JPS63240921A - 乾式除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、ガス中の水分を吸着除去でる乾式除湿材及び
乾式除ＧＪＶｔ’Ｐｌに関し、特に低露点乾燥ガスを得
ることができる乾式除湿材及びそれを使用した乾式除湿
装置に関する。

［従来の技術１ 第５図は従来の連続式乾式除湿別を示す模式図である。

ハニカム状の除湿ロータ１はその連通孔が１９み方向に
延びる円柱状をなし、その中心軸を水平にして設置され
ている。この除湿ロータ１はモータ（図示せず）により
、その中心軸の周りに矢印２方向に回転駆動される。

除湿すべき処理空気は、フィルタ４を通過した後、配管
３を介して除湿ロータ１に送られ、除湿ロータ１の例え
ば３／４の領域を通過して除湿される。除湿後の空気は
ブロア５により強制的に吸引され、所定の乾燥空気使用
源に供給される。

一方、除湿ロータ１を再生する再生空気は、配管６に配
設されたブロア９により強制的に吸引され、フィルタ７
により除塵された後、加熱器８により加熱されて除湿ロ
ータ１に供給される。この再生空気は、除湿ロータ１の
例えば１／４の領域を通過する間に除湿ロータ１に吸着
された水分を脱着し、除湿ロータを再生した後、外部に
排出される。

除湿ロータ１は矢印２方向に連続的に回転しているから
、除湿ロータ１のハニカム吸着部材は処理空気の除湿（
水分吸着）と、再生空気による再生（水分脱着）とを交
互に且つ連続的に繰り返寸。

除湿ロータ１は、一般に、ダンボールコルゲート方式に
てハニカム状に成形されており、吸着材としては、活性
炭、アスベストに塩化リチウムを含有させたもの、又は
その他の無ｆｌ　１Ａｌｉ　１ｉｆｔにシリカゲル若し
くは活性アルミナを含有さＩたもの等が使用されている
。

これらの吸着材のうち、塩化リチウム等の塩化物が具備
する化学吸湿力を利用して脱湿する場合においては、被
乾燥ガス中の水分温度（絶対湿度）が低い状態であって
も、この化学吸着材は優れた吸湿力を有していることか
ら、低露点除湿が可能である。即ち、所定の低温下にお
いても結露を生じない程度に乾燥されたガスを得ること
ができる。

このような右利点を有するため、近時、化学吸着材は広
く利用されるに至っている。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、化学吸着材は、吸湿して自らが潮解して
いくため、高湿度ガスを除去する場合には、配管３の吸
着ゾーンにて各市に吸湿した後、配管６の再生ゾーンに
到達する迄に、塩化物水溶液となって流出し、飛散して
しまうという欠点を有する。このような塩化物水溶液の
流出飛散が発生すると、除湿機の周辺の配管系統を腐食
させる外、塩化リチウムという有害物を周囲に飛散させ
るので安全上問題が多い。

特に、多数の除湿機を使用する食品工業においては、こ
の化学吸着剤の潮解性が大きな問題となっていて、この
種の除湿機を使用する場合には、相対湿度が７５％以上
のときには使用しないこととしたり、機械停止時にはガ
ス経路を′ａ断して新たな水分の流入を防止したり１Ｊ
る対策が実施されている。従って、この従来の除湿■は
使用上の制約が大ぎく極めて不便であるという難点があ
る。

なお、このような化学吸着材の欠点を解消するために、
活性炭、シリカゲル、又は活性アルミナ等を繊維シート
に含有させた物理吸着材を使用した除湿【コータが開発
されている。しかしながら、この物理吸着材は低露点除
湿用の除湿１１には適用困難である。

