丁柏立

中冶東方工程技術(shù)有限公司秦皇島研究設(shè)計(jì)院，河北 秦皇島 066004

淺析微熱再生吸附式干燥機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

丁柏立

中冶東方工程技術(shù)有限公司秦皇島研究設(shè)計(jì)院，河北 秦皇島 066004

微熱再生吸附式干燥機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠穩(wěn)定、再生過程耗氣量小的特點(diǎn)，本文簡(jiǎn)要描述了幾種常見干燥機(jī)的工作原理，并結(jié)合工程分析總結(jié)微熱再生干燥機(jī)的優(yōu)勢(shì)。

微熱再生吸附式干燥機(jī)；比較；優(yōu)勢(shì)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高,在工業(yè)、食品和醫(yī)藥物品等領(lǐng)域內(nèi),對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求越來越高,各行各業(yè)對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量也相應(yīng)地提出要求。根據(jù)GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)》的規(guī)定，壓縮空氣含水等級(jí)共分6級(jí)。有些場(chǎng)合雖然對(duì)壓縮空氣的露點(diǎn)要求并不十分嚴(yán)格，但輸氣管道要通過0℃以下環(huán)境且外部不復(fù)保溫材料時(shí)，為了防止所輸送的壓縮空氣中殘余水分在管道內(nèi)凍結(jié)，就必須使其壓力露點(diǎn)低于環(huán)境所能達(dá)到的最低溫度見表1。

表1

目前比較常用的壓縮空氣凈化設(shè)備主要有冷凍式干燥機(jī)、無熱再生吸附式干燥機(jī)和微熱再生吸附式干燥機(jī)。

1.常見干燥機(jī)的工作原理

冷凍式干燥機(jī)采用了降溫結(jié)露的工作原理，主要由熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)三部分組成。壓縮空氣首先進(jìn)入預(yù)冷卻器進(jìn)行氣-氣或氣-水的熱交換，除去一部分熱能，然后進(jìn)入冷熱空氣交換器，和已經(jīng)從蒸發(fā)器出來被冷卻到壓力露點(diǎn)的冷空氣進(jìn)行熱交換，使壓縮空氣的溫度進(jìn)一步降低。之后壓縮空氣進(jìn)入蒸發(fā)器，與制冷劑進(jìn)行熱交換，壓縮空氣的溫度下降，空氣中的水分析出，通過氣水分離器分離后，經(jīng)過自動(dòng)排水器排出。而干燥的低溫空氣則進(jìn)入冷熱空氣交換器進(jìn)行熱交換，溫度升高后輸出。

無熱再生吸附式干燥器是根據(jù)變壓吸附、再生循環(huán)的原理，利用自熱進(jìn)行吸附干燥。壓縮空氣交替流經(jīng)兩個(gè)吸附塔，當(dāng)其中一個(gè)吸附塔在高分壓的狀態(tài)下，干燥劑（如硅膠、鋁膠、分子篩等）吸收大量的水分，而另一吸附塔則由再生氣管道通入干燥的低壓氣體，解析干燥劑吸收的水分進(jìn)行干燥劑的再生。

微熱再生吸附式干燥器則是在無熱再生吸附式干燥機(jī)的基礎(chǔ)上增加一只加熱器使，使用來再生的氣流在升高溫度后對(duì)干燥劑進(jìn)行加熱再生。

2.分析比較

下面以工程實(shí)例，從價(jià)格、能耗、設(shè)計(jì)投資、日常維護(hù)幾方面對(duì)幾種常用的干燥設(shè)備進(jìn)行分析比較。

唐山某鋼廠帶鋼車間需新建一座空壓站，選取的空壓機(jī)為額定處理量35Nm3/min,額定排氣壓力為0.8MPa的水冷型螺桿式空壓機(jī)，配套電機(jī)額定功率200kW。下面是相應(yīng)配套的幾種常見干燥設(shè)備的分析比較：

2.1 價(jià)格（以2011年知名品牌市場(chǎng)報(bào)價(jià)為例）

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從表2中可以得出，與相同能力的干燥設(shè)備相比，微熱再生吸附式干燥機(jī)的價(jià)格具有一定的優(yōu)勢(shì)。

