最好在300~800μm的范围内。如果该无机纤维基材具有上述空隙率和上述厚度,则液气比和水的渗透速度在适合的范围内,水与空气的接触效率提高,还获得充分的强度。
作为将上述无机纤维基材形成为波纹状片的方法,例举有采用使平面状片通过沿径向起伏的波形的凹凸部形成于表面的多个齿轮之间的公知的波纹加工机的方法。作为采用已获得的波纹状片,形成上述斜式蜂窝的方法,例举有下述方法,首先,相对纵100mm(成形后的厚度)×横3000mm的矩形的切断样板,使波的传播方向相对矩形样板的一边在15~45度的范围内的方式设置该波纹状片,并将其切断制作矩形的波纹状片,接着,按照每隔一张波的传播方向斜交的方式设置已获得的矩形的波纹状片,将其粘接,或在不将其粘接的情况下,将它们叠置。另外,在象这样制作的场合,上述切断样板的纵向长度等于1个斜式蜂窝的厚度。由此,在如加湿机构或冷凝机构所需的斜式蜂窝的厚度,即,斜式蜂窝的前面开口部与后面开口部之间的尺寸为300mm的时候,可沿厚度方向重叠3个通过纵向尺寸为100mm的切断样板制作的厚度为100mm的斜式蜂窝。另外,象这样多个重叠使用的时候,斜式蜂窝之间既可粘接,也可不粘接。在不粘接的时候,可仅仅按照重合方式设置多个斜式蜂窝。
在本发明中,在上述斜式蜂窝用于上述加湿机构或上述冷凝机构的一者或两者的时候,斜式蜂窝按照前后两面和上下两面开口的方式设置。通过这样设置斜式蜂窝,可从斜式蜂窝的前面开口部送入被处理空气,同时可从顶面开口部供给水,被处理空气与水的接触是按照被处理空气的通气方向与水的流落方向相垂直的方式实现的。由此,如果作为上述加湿机构或上述冷凝机构,采用斜式蜂窝,则被处理空气与水的接触效率高于过去的采用水喷淋器的加湿机构或采用冷却器的冷凝机构的场合,可有效地去除被处理空气中包含的化学污染物质,可大幅度地缩小装置的长度。
下面参照图2,说明第2项发明的第1实施例的空气净化装置。在该空气净化装置40中,在加湿机构13和冷凝机构23上设置前后两面和上下两面开口的斜式蜂窝1,该斜式蜂窝1的前面分别朝向第1空气送入口11侧和第2空气送入口21侧,且已送入的空气通过斜式蜂窝1,另外,在斜式蜂窝1的顶面上,分别设置有第1供水机构12和第2供水机构22。第1空气排出口14和第2空气送入口21之间通过管等连接。
第1供水机构12为从顶面,将水供给作为加湿机构13而设置于加湿部10中的前段斜式蜂窝1的顶面开口部101的机构,另外,第2供水机构22为从顶面,将水供给作为冷凝机构23而设置于冷凝部20中的斜式蜂窝1的顶面开口部101的机构。作为第1供水机构12或第2供水机构22,比如,例举图1所示的那样的供水管4。供给加湿部10的水通过作为加湿机构13而设置的前段斜式蜂窝1,然后,从第1水排出机构15排出到加热部10的系统之外,另外,供给冷凝部20的水通过作为冷凝机构23而设置的后段斜式蜂窝1,然后,从第2水排出机构25排出到冷凝部20的系统之外。
在第1实施例中,通过这样设置斜式蜂窝,从第1空气送入口11或第2空气送入口21送入的被处理空气的通气方向,与通过第1供水机构12或第2供水机构22供给的水301或401的流落方向,即,被处理空气与水的接触方向按照规定角度交叉。由此,如果作为加湿机构和冷凝机构采用斜式蜂窝,则被处理空气与水的接触效率高于过去的采用水喷淋器的加湿机构或采用冷凝器的冷凝机构,可有效地去除被处理空气中包含的化学污染物质,可大幅度地缩小装置中的加湿机构和冷凝机构部分的长度。
在第1实施例中,具有第1水排出机构15的水通过配管15b排出,通过第1循环泵16循环地供给加湿机构13的情况,与从循环水存留部32的堰部15a实现溢流的情况。从节省资源,低成本,化学污染物质的去除效率的管理等的方面来说,用第1循环泵16连接配管15b和第1供水机构12,将在加湿部10中产生的剩余水302再次用作供给第1供水机构12的水301。另外,适当地设定循环水存留部32的容量,连续地或间歇地将水302溢流到系统之外,并且添加清洁的补充水进行稀释,由此,可将供给到加湿机构13的循环水中的污染物质的浓度控制在规定值以下。通过第2水排出机构25的水通过配管25b排出,借助第2循环泵26循环地供给冷凝机构23的情况,与从循环水存留部33的堰部25a溢流的情况,此方面与上述加湿部相同。即,同样在冷凝部20中,最好用第2循环泵26连接配管25b与第2供水机构22,再次将在冷凝部20产生的冷凝水402用作供给第2供水机构22的水401,使循环水存留部33中的水401溢流或补偿清洁水的方面与前述的相同。另外,也可为供给加湿部10或冷凝部20的水不循环地使用,通过一次流过,实现溢流的使用方式。
