浅析微热再生吸附式干燥机的应用优势

2012-11-15丁柏立

中国科技信息 2012年6期

关键词：干燥剂干燥机压缩空气

丁柏立

中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院，河北秦皇岛 066004

浅析微热再生吸附式干燥机的应用优势

丁柏立

中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院，河北秦皇岛 066004

微热再生吸附式干燥机具有结构简单、工作可靠稳定、再生过程耗气量小的特点，本文简要描述了几种常见干燥机的工作原理，并结合工程分析总结微热再生干燥机的优势。

微热再生吸附式干燥机；比较；优势

引言

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高,在工业、食品和医药物品等领域内,对压缩空气质量的要求越来越高,各行各业对压缩空气的质量也相应地提出要求。根据GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》的规定，压缩空气含水等级共分6级。有些场合虽然对压缩空气的露点要求并不十分严格，但输气管道要通过0℃以下环境且外部不复保温材料时，为了防止所输送的压缩空气中残余水分在管道内冻结，就必须使其压力露点低于环境所能达到的最低温度见表1。

表1

目前比较常用的压缩空气净化设备主要有冷冻式干燥机、无热再生吸附式干燥机和微热再生吸附式干燥机。

1.常见干燥机的工作原理

冷冻式干燥机采用了降温结露的工作原理，主要由热交换系统、制冷系统和电气控制系统三部分组成。压缩空气首先进入预冷却器进行气-气或气-水的热交换，除去一部分热能，然后进入冷热空气交换器，和已经从蒸发器出来被冷却到压力露点的冷空气进行热交换，使压缩空气的温度进一步降低。之后压缩空气进入蒸发器，与制冷剂进行热交换，压缩空气的温度下降，空气中的水分析出，通过气水分离器分离后，经过自动排水器排出。而干燥的低温空气则进入冷热空气交换器进行热交换，温度升高后输出。

无热再生吸附式干燥器是根据变压吸附、再生循环的原理，利用自热进行吸附干燥。压缩空气交替流经两个吸附塔，当其中一个吸附塔在高分压的状态下，干燥剂（如硅胶、铝胶、分子筛等）吸收大量的水分，而另一吸附塔则由再生气管道通入干燥的低压气体，解析干燥剂吸收的水分进行干燥剂的再生。

微热再生吸附式干燥器则是在无热再生吸附式干燥机的基础上增加一只加热器使，使用来再生的气流在升高温度后对干燥剂进行加热再生。

2.分析比较

下面以工程实例，从价格、能耗、设计投资、日常维护几方面对几种常用的干燥设备进行分析比较。

唐山某钢厂带钢车间需新建一座空压站，选取的空压机为额定处理量35Nm3/min,额定排气压力为0.8MPa的水冷型螺杆式空压机，配套电机额定功率200kW。下面是相应配套的几种常见干燥设备的分析比较：

2.1 价格（以2011年知名品牌市场报价为例）

从表2中可以得出，与相同能力的干燥设备相比，微热再生吸附式干燥机的价格具有一定的优势。

2.2 能耗

从表3可以得出，水冷型冷冻式干燥机在能耗最大，既有一部分电能的消耗，又有一部分循环冷却水的消耗，而且因此产生的外部能源设施的运行能耗费用也是一笔不小的开支。无热再生吸附式干燥机的电能消耗很小，但是自耗气很大，将导致空压机的能耗大大增加。而微热再生吸附式干燥机的电能消耗主要是再生气的微加热，由于微加热的周期比较长（2～4h）,这就大大降低了微热再生吸附式干燥机的能耗，而且由于微热再生吸附式干燥机的自耗气很小，相应的降低了空压机的能耗。从综合能耗上，微热再生吸附式干燥机有很大的优势。

2.3 设计投资

空压站设备布置方面：水冷型冷冻式干燥机、无热再生吸附式干燥机和微热再生吸附式干燥机设备尺寸及基础布置并无太大差异，三种干燥设备对于空压站整体建筑投资并无影响。

管路系统设计方面：吸附式干燥机并不需要冷却水管道及阀门附件等，简化了空气净化系统的管路布置，降低了管道及附件的投资与维护，同时降低了外部能源设施及管网的投资及运行成本。

2.4 日常维护

水冷型冷冻式干燥机由于增加了冷却水系统，相应的增加了管路及阀门仪表的维护、操作及备品备件的准备。同时由于热交换系统材质和冷却水水质的影响，热交换设备易结垢，降低压缩空气的品质，而且更换时需要设备停机，对正常生产造成一定的影响。

无热再生吸附式干燥机与微热再生吸附式干燥机结构形式基本一致，微热再生吸附式干燥机在再生气管路上增加了加热器。无热再生吸附式干燥机由于加热器，再生周期短（5～10min），这就造成了设备内部自动控制系统及阀门的频繁启闭切换，易缩短设备元件的寿命和降低设备的效率。微热再生吸附式干燥机的再生周期长（2～4h）,大大降低了自动控制系统及阀门的启闭切换频率，使得设备元件的寿命更长，设备保持高效输出。