第３図は横軸に水蒸気分圧（ｍｉｌｌ（１）をとり、縦
軸に吸肴容吊（ｆｆ！吊％）をとって、両者の関係を示
すグラフ図である。この第３図に示すように、シリカゲ
ル及び活性アルミナは、水蒸気分圧が高い場合には優れ
た吸湿性能を有しているが、水蒸気分圧（絶対湿度）が
低い場合には、吸湿性能が著しく低下覆る。このため、
処理ガス中の水分が低下した後、この物理吸着材に更に
水分を吸着させて低露点ガスを得るということは極めて
困難である。

また、第４図は横軸に温度をとり、縦軸に吸着容ｆｆ１
（重量％）をとって両者の関係を示すグラフ図である。

この第４図に示すように、吸着剤は一般的に低温ガスに
対して高い′吸着性能を示す一方、高温下では吸着性能
が著しく低下づる。この吸着性能の低下は、特に、シリ
カゲル又は活性アルシナにおいて顕著であり、これらの
物理吸着材を使用した場合には、実用上、使用可能の上
限温度が５０”Ｃと低い。

以上のように、シリカゲル等の物理吸ｒｊ材を使用した
場合は低露点ガスを得ることが困難であり、使用可能温
度が低いという問題点がある。

本発明の目的は、低露点除湿が可能であると共に、高湿
度ガスも除湿Ｊることができ、使用上の制約が少ない乾
式除湿材及び乾式除湿装置を提供することにある。

［問題点を解決゛りるための手段］ 本発明に係る乾式除湿材は、ハニカム構造をなし、その
連通孔を被乾燥ガスが通流する間にガス中より水分を吸
着除去する乾式除湿材において、その被乾燥ガス導入口
側の領域を８５車吊％以上のシリカゲルで形成し、被乾
燥ガス導出口側の領域を７０重量％以上のビオライトで
形成したことを特徴とでる。

また、本発明に係る乾式除湿装置は、ハニカム構造をな
しこのハニカム構造の連通孔に平行の中心軸の周りに回
転する除湿材を有し、この連通孔を被乾燥ガスが連通す
る間にガス中より水分を吸着除去する乾式除湿Ｓ置にお
いて、前記除湿材はその被乾燥ガス導入口側の領域を８
５重量％以上のシリカゲルで形成し、被乾燥ガス導出口
側の領域を７０重伍％以上のゼオライトで形成したこと
を特徴とする。

［作用］ この発明においては、被乾燥ガスはハニカム構造をな１
Ｊ除湿材を通過する間に除湿される。この場合に、被乾
燥ガスは、除湿材の導入口側において８５千吊％以上の
シリカゲルで形成された領域と接触して除湿され、更に
除湿材の導出口側において７０重量％以上のゼオライト
で形成された領域と接触して除湿される。

つまり、被乾燥ガスの湿度が高い場合であっても、被乾
燥ガスは先ず、高湿度ガスに対して吸着容量が高いシリ
カゲルを主体とする領域により除湿される。次いで、湿
度が低下した後、この低湿度被乾燥ガスは低湿度ガスに
対して高い吸着容量を示すビオライトを主体とする領域
により除湿される。

従って、この発明によれば高湿度ガスから低露点ガスを
得ることができる。また、本発明に係る乾式除湿装置に
おいては、この除湿材を使用し、その連通孔と平行の中
心軸の周りにこれを回転さｖつつ被乾燥ガスを通流させ
る。これにより、被乾燥ガスの除湿と、除湿材の再生と
を交互に且つ連続的に繰り返１Ｊことが可能になる。こ
の場合に、除湿材は化学吸着材を主成分としないから、
その回転により吸着材の流出及び飛散を発生させること
がない。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について具
体的に説明１ｙる。第１図は本発明を第５図に承りよう
な乾式除湿ロータに適用した場合の実施例を示す。この
除湿部材１０は、ハニカム構造の円板状又は円柱状をな
し、その連通孔は厚さ方向に延長している。この除湿部
材１０も、第５図に承り除湿ロータ１と同様にその中心
軸を水平にして設置され、この中心軸の周りにモータ（
図示せず）により回転駆動される。被乾燥ガスは矢印１
１にて示づ方向に通流してきて、除湿部材１０を通過し
た後、矢印１２にて示づように、乾燥ガスの使用源に送
られる。