2.2 能耗

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從表3可以得出，水冷型冷凍式干燥機(jī)在能耗最大，既有一部分電能的消耗，又有一部分循環(huán)冷卻水的消耗，而且因此產(chǎn)生的外部能源設(shè)施的運(yùn)行能耗費(fèi)用也是一筆不小的開支。無熱再生吸附式干燥機(jī)的電能消耗很小，但是自耗氣很大，將導(dǎo)致空壓機(jī)的能耗大大增加。而微熱再生吸附式干燥機(jī)的電能消耗主要是再生氣的微加熱，由于微加熱的周期比較長（2～4h）,這就大大降低了微熱再生吸附式干燥機(jī)的能耗，而且由于微熱再生吸附式干燥機(jī)的自耗氣很小，相應(yīng)的降低了空壓機(jī)的能耗。從綜合能耗上，微熱再生吸附式干燥機(jī)有很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 設(shè)計(jì)投資

空壓站設(shè)備布置方面：水冷型冷凍式干燥機(jī)、無熱再生吸附式干燥機(jī)和微熱再生吸附式干燥機(jī)設(shè)備尺寸及基礎(chǔ)布置并無太大差異，三種干燥設(shè)備對(duì)于空壓站整體建筑投資并無影響。

管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面：吸附式干燥機(jī)并不需要冷卻水管道及閥門附件等，簡(jiǎn)化了空氣凈化系統(tǒng)的管路布置，降低了管道及附件的投資與維護(hù)，同時(shí)降低了外部能源設(shè)施及管網(wǎng)的投資及運(yùn)行成本。

2.4 日常維護(hù)

水冷型冷凍式干燥機(jī)由于增加了冷卻水系統(tǒng)，相應(yīng)的增加了管路及閥門儀表的維護(hù)、操作及備品備件的準(zhǔn)備。同時(shí)由于熱交換系統(tǒng)材質(zhì)和冷卻水水質(zhì)的影響，熱交換設(shè)備易結(jié)垢，降低壓縮空氣的品質(zhì)，而且更換時(shí)需要設(shè)備停機(jī)，對(duì)正常生產(chǎn)造成一定的影響。

無熱再生吸附式干燥機(jī)與微熱再生吸附式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)形式基本一致，微熱再生吸附式干燥機(jī)在再生氣管路上增加了加熱器。無熱再生吸附式干燥機(jī)由于加熱器，再生周期短（5～10min），這就造成了設(shè)備內(nèi)部自動(dòng)控制系統(tǒng)及閥門的頻繁啟閉切換，易縮短設(shè)備元件的壽命和降低設(shè)備的效率。微熱再生吸附式干燥機(jī)的再生周期長（2～4h）,大大降低了自動(dòng)控制系統(tǒng)及閥門的啟閉切換頻率，使得設(shè)備元件的壽命更長，設(shè)備保持高效輸出。

3.結(jié)語

根據(jù)上述的分析論證，微熱再生吸附式干燥機(jī)在常用的干燥設(shè)備中具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

3.1 與其他相同能力的干燥設(shè)備相比，微熱再生吸附式干燥機(jī)的價(jià)格具有一定優(yōu)勢(shì)，而且用途廣泛，輸出凈化壓縮空氣品質(zhì)穩(wěn)定，性價(jià)比高。

3.2 微熱再生吸附式干燥機(jī)能耗較低，為企業(yè)有效節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行成本。

3.3 微熱再生吸附式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作容易、安全可靠，減少了空壓站內(nèi)管路與閥門的布置，使得空氣凈化系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、順暢，同時(shí)減少了外部能源設(shè)施及管網(wǎng)的投資建設(shè)。

3.4 微熱再生吸附式干燥機(jī)采用先進(jìn)的微電腦控制系統(tǒng)，吸附塔再生周期長，設(shè)備元件壽命長。有獨(dú)立的吸附劑填充和排放口，在空壓機(jī)不停車，不影響生產(chǎn)的情況下可對(duì)干燥器進(jìn)行維修和保養(yǎng)。

[1]一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí).（GB/T13277-1991） [M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991

[2]壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范.（GB50235-2003）[M].北京：中國計(jì)劃出版社,2003

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.048

丁柏立（1979—），男，學(xué)士，工程師，主要從事熱力方面設(shè)計(jì)研究工作。