另外,加湿部10和冷凝部20最好在它们之间的被处理空气可导通的范围内,设置适当的分隔部50等,由此,分别在加湿部10和冷凝部20中循环的水不混合,而成独立的系统。通过采用这样的水系独立的结构,即使在比如,分别给加湿部10和冷凝部20供给相同质量的水的情况下,排水中的化学污染物质的污染程度不同,故污染程度较高的系统的水不会污染其它系统的水。另外,由于采用了这样的水系独立的类型,故即使在供给加湿部10和冷凝部20的水质不同的类型的情况下,仍可循环地利用排水。
作为通过第1供水机构12而供给加湿部10的水301,例举有比如,脱离子水、自来水、工业用水等。其中,从化学污染物质的去除效率的方面来说,最好采用作为尽可能不包含杂质的水的脱离子水,另外,从成本方面来说,最好采用自来水或工业用水。另外,在第1实施例中,由于通过加湿部10处理的空气还通过冷凝部20处理,故从成本方面来说,最好是供给第1供水机构12的水301采用自来水或工业用水。由于作为通过第2供水机构22供给冷凝部20的水401,必须充分地去除化学污染物质,故例举有尽可能不包含杂质的水,比如脱离子水。不特别地限定该脱离子水,可采用在对自来水或工业用水进行前处理后,通过离子交换树脂而处理的处理水。
即,从化学污染物质的去除效率的方面来说,最好第1供水机构和第2供水机构为脱离子供水机构。另外,从成本方面来说,最好第1供水机构为自来水供给机构或工业用水供给机构,上述第2供水机构为脱离子水供给机构。供给第1供水机构12或第2供水机构22的水301,401的温度,水的供给量针对被处理空气的通气量等,按照加湿部10和冷凝部20的温度、湿度为所需值的方式适当地设定。但是,由于绝对湿度在加湿部10内的湿度常常高于冷凝部20内的湿度,故供给第1供水机构12的水301的水温高于供给第2供水机构22的水401的水温。
在第1实施例中,如图2所示的那样,根据需要,也可在上述第2空气排出口后面进一步设置温度和湿度的调整机构30或ULPA5。这样设置温度和湿度的调整机构30,将通过该机构处理的空气的排出部与净化室等连通,由此可形成比如净化室所需的温度、湿度。作为温度和湿度的调整机构,例举有比如,加热器或热水等。在采用加热器的时候,通过提高空气温度的处理,相对湿度降低。另外,在采用热水的时候,可使热水与处理后的空气间接或直接地接触即可。比如,可向热交换器60等供给热水,以便使其间接地接触。在间接地接触热水的时候,处理后的空气的相对湿度降低,而在直接接触的时候,可根据条件的设定情况,使处理后的空气的相对湿度为降低,上升的任何一种。
下面,说明第1实施例的空气净化装置的空气的净化作用。首先,被处理空气通过管借助吹风机5等送入到加湿部10。在该加湿部10中,被处理空气与下述的腔室的表面接触并加热到规定的温度,在该腔室中,从作为加湿机构13的前段斜式蜂窝1的顶部供给水301,该水慢慢地在斜式蜂窝1中流下,使腔室整体形成渗透壁结构。此时,被处理空气通过从表面蒸发的水分加湿,另一方面,被处理空气中的化学污染物质的一部分吸收于水膜的水中。此时,将化学污染物质从被处理空气中去除某种程度。在浸透水从前段斜式蜂窝1流下的地方形成剩余水302,通过第1水排出机构15从加湿部10的系统内部排出。
将经过加湿部10而加湿的被处理空气送入到冷凝部20。在冷凝部20中,被处理空气由通过第2供水机构22供给并且通过热交换器60等使其温度低于加湿部10内的温度的水形成,通过形成于后段斜式蜂窝1的腔室的表面上的水膜而冷却。此时,空气中的水分冷凝,将在空气中,在加湿部10的内部未去除而残留的化学污染物质基本获取到冷凝水402中,将其与供给水一起回收,其结果是,从被处理空气中基本去除化学污染物质。上述加湿部10内的水的温度可高于冷凝部20内的水的温度,可按照获得所需的湿度或温度的空气的方式进行适当调整。在冷凝部20的冷凝步骤结束后,照原样或通过温度和湿度的调整机构30适当地调整湿度或温度,将其用作用于净化室等的净化空气。