除湿部材１０は、その被乾燥ガスのλ導入口側の領域１
３と、導出口側の領域１４とを、相異なる２＋Ｉの物理
吸着材で形成したことに特徴を有Ｊる。

即ち、導入口側の領域１３は８５ｆｆｉｆｆｉ％以上の
シリカゲルで形成し、導出口側の領域１４は７０重量％
以上のびオライドで形成しである。この実施例において
は、除湿部材１０は領域１３の円板状ハニカム構造体と
、領域１４の円板状ハニカム構造体とを個別に製作し、
次いで両者の表裏面を合わせて接む固定することにより
製造する。なお、このシリカゲルを主成分と覆る領域と
げオライドを主成分とする領域とは、原料粉末の配合段
階でシリカゲル粉末領域どビオライト粉末領域とをつく
り、これを例えば同時に押出し成形することによって、
一体向に製造してもよい。

本発明において使用するゼオライトとしては、Ａ型、Ｘ
型及びＹ型等の合成ゼオライト、又はモルデナイト、ク
リノプチロライト及びチセバサイト専の天然ゼオライト
から任意に選択することができる。

ハニカム構造体を製造する方法としては、押出成形及び
プレス成形等の任意の成形方法を利用づることかできる
。ゼオライトは一般的に粉粒体として入手することがで
き、この粉粒体に必要に応じて有機結合材又は無機結合
材を添加して成形する。

結合剤は、粉体に対して粘結）１能を有するものであれ
ば任意のものを使用覆ることができる。代表的な有機結
合材としてはＭＣ，ＣＭＣ，澱粉、ＣＭＳ　（カルボキ
シメチルスターチ）、トＩＥＣ（ヒドロキシエチルセル
ローズ）、ＮＰＣ（ヒドロキシプロピルセルローズ）、
リグニンスルホン酸プ°トリウム、リグニンスルボン酸
カルシウム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ニ
ス７゛ル、ポリメタクリル酸エステル、フェノール樹脂
、又はメラミン樹脂等がある。

一方、無機結合材としては、例えば、コロイダルシリカ
、コロイダルアルミナ、コロイダルチタン、珪Ｍ塩、ア
ルミン酸塩、金属アルコキシド、ベントナイト、カオリ
ナイト、セピオライト、アタパルジャイト、又はリン酸
アルミニウム等がある。

なお、必要に応じてこれらの結合剤を２種類以上併用し
てもよい。また、ハニカム４％ｆｉの除湿部材を、加熱
による再生を伴なう連続式乾式除湿別に組み込んで使用
する場合には、加熱による結合剤成分の劣化を防止する
という観点から無橢結合剤を選択することが好ましい。

ゼオライト粉末とこれらの結合材とは公知の装置又は橢
器を使用して混合し、混練することができる。また、押
出成形等により１ｑられた成形品を通常の方法により、
乾燥し及び／又は焼成することにより、ゼオライトを主
成分とするハニカム構造体を得ることができる。

例えば、第２図に示すように、ハニカム構造の除湿部材
１０（領域１３及び１４）をその中心軸を通る面で８等
分割した扇形の分割素体１５を押出成形法により作成す
る。そして、この分割索体１５を例えば８００℃で焼成
して押出成形助剤の有機成分を除去する。次いで、８個
の分割索体１５を接合することにより、その軸方向がガ
スの通過方向と平行の円板状又は円柱状の除湿部材１０
を製造することができる。

一般的に、結合剤の添加量を増加すれば、ハニカム構造
体の強度が向上づるが、逆にこのハニカムＭ４Ｅｆｉ体
を構成するゼオライトの表面が結合剤によって覆わてし
まうために、除湿部材の水分吸着能が低下する。従って
、除湿性能及び強度の双方を勘案して除湿部材中のビオ
ライトと結合材との配合割合を決定する。

