[发明专利]含有铝磷酸盐的干燥装置

说明书

本发明涉及包含铝磷酸盐作为吸附剂的具有热管理的干燥装置，用于物品和器具的能量改善的干燥。

本发明还涉及一种从物品和装置中除去残留水分的方法，以及一种再生含水铝磷酸盐的方法。

沸石也包含铝磷酸盐，形成具有复杂结构的硅酸盐矿物的结构上多种多样的家族。它们是天然出产的，但是也被合成制造。取决于结构类型，这组矿物可以储存高达其干重量的约40％的水，当把这些矿物加热到350-400℃时，水被重新释放出来。通过再生，获得可以重新用于干燥的材料。

然而，不仅铝硅酸盐沸石呈现结构多样性和良好的吸附性，而且铝磷酸盐组也呈现结构多样性和良好的吸附性。该组的结构由“StructureCommission of the International Zeolite Association(国际沸石联盟结构委员会)”根据IUPAC规则(International Union of Pure and Applied Chemistry(国际纯粹和应用化学联合会))基于其孔尺寸进行分类。作为微孔化合物，它们的孔尺寸为0.3nm-0.8nm。所形成的晶体结构以及因此形成的孔和通道的尺寸由诸如pH、压力和温度的合成参数控制。其他因素如在合成过程中使用模板，以及Al/P/(/Si)比，也决定所得的气孔率。它们结晶成200多种不同的变体，结晶成20多种不同的结构，其具有不同的孔、通道和空腔。

由于铝和磷原子的平衡的数量，所以铝磷酸盐是电荷中性的。由于用硅同晶形交换磷，所以形成硅铝磷酸盐(ASPO)。由于该交换，形成过量的负电荷，这通过向孔和通道体系中插入额外的阳离子来平衡。磷-硅取代的水平因此决定为了平衡所要求的阳离子数量，因此决定具有正荷电的阳离子(例如氢或金属离子)的化合物的最大加载量。由于阳离子的插入，可以设定和调节硅铝磷酸盐的性质。

铝磷酸盐的架状结构由规则的三维空间网络构成，具有特征孔和通道，所述孔和通道可以在一维、二维或三维上相互连接。上述结构由顶角连接的四面体单元(AlO₄、PO₄、任选的SiO₄)形成，每个四面体单元由氧四配位的铝和磷以及任选的硅组成。所述四面体被称为基本结构单元，它们的连接导致形成二级结构单元。

铝磷酸盐和硅铝磷酸盐通常利用水热合成法获得，所述水热合成法从按化学计量比使用的反应性铝磷酸盐凝胶或单独的Al、P和任选的Si组分开始。所得的铝磷酸盐的结晶化通过加入结构引导模板、晶核或元素实现(参见例如DE 102009034850.6)。

由于其良好的吸湿性及其高吸附能力，铝磷酸盐普遍用于脱水反应(EP2 022 565Al)。

由于微孔架状结构，铝磷酸盐的吸附能力特别好。大量的分子可以被吸附在大的表面积上。如果水分子遇到铝磷酸盐的表面，则它们被吸附。在所述表面上发生放热积聚，伴随着水分子动能及其吸附能的释放，该释放以吸附热的形式释放。所述吸附是可逆的。脱附表示逆过程。一般地，吸附和脱附存在于可以由温度和压力控制的共存平衡中。

由于其低毒性及其容易操作性，沸石在日常生活的各个领域中用于干燥。

由于其吸湿性，沸石是现有技术已知的。它们用于干燥溶液或用于封闭空间除湿，以及用于干燥清洗过程之后的织物或洗碗机中的餐具。

沸石支持织物的干燥，这是因为它们通常在低温干燥并且使得湿的织物的移动最小化。太高的温度可能导致敏感性织物收缩和变得不能使用。另外，干燥过程可以静态进行，但是结果是干燥周期增大，因为织物中包含的水仅仅从表面上被移出。

洗碗机中餐具的干燥理想上是尽可能均匀，因为否则可以形成不希望的水斑。特别是在餐饮业中和在家中，这导致令人不满意的视觉结果，并且常常需要对餐具、杯子和刀叉的后续工作。

所以，试图优化干燥过程，例如通过使用更好的具有珠光效果的餐具清洁剂或者在洗衣机中已经从织物中除去更多的水，这可以通过在旋转过程中的更高转速实现。但是，后者不能无限增大。由于过于激烈的旋转，增大转速导致洗衣机材料上的更明显的应力，导致更大的噪声产生以及导致织物失去其形状和弹性。

用于干燥物品和器具的各种标准方法是现有技术中已知的。织物通常利用加热的空气流伴随连续移动来干燥。