另外,由于在净化室的内部,因为通常按照温度在23℃前后,相对湿度在40~50%的范围内的程度调整,所以当调整净化室用的净化空气时,加湿步骤和冷凝步骤的条件按照下述方式设定,即,在将上述冷凝步骤后获得的净化空气适当加热到23℃左右时,设定成形成上述范围内的相对湿度。这样获得的23℃左右的,并且相对湿度在40~50%的范围内的清洁空气作为净化室用空气使用。
按照本发明的第1实施例的空气净化装置,由于通过渗透到构成斜式蜂窝的波形的无机多孔板中而流下的水进行加湿或冷凝,故即使是因循环使用等因素而使用了包含化学污染物质的循环水,化学污染物质几乎不从该循环水中再次挥发。即,按照过去的方法,由于喷淋状地喷雾包含污染物质的水,故将雾获取到空气中,产生化学污染物质的再次飞散。相对于此,按照本发明的方法,由于只有表面积较大的蜂窝表面的水蒸发,暂时获取到水中的化学污染物质残留于水侧,故认为化学污染物质难于再次飞散。由此,在将斜式蜂窝用于加湿机构的时候,如上所述,不仅可采用脱离子水,而且还可以采用自来水或工业用水。另外,由于化学污染物质的去除效率较高,故过去公知水喷淋器等中所需的1~2程度的液气比可以为0.1程度。另外,在循环使用供给加湿机构或冷凝机构的水的时候,所使用的水量少,结果泵容量等也小。另外,由于作为形成斜式蜂窝的材料采用上述特定的材料,故还可有效地去除过去难于去除的NO2 -。第1实施例与第2实施例或第3实施例的任何一个实施例相比较,化学污染物质的去除效率或者空间节省性优良,其为最优选的实施例。
下面说明第2实施例的空气净化装置。在第2实施例中,针对第1实施例,斜式蜂窝仅仅用于加湿机构,没有对冷凝机构进行特别限定。如果采用斜式蜂窝,由于水与被处理空气的接触效率较高,空气中的化学污染物质的去除效率较高,故作为冷凝机构即使采用普通的冷却器,也可以提高空间效率。由于与过去的水喷淋器相比较,斜式蜂窝的厚度在100~400mm的范围内,故可使加湿部的厚度为过去的几分之一~几十分之一。
在第2实施例中,与第1实施例的加湿部10相同,通过第1循环泵16连接第1水排出机构15和第1供水机构12,若将从第1水排出机构的排出的水作为供给第1供水机构12的水再次利用,则与第1实施例的加湿部10相同的方面来说是好的。另外,从与第1实施例的加湿部10相同的方面来说,最好,加湿部10和冷凝部20在它们之间可实现被处理空气的导通的范围内设置适当地分隔部。
另外,从与第1实施例的加湿部10相同的方面来说,作为通过第1供水机构12供给加湿部10的水,例举有比如,脱离子水、自来水、工业用水等。其中,从与第1实施例的加湿部10相同的方面来说,最好分别采用脱离子水、自来水或工业用水。另外,在第2实施例中,为了尽可能地提高化学污染物质的去除效率,最好采用脱离子水。即,在第2实施例中,从化学污染物质的去除效率的方面来说,最好,第1供水机构为脱离子水供给机构。另外,在第2实施例中,与第1实施例相同,可根据需要在第2空气排出口后面设置温度和湿度的调整机构30。在没有设置冷凝机构的时候,也可在第1空气排出口14的后面设置温度和湿度的调整机构30。第2实施例与过去公知的采用水喷淋器等的加湿机构相比较,可以实现与第1实施例中的加湿机构采用斜式蜂窝的效果相同的效果。本实例适合于冬季的干燥空气为被处理空气的情况。
下面说明第3实施例的空气净化装置。第3实施例仅仅是将第1实施例中的斜式蜂窝用于冷凝机构,没有特别地对加湿机构进行限定。如果采用斜式蜂窝,则由于水和被处理空气的接触效率较高,故空气中的化学污染物质的去除效率较高,即使作为加湿机构采用普通的水喷淋器等,也可以具有比过去更高的化学污染物质的去除效率,同时仅由冷凝机构可以提高空间效率。由于与过去的热交换器等冷却机相比较,斜式蜂窝的厚度在100~400mm的范围内,故可使冷凝部的厚度为过去的几分之一~几十分之一。
另外,在第3实施例的空气净化装置中,与第1实施例的冷凝部20相同,通过第2循环泵26连接第2水排出机构25和第2供水机构22,若将从第2供水机构的排出的水作为供给第2供水机构22的水再次利用,则从与第1实施例的冷凝部20相同的方面来说是好的。另外,从与第1实施例的冷凝部20相同的方面来说,最好,加湿部10和冷凝部20在它们之间可实现被处理空气的导通的范围内设置适当的分隔部。