この場合に、除湿部材中のビオライトの含有量が７０重
間％未満であると、水蒸気分圧が低い条件下での吸湿性
能が著しく低下する。このため、低露点ガスを得ること
ができなくなり、本発明の目的が達成されないので、除
湿部材中のびオライドの含有量は、７０Φ吊％以上にす
る。

シリカゲルについても一般的に粉粒体として入手するこ
とができる。そして、ゼオライトと同林に、必要に応じ
て、右は結合材又は無１１結合材を添加し、常法に従っ
て、混合、成形、乾燥及び／又は焼成づることによって
シリカゲルを主成分とするハニカム構造体を得ることが
できる。

なお、ゼオライトと同様に、結合剤成分による影響を回
避してシリカゲルの吸湿特性をより一層有効に発揮させ
るためには、除湿部材中のシリカゲル成分は可及的に多
いことが望ましい。このため、ハニカム構造体のシリカ
ゲルの含有量を８５ｆｆｌ１％以上にすることが必要で
ある。

このようにして得られたゼオライトを主成分どする乾式
除湿部材の領域１４は、第３図に示づように、水蒸気“
分圧が極めて低い場合にも高い吸着容量を保持している
。つまり、活性炭、活性アルミナ、又はシリカゲル笠を
主成分とする他の乾式除湿部材と比して、ゼオライトを
主成分とする乾式除湿部材は水蒸気分圧が低い条件下で
の水分吸着能が著しく優れている。また、第４図に示す
ように、ゼオライトはシリカゲル等に比して高温での吸
着容量も高いという利点がある。

更に、前述の如く、近時、広く利用されているＬｉＣり
等の化学吸着材を使用する乾式除湿部材においては、化
学吸着材の流出及び飛散等の問題があるが、物理吸着材
であるじオライドを主成分とする場合には、このような
不都合がなく、低露点ガスを得るための優れた乾式除湿
装置を得ることができる。

しかしながら、ゼオライトは、他のシリカゲル及び活性
アルミナ等と比して、水蒸気分圧が１０ｍ、ｌｌ（１以
上の高湿度条件下での吸湿容量が小さく、湿度が高い場
合に吸湿能力が劣る。

従って、ビオライトを主成分とづる吸着材のみで除湿部
材を形成した場合は、低湿度ガスを除湿するには適して
いるものの、高湿度ガスから低露点ガスを得ようとする
場合、特に処ｌ！Ｉ！風吊が多い場合には、多量の吸着
材が必要となる。このため、ゼオライトのみで形成した
除湿部材は、高湿度ガスの除湿に適していない。

更に、ビオライトは、第４図に承りように、再生に必要
な温度が高い。このため、被乾燥ガスの通流方向と逆方
向に加熱した再生ガスを通して、除湿部材を加熱再生す
る際に、再生ガスの導入口近傍は再生可能であるが、再
生ガス温度が低下する再生ガス樽出口近傍では殆ど再生
されないという不利がある。

一方、シリカゲルを主成分とする除湿部材は、第３図に
示寸ように、高湿度下での吸湿容量が大きいが、低湿度
下における吸湿能力が著しく低下するために、シリカゲ
ル単独では低露点除湿することができない。

本発明は、各物１ｆＪ！吸着材の利点及び不利点を勘案
し、シリカゲルを主成分とする除湿部材領域と、ゼオラ
イトを主成分とする除湿部材領域との複合構造にするこ
とにより、高８度ガスから低露点ガスを得るものである
。そして、各吸着材の特性を生かげために湿度が高いガ
スが通過する領域、即ちハニカム構造体における含湿ガ
スの導入口側近傍の領域をシリカゲルを主成分とする＠
部材で構成し、湿度が低いガスが通過する領域、即ら含
湿ガスの導出口側近傍の領域をビオライトを主成分とす
る吸着材で構成する。このような複合除湿部材を乾式除
湿機に使用することによって、高湿ガスから低露点ガス
を得ることができる。

