浅谈新型干燥装置在氧化铝厂空压站的应用

陈礼甲蔡金玲（.贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州 贵阳 55008；.贵州交通职业技术学院，贵州 贵阳 55400）



浅谈新型干燥装置在氧化铝厂空压站的应用

陈礼甲1蔡金玲2
（1.贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081；2.贵州交通职业技术学院，贵州 贵阳 551400）

摘 要：目前国内氧化铝厂空压站大多采用传统空气干燥器。该类干燥装置能耗高，气耗高，在氧化铝厂压缩空气供应的成本中占比较大。结合铝行业节能控本的要求，传统的空气干燥器急需跟新换代。本文简述了新型空气干燥装置的特点，并结合工程实例，介绍了新型干燥装置的应用。

关键词：压缩空气干燥；吸附式空气干燥装置；节能

目前国内氧化铝企业压缩空气用量巨大，吨铝的压缩空气耗量在45m3～55m3左右，其中传统型干燥器能耗占空压机耗能的15%以上，因此在空气压缩环节进行节能，尤其在干燥装置进行升级改造对节能降本有重要意义。

1 吸附式干燥装置的发展

压缩空气吸附式干燥技术通过40～50年来的发展，至今已进入第四代技术。由于空压机气电价格差距越来越大，其升级的核心，是着重于少用气或不消耗再生气。按目前实际计算，电价仅占无油干燥压缩空气价值的40%左右。

2 新型余热再生零汽耗干燥技术

2.1 新型干燥器的基本原理

吸附式干燥器的再生方式一般分为变压、变温、清洗、置换四种工作方式，在实际操作中，并不按某一种单一模式运行，都是两种以上方式的组合。

图1新型干燥装置工作流程图

根据压缩空气干燥计算公式：

式中：

E为再生系数；

P为出口气体中水蒸气分压；

P0P2分别为出口和再生温度对应的饱和水蒸气分压；

P1为再生气的水蒸气分压。

因此，本文选取京津冀、长三角和珠三角三个典型城市群的城镇居民生活用电为研究对象，结合经济社会发展因素，从城镇居民生活用电现状和影响因素出发，将能源强度和产业结构因素纳入模型，分析三大典型城市群城镇居民生活用电趋势和规律，比较经济发展水平相近的城镇地区的居民生活用电影响因素贡献度差异，拟为优化居民生活能源消费结构和完善城市群用电市场提出建议。

在上述过程中：无热再生工况即完全利用低分压成品气（P1）；微热再生工况即利用低分压成品气（P1）并提高温度（P2）；加热再生工况即充分利用高温（P2），且不消耗成品气；冷干加吸附工况即降低出口温度（P0），且大幅度降低进入吸附干燥器的水负荷。

2.2 新型干燥器的工作流程

流程简述及分析：

①余热再生工况

离心空压机排出过热压缩空气进入B塔脱附水分后进入冷却器、分离器、A塔吸附水分后经后置过滤器排出。

②混合再生工况

③电热再生工况

过热压缩空气经旁通直接进入冷却器、分离器、A塔、后置过滤器排出，同时循环风机抽取部分干燥成品气经辅助加热器提温至180℃～220℃，进入B塔进一步深度脱附水分后再与主气流汇合一并进入冷却器。

④吹冷工况

加热器停止运行，循环风机继续抽取部分干气经再生气冷却器进入A塔对吸附剂进行吹冷。

通过上述工况组合循环，除了辅助电加热器和循环风机电耗以外，再生不再消耗空气，新型干燥装置将产生较大的运行经济效益。

3 干燥装置改造经济效益计算实例

某氧化铝厂空压站共有160Nm3/min的空压机4台，三用一备运行。原配备微热再生干燥装置，与空压机成单元制配置。

3.1 改造前微热再生装置年运行费用计算

计算基本参数包括电价：0.53元/kW·h；气价：0.13元/m3；年运行时间：300天（7200小时）。微热再生干燥装置参数包括处理气量：160Nm3/min；再生汽耗：12%；运行周期：4h；再生时间2h；再生微加热装置功率：76kW。

微加热电费：0.53元/kW·h×76kW×2h×24/4次×300天=14.5万元/年

再生气耗折算电费：0.13元/Nm3× 160Nm3/min×12%×60min× 7200h=107.8万元/年

3.2 改造后新型干燥装置年运行费用计算

计算参数包括电辅加热器功率：96kW；循环风机功率：11kW×2台；运行周期：5h；电辅加热器工作时间：0.5h；单次循环风机工作时间：1.5h；其余基本条件同上。

干燥装置电耗：0.53元/kW·h× （96kW×0.5h+11kW×2×1.5h）×4.8次/天×300天=6.2万元/年

从上述计算可以看出，新型零气耗干燥装置较传统微热再生干燥装置的运行费用有大幅的节省，年节省费用约：107.8+14.5-6.2=116.1万元。

结语

根据该厂改造实际运行数据，改造后的干燥装置年运行费用基本符合上述计算，改造取得了成功。但是，新型干燥装置会对空压站的供气压力有影响。上述氧化铝厂改造后，供气压力从0.8MPa降低为0.65MPa。因此，在选择干燥装置时，需要校核用气点的用气压力。

参考文献

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［4］ GB50029-2014，压缩空气站设计规范［S］.

中图分类号：TU831

文献标识码：A

Abstract:Currently the air station in alumina plant in China mostly use traditional air dryer. These type of drying apparatus are high energy consumption， high air consumption， and take larger proportion of the alumina plant compressed air supply costs. Under the demands of the alumina plant energy efficiency and lower costs requirements， the traditional air dryer faced with the new generation replacement. This article first introduces the characteristics of a new generation of air-drying apparatus and combined with specific examples of projects in alumina plant， introduces the application of a new generation drying device.

Keywords:Compressed air drying； Gas generator； Adsorption air drying apparatus； Energy Saving