此外,从与第1实施例的冷凝部20相同的方面来说,作为通过第2供水机构22供给冷凝部20的水,由于需要充分地去除化学污染物质,故例举有脱离子水等尽可能地不包含杂质的水。即,在第3实施例中,若第2供水机构为脱离子水供给机构,则从化学污染物质的去除效率的方面来说是最好的。
另外,在第3实施例中,由于作为冷凝机构采用斜式蜂窝的冷凝部的化学污染物质的去除效率较高,故在被处理空气的绝对湿度较高的时候,或在被处理空气中的化学污染物质的浓度较低的时候,甚至在处理后空气的化学污染物质的允许浓度较高的时候,即使不特意设置加湿机构也可以。特别是从梅雨季节到夏天,空气处于高温高湿状态,可照原样将其作为被处理空气而供给,由此,本实施例特别有效。从降低成本或节省空间性方面来说,此实施例是优选的。另外,在第3实施例中,与第1实施例相同,可根据需要,在第2空气排出口的后面设置温度和湿度的调整机构30。第3实施例与过去公知的采用冷却器等的冷凝机构相比较,能够达到第1实施例中的冷凝机构采用斜式蜂窝的效果相同的效果。
此外,在第4实施例的空气净化装置中,上述第1水排出口14和第2空气送入口21成一体连接,上述加湿和冷凝均是通过一台斜式蜂窝依次实现的。即,被处理空气通过管4,借助吹风机5等供给斜式蜂窝的前面的第1空气送入口11。斜式蜂窝的前段侧成为加湿区域,将被处理空气加湿到规定的湿度,在该斜式蜂窝内部,将其除湿到饱和状态。由此,在上述加湿区域,该空气中的化学污染物质的一部分获取到过量的水分中,并且通过上述除湿区域,将未通过上述加湿区域去除而残留的化学污染物质获取到冷凝水中,将其去除。
另外,在第4实施例中,通过循环泵连接一个水排出机构和一个供水机构,将从水排出机构的排出的水作为供给供水机构的水再次利用,从与第1实施例的冷凝部20等相同的方面来说是最好的。另外,作为通过供给机构供给加湿区域或冷凝区域的水,由于需要充分地去除化学污染物质,故例举有脱离子水等尽可能不包括杂质的水。即,在第4实施例中,从化学污染物质的去除效率的方面来说,最好供水机构为脱离子水供给机构。
在本发明中,化学污染物质是指通过高性能(ULPA)过滤器的网眼那样的细微的化学物质,例举有,比如,钠、钾、钙、硼等的无机金属元素、氟离子、氯化物离子、硝酸离子、亚硝酸离子、硫酸离子、亚硫酸离子等的阳离子类,氨离子等的阴离子类型等。
虽然,上述本发明所述的空气净化装置的尺寸没有特别地限定,但是在半导体或液晶器件的制造工厂中,用于该装置的斜式蜂窝的尺寸可为,比如,纵向尺寸为1000~5000mm,横向尺寸为1000~5000mm,厚度为100~400mm。
实施例
下面例举实施例,详细说明本发明,但是本发明并不限于此。
实施例1~11,比较例1~3
制作具有表1~3所示类型的加湿机构和冷凝机构的空气净化装置,分别在表4~6所示的条件下,对它们进行处理,其结果分别获得表7~9所示的结果。另外,在表10~12所示的条件下,对已获得的净化空气进行加热,获得净化室用的净化空气。表10~12表示其结果。另外,实施例5~9指未设置加湿区域,直接将被处理空气供给冷凝区域的实施例。另外,斜式蜂窝采用表1~3所记载的材料的无纺布制波纹状片,但相邻且略呈直角地交叉,并且腔室的倾斜角度相对空气的流入方向成30度。另外,加湿机构所采用的水与冷凝机构所采用的水形成分别独立的系统,对于实施例4和比较例2,相应的水循环使用,对于实施例1~3,5~11和比较例1,3为一次性流过。另外,补充水供给至循环水中的污染物质在规定浓度以下。比如,循环水中的氨离子浓度在实施例3中为100ppb,在实施例4中为500ppb。如果水中的氨离子浓度大于500ppb,则在过去的水喷淋器中产生氨气的气散,其吸收去除率显著降低(比较例2)。在表中,“空气洗涤器”指水喷淋器。
表1
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比较例1 |
比较例2 |
实施例1 |
实施例2 |
加湿区域的加湿机构种类加湿区域的长度(mm) |
空气洗涤器*25000 |
空气洗涤器*25000 |
斜式蜂窝200 | 空气洗涤器*25000 |
冷凝区域的冷凝机构种类冷凝区域的长度(mm) |
冷却器*1600 |
冷却器*1600 |
冷却器*1600 |
斜式蜂窝600 |