除湿部材を加熱して再生することにより連続使用ひる場
合には、加熱した再生用のガスを被乾燥ガスの通過方向
（第１図に矢印１１．１２にて承り）と逆方向に除湿部
材を通流させる。そうすると、高温の再生ガスがビオラ
イトを主成分とする除湿部材領域１４に接触してこれを
再生し、比較的４反が低下した後この再生ガスがシリカ
ゲルを主成分とする除湿部材領域１３に接触してこれを
再生する。これによって、極めて高効率で除湿部材１０
が再生され、極めて便れた除湿性能が再現される。

なお、シリカゲルを主成分どする領域１３と、ビオライ
トを主成分とりる領域１４との割合については、長さ方
向において１：１．２：１、又は１：２等の任意のもの
に選択りることがでさる。

しかし、各吸着材の吸湿特性を有効に活用し、低露点除
湿を可能とするために、この領域１３と領域１４との長
さの比は１：４から４：１遼の範囲に設定することが好
ましい。

また、シリカゲルを主成分とする除湿部材領域１３の高
湿度条件下での吸湿能力を一層向上させるために、化学
吸着材をこの領域１３に添加することができる。この場
合に、化学吸着材の流出及び飛散を回避するために、化
学吸着材の添加量は添加前のハニカム構造体車量に対し
て１０重但％以下とすることが望ましい。

ここで化学吸着材としては、例えば、塩化リチウム又は
塩化力リシウム等の塩化物があるが、実用的観点からの
経済性を具ηｉすると共に、吸湿特性が浸れていること
から塩化リチウムが最適である。

以下、本発明に係る乾式除湿装置を使用して除湿した場
合の実施例について、その比較例と共に説明する。

先ず、第２図に示すように、ハニカム構造の墳形分ス１
Ｊ索体１５を押出成形にて作成した後、押出成形助剤の
有機成分を８００℃で焼成して除去でる。次いで、８つ
の分割木杯１５を接合して円板を溝成し、含湿ガス通過
方向を軸とする円板状のロータ本体を作成した。そして
、このロータ素体を組み合わせて、円柱状の乾式除湿ロ
ータを作成した。このロータの直径は３５０ｒＲｎ、長
さは２００Ｍ、ハニカムメツシュは４００セル／１ｎ２
である。

この乾式除湿ロータを第５図に示すものと同様の除湿機
に組み込み、除湿試験した。この乾式除湿の仕様は以下
の通りである。

含湿ガス流ｆｆｉ：　２０００ｍ３／時含湿ガス通過面
積：０．２７ｍ２ 含湿ガス面風速：２ｍ／秒 再生ガス流量：６５０７７Ｌ３／時 再生ガス通過面ｖｉ：０．０９ＴｒＬ２再生ガス面風速
＝２１ル／秒 再生ガス温度：１４０℃ 下記第１表は、このロータ型除湿部材を構成づるロータ
素体の組成を示す。

第１表 但し、本体Ｃ及びｄは素体すに対して人々１０重量％及
び２０重量％のＬｉＣりを合浸さＶたものである。

この各素体を組み合わせて、下記第２表に示寸実施例１
乃至６及び比較例１乃至６の除湿ロータを作成した。そ
して、この各ロータを第２表に示す最適回転数で回転さ
け、含湿ガスをこのロータに通した。

第２表（その１） 第２表（その２） 第２表において比較例１は一様にシリカゲルを主成分ど
する素体すで構成したもの、比較例２は素体すに塩化リ
チウムを１０重量％添加した素体Ｃで一様に構成したも
の、比較例３はビオライトを主成分とする素体で一様に
構成したものである。

比較例４乃至６は含湿ガス導入口側の１００　ｔｎｔｎ
の領域と流出口側の１００１１１＃Ｉの領域とで異なる
素イ木を阻み合わせたものであるが、比較例４はシリカ
ゲルの含有量が８５重量％に満たないもの、比較例５は
ゼオライトの含有量が７０Ｌ１％に満たないもの、比較
例６は塩化リチウムの添加量が１０重量％を超えた場合
のものである。

