吸附式干燥器的運行與選型

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1、吸附式干燥器的運行與選型現(xiàn)代工業(yè)及自動化生產(chǎn)中大量應(yīng)用壓縮空氣，日益發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)又對氣源提出了不同品質(zhì)等級的要求。無論使用何種空氣壓縮機(jī)，當(dāng)壓縮比大于3時［1］，經(jīng)冷卻或長距離管道輸送，一般都會有冷凝水析出。冷凍式干燥器因其工作原理和結(jié)構(gòu)所限，壓力露點設(shè)置不允許低于2℃，而換熱效率與分水效率決定了其出口真實露點不可能達(dá)到蒸發(fā)器的設(shè)定值，實測露點多在5~15℃之間。所以，冷凍式干燥器雖有運行費用低(約為吸附式干燥器的1/3~1/5)之優(yōu)點，但由于干燥度低，對于寒冷地區(qū)的室外用氣和長距離管道輸送(包括室外貯氣罐)的室內(nèi)用氣以及制造工藝要求深度干燥的應(yīng)用場合

2、，如精密儀器、電子、高級噴涂、射流控制、聚酯噴絲等則大量使用吸附式干燥器。本文將重點對吸附式干燥器的運行及其影響因素進(jìn)行分析，以求對不同行業(yè)與類型的用戶合理選擇凈化設(shè)備、提高產(chǎn)品等級有所幫助?！　《?、吸附的基礎(chǔ)理論與干燥器工作原理　　吸附是因吸附質(zhì)與吸附劑分子間相互作用而發(fā)生吸附質(zhì)分子相際轉(zhuǎn)移的一種現(xiàn)象?！　嚎s空氣的干燥常采用物理吸附方法。當(dāng)待干燥的壓縮空氣與吸附劑充分(無時間限制)接觸時，空氣中的水分子擴(kuò)散到吸附劑上并因范德華引力而被吸附。與此同時，被吸附的水分子因本身的熱運動及外界氣態(tài)分子碰撞，有一部分離開吸附劑表面返回氣相，即發(fā)生脫附。當(dāng)同一時間內(nèi)水

3、分子的吸附量與脫附量相等時，就達(dá)到了一個動態(tài)吸附平衡，此時吸附與脫附過程均在進(jìn)行，但速度相等，這種動態(tài)吸附平衡是在一定溫度與壓力條件下建立的。當(dāng)溫度和壓力改變時，系統(tǒng)原有的平衡關(guān)系將被打破而建立一個新的平衡關(guān)系。圖1、2［2］所示為水在各種吸附劑上的吸附等溫線和等壓線，它描述了吸附過程的熱力學(xué)特性。由圖可知，一定溫度下，水的吸附量隨氣相中水氣分壓增大而增大一定壓力下，水的吸附量隨溫度升高而減少；即在低溫或高壓下水分被吸附，在高溫或低壓下水分被解吸。干燥器正是依此原理而工作的?！　　∥绞礁稍锲饕话悴捎秒p塔式，一塔進(jìn)行吸附，另一塔進(jìn)行解吸。依再生方式的不同可分

4、為無熱再生式干燥器，有熱再生式干燥器和微熱再生式干燥器。無熱再生干燥器的實際工作過程分吸附、再生、均壓三個階段，微熱與有熱再生干燥器則由吸附、再生、吹冷、均壓四個階段構(gòu)成一個循環(huán)。工作時，壓縮空氣交替流經(jīng)A、B兩個充滿吸附劑的塔式容器，一塔在工作壓力(高水氣分壓)狀態(tài)下吸附時，另一塔則在接近大氣壓(低水氣分壓)狀態(tài)下(PSA法)或受熱狀態(tài)下(TSA法)解吸，然后按所設(shè)定的程序切換兩塔交替工作?！　∪⒂绊懜稍锲鬟\行的因素　　吸附式干燥器的設(shè)計一般是依據(jù)以下相關(guān)條件與選擇性參數(shù)進(jìn)行計算，最終確定吸　　附劑裝填量［1］、［2］和結(jié)構(gòu)的：　　現(xiàn)場條件--環(huán)境溫度，

5、空壓機(jī)類型，系統(tǒng)配置　　進(jìn)口工況--壓力，溫度，流量　　出口式?jīng)r--露點，壓力損失，有效供氣量　　運行條件--露點控制方式，供需平衡　　選擇參數(shù)--吸附劑種類，動態(tài)吸附量，工作周期，安全(富裕)系數(shù)，空塔流速，　　接觸時間，再生氣加流比，加熱器功率，時間程序等?！　≈圃鞆S商一般按照行業(yè)約定的標(biāo)準(zhǔn)工況，即進(jìn)氣壓力7bar，進(jìn)氣溫度35℃，環(huán)境溫度25℃，壓力露點-20℃(或-40℃，-60℃)以及依據(jù)不同再生方式確定的回流比進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)干燥器在規(guī)定工況下運行時，其效率將會得到最大程度的發(fā)揮。只要用戶依據(jù)自身的處理氣量與需求，選擇相適應(yīng)的配套干燥器，就可獲得所需

6、品質(zhì)要求的干燥空氣。反之，若運行條件距規(guī)定工況相差甚遠(yuǎn)而又不采取相應(yīng)措施，將會影響設(shè)備的正常運行，降低工作效率，嚴(yán)重時甚至無法獲得所需品質(zhì)產(chǎn)品氣，并影響設(shè)備的使用壽命。以下將從幾個方面分析對干燥器正常運行影響頗大而又易被忽視的因素：　　1.微量油累積　　一般行業(yè)所指的無油潤滑活塞式空壓機(jī)(迷