斜式蜂窝的规格腔室间距(mm)腔室的波谷高度(尺寸)mm蜂窝厚度(mm)腔室材料(粘接材料的种类)*2 | ---- | ---- | 10.05.0200氧化铝 | 10.05.0600氧化铝 |
*1表示具有冷却散热片的冷却器
*2商品名“空气洗涤器”(新晃工业)
表2
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实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
比较例3 |
加湿区域的加湿机构种类加湿区域的长度(mm) |
斜式蜂窝200 |
斜式蜂窝200 | 无 | 无 |
空气洗涤器5000 |
冷凝区域的冷凝机构的种类冷凝区域的长度(mm) | 斜式蜂窝600 | 斜式蜂窝600 | 斜式蜂窝600 | 斜式蜂窝500 | 填充塔*11000 |
斜式蜂窝的规格腔室间距(mm)腔室的波谷高度(尺寸)mm蜂窝厚度(mm)腔室材料(粘接材料) | 10.05.0200/600氧化铝 | 10.05.0200/600氧化铝 | 10.05.0-/600氧化铝 | 10.05.0-/500氧化铝 | ---- |
*1将拉西环(raschig rings)作为填充材料,水与空气的对流接触型冷却器
表3
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 |
实施例10 |
实施例11 |
加湿区域的加湿机构的种类加湿区域的长度(mm) | 无 | 无 | 无 |
斜式蜂窝700*3 |
斜式蜂窝300*2 |
冷凝区域的冷凝机构的种类冷凝区域的长度(mm) |
斜式蜂窝250*1 |
斜式蜂窝250*1 |
斜式蜂窝200*2 |
斜式蜂窝700*3 |
斜式蜂窝300*2 |
斜式蜂窝的规格腔室间距(mm)腔室的波谷高度(尺寸)(mm)蜂窝厚度(mm)腔室材料(填充材料的种类)(玻璃纤维基材) | 8.03.5250*1氧化铝 | 10.05.0250*1氧化铝 | 10.05.0200*2复合材料*4 | 10.05.0700*3氧化铝 | 10.05.0200*2氧化铝 |
*1重叠5个厚度为50mm的斜式蜂窝,而作为厚度为250mm的机构使用。
*2重叠4个厚度为50mm的斜式蜂窝,而作为厚度为200mm的机构使用。
*3重叠7个厚度为100mm的斜式蜂窝,而作为厚度为700mm的机构使用。
*4玻璃纤维基材+氧化铝溶胶(粘结材料)+氧化铝、二氧化钛(填充材料)组成;氧化铝40%、二氧化钛40%、二氧化硅20%、空隙率79%。
表4
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比较例1 |
比较例2 |
实施例1 |
实施例2 |
处理前空气 |
处理空气的种类液气比(g-water/g-air)(加湿/冷凝)入口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)入口NH4 +浓度(ppt)入口SO4 2-浓度(ppt)入口Cl-浓度(ppt)入口NO2 -浓度(ppt) |
外气2.0/1.2*125122600052004003500 |
外气2.0/1.225122600052004003500 |
外气0.4/1.225122600052004003500 |
外气2.0/0.425122600052004003500 |
加湿区域 | 处理水的种类水温(℃)水中NH4 +浓度(ppt) | 脱离子水16100 | 脱离子水16500000 | 脱离子水16100 | 脱离子水16100 |
冷凝区域 | 处理水的种类水温(℃)水中NH4 +浓度(ppt) | 自来水*28- | 自来水*28- | 脱离子水*28- | 脱离子水8100 |
*1加湿区域的液气比为2.0g-water/g-air、冷凝区域的液气比为1.2g-water/g-air
*2Cl-浓度:270ppb
表5
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实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