一方、実施例１はシリカゲルを８５重量％以上含有する
素体すと、ゼオライトを７０重伍％以上含有する素体ｆ
とを組み合わせたものであり、実施例２は実施例１の素
体すの替りにシリカゲルに塩化リチウムを添加した素体
Ｃを使用した場合のものである。

また、実施例３乃至６は、人々５０ｍｍ以上の各種素体
を種々のＴＪ合で組み合わ−Ｕた場合のものである。

なＪ３、第２表に記載のように、除湿ロータの回転数は
、各ロータでの吸湿及び再生サイクルの最適条件（ガス
流出口におけるガス湿度が最も低くなる条件）が得られ
る回転数である。

このようにして除湿試験した結果、下記第３表に示す除
湿効果が得られた。

○：良好、Δ：やや良好、×：不良 ＊：塩化リチリチウム散発生 この第３表は、導入口において左欄に記載の絶対湿度を
有する被乾燥ガスが除湿部拐通過後に、実施倒閣及び比
較例瀾に記載の値まで絶対湿度が低下したことを示して
いる。この第３表に示ずように、比較例１乃至５におい
ては、塩化リチウムの流出及び飛散は生じないが、低露
点除湿効果が十分に１７られず、総合評価は△である。

シリカゲルに対する塩化リチウムの添加量を多くした場
合（比較例６）には低露点除湿効果は大きいが、絶対湿
度が２１．７＃／ｇ（相対湿度が８０％）の高湿度ガス
を除湿するときに塩化リチウムの流出及び飛散が発生し
た。

これに対して、本発明の実施例１乃至６においては、塩
化リチウムの流出又は飛散が発生することはなく、更に
低露点除湿が可能であった。

［弁明の効果］ 本発明によれば、除湿材をシリカゲルを主成分とする領
域とゼオライトを主成分とする領域との複合構造とし、
被乾燥ガス導入口側にシリカゲル領域を配置し、導出口
側にゼオライト領域を配置しだから、高湿度ガスに対し
て低露点除湿が可能であり、しかも従来のように化学吸
着材を使用しないからその流出及び飛散という事故も回
避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る乾式除湿装置の除湿部材
を示す斜視図、第２図は同じくその製造方法を説明する
斜視図、第３図は各種吸着材の水蒸気分圧と吸湿性能と
の関係を示すグラフ図、第４図は各種吸着材の温度と吸
湿性能の関係を示す図、第５図は従来の乾式除湿装置を
示す模式図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハニカム構造をなし、その連通孔を被乾燥ガスが
   通流する間にガス中より水分を吸着除去する乾式除湿材
   において、その被乾燥ガス導入口側の領域を８５重量％
   以上のシリカゲルで形成し、被乾燥ガス導出口側の領域
   を７０重量％以上のゼオライトで形成したことを特徴と
   する乾式除湿材。
2. （２）被乾燥ガス導入口側の領域は１０重量％以下の化
   学吸着材を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の乾式除湿材。
3. （３）この化学吸着材が塩化リチウムであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の乾式除湿材。
4. （４）ハニカム構造をなしこのハニカム構造の連通孔に
   平行の中心軸の周りに回転する除湿材を有し、この連通
   孔を被乾燥ガスが連通する間にガス中より水分を吸着除
   去する乾式除湿装置において、前記除湿材はその被乾燥
   ガス導入口側の領域を８５重量％以上のシリカゲルで形
   成し、被乾燥ガス導出口側の領域を７０重量％以上のゼ
   オライトで形成したことを特徴とする乾式除湿装置。
5. （５）前記除湿材は、被乾燥ガスの通流道と、除湿部材
   を乾燥させる乾燥ガスの通流道との途中に介在し、被乾
   燥ガス及び乾燥ガスの通流方向は相反することを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の乾式除湿装置。