比较例3 |
处理前空气 |
处理空气的种类液气比(g-water/g-air)(加湿/冷凝)入口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)入口NH4 +浓度(ppt)入口SO4 2-浓度(ppt)入口Cl-浓度(ppt)入口NO2 -浓度(ppt) |
外气0.4/0.8*225122600052004003500 |
外气4/0.825122600052004003500 |
外气-/0.817122600052004003500 |
CR*1-/0.8237.875008502501200 |
CR*12.0/2.025122600052004003500 |
加湿区域 |
处理水的种类水温(℃)水中NH4 +浓度(ppt) |
自来水16100000 |
自来水16500000 |
--- |
--- |
脱离子水16100 |
冷凝区域 |
处理水的种类水温(℃)水中NH4 +浓度(ppt) |
脱离子水8100 |
脱离子水8500000 |
脱离子水8100 |
脱离子水8100 |
脱离子水8100 |
*1净化室内循环空气
*2加湿区域的液气比为0.4g-water/g-air、冷凝区域的液气比为0.8g-water/g-air。
表6
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实施例7 |
实施例8 |
实施例9 |
实施例10 |
实施例11 |
处理前空气 |
处理空气的种类液气比(g-water/g-air)(加湿/冷凝)入口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)入口NH4 +浓度(ppt)入口SO4 2-浓度(ppt)入口Cl-浓度(ppt)入口NO2 -浓度(ppt) |
外气-/0.42562600052004003500 |
外气-/0.42562600052004003500 |
外气-/0.42562600052004003500 |
外气1.2/1.225122600052004003500 |
外气0.4/0.42562600052004003500 |
冷凝区域 |
处理水的种类水温(℃)水中NH4 +浓度(ppt) |
脱离子水9100 |
脱离子水9100 |
脱离子水9100 |
脱离子水8100 |
脱离子水9100 |
*1实施例10、11是“加湿部与冷凝部”
表7
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比较例1 |
比较例2 |
实施例1 |
实施例2 |
加湿区域 |
出口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)出口NH4 +浓度(ppt)NH4 +去除率*1(%)压力损失(Pa) |
2014.2988062.084 |
2014.22080020.084 |
2014.2250090.327 |
2014.22080020.084 |
冷凝区域 |
出口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)出口NH4 +浓度(ppt)出口SO4 2-浓度(ppt)出口Cl-浓度(ppt)出口NO2 -浓度(ppt)NH1 +去除率*2(%)压力损失(Pa) |
10.07.8430099084156056.5160 |
10.07.81700094070147018.3160 |
10.07.820003103263020.0160 |
10.07.815002342631592.881 |
全体 |
全部NH4 +去除率*2(%)全部SO4 2-去除率(%)全部Cl-去除率(%)全部NO2 -去除率(%)压力损失(Pa) | 83.581.080.055.4244 | 34.681.982.558.0244 | 92.394.092.082.0187 | 94.295.593.591.0165 |
*1仅仅加湿区域的去除率
*2仅仅冷凝区域的去除率
*3通过加湿区域和冷凝区域的总的去除率
表8
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实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
比较例3 |
加湿区域 |
出口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)出口NH4 +浓度(ppt)NH4 +去除率*1(%)压力损失(Pa) | 1712.0250090.327 | 1712.0260090.027 | ----- | ----- | 2014.2988062.084 |
冷凝区域 |
出口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)出口NH4 +浓度(ppt)出口SO4 2-浓度(ppt)出口Cl-浓度(ppt)出口NO2 -浓度(ppt)NH2 +去除率*2(%)压力损失(Pa) |
10.07.810002002628060.081 |
10.07.810002002628061.581 |
10.07.815002342631594.281 |
10.07.8578852813292.368 |
10.07.8390057040122085.0200 |
全体 |
全部NH4 +去除率*3(%)全部SO4 2-去除率(%)全部Cl-去除率(%)全部NO2 -去除率(%)压力损失(Pa) |
96.196.193.592.0108 |
96.196.193.592.0108 |
94.295.593.591.081 |
92.392.089.089.068 |
85.087.090.065.1284 |
*1仅仅加湿区域的去除率
*2仅仅冷凝区域的去除率
*3通过加湿区域和冷凝区域的总的去除率
表9
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实施例7 |
实施例8 |
实施例9 |
实施例10 |
实施例11 |
冷凝区域*1 |
出口空气温度(℃)绝对湿度(g-w/kg-air)出口NH4 +浓度(ppt)出口SO4 2-浓度(ppt)出口Cl-浓度(ppt)出口NO2 -浓度(ppt)全部NH4 +去除率(%)压力损失(Pa) |
12.59.516002502834093.850 |
12.59.523003403542091.234 |
12.09.222003103235091.540.5 |
10.07.810002002628096.194.5 |
12.09.223003103261090.827 |
全体 |
全部NH4 +去除率(%)全部SO4 2-去除率(%)全部Cl-去除率(%)全部NO2-去除率(%)压力损失(Pa) |
95.495.293.090.350 |
91.293.491.388.034 |
91.594.092.090.027 |
96.196.193.592.094.5 |
92.394.092.082.527 |
*1实例10,11是“加湿部与冷凝部”
表10
被处理空气的加热条件 |
比较例1 |
比较例2 |
实施例1 |
实施例2 |
加热源出口空气温度(℃)相对湿度(%) |
加热器22.547.0 |
加热器22.547.0 |
加热器22.547.0 |
加热器22.538.0 |
表11
被处理空气的加热条件 |
实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
比较例3 |
加热源出口空气温度(℃)相对湿度(%) |
热水*122.542.0 |
热水*122.542.0 |
热水*122.543.0 |
热水*122.544.0 |
热水*122.548.0 |
*1利用热水流过具有散热片的螺旋状管的方式的热交换器进行加热。
表12
被处理空气的加热条件 |
实施例7 |
实施例8 |
实施例9 |
实施例10 |
加热源出口空气温度(℃)相对湿度(%) |
热水*122.543.0 |
热水*122.545.0 |
热水*122.543.0 |
热水*122.545.0 |
*1利用热水流过具有散热片的螺旋状管的方式的热交换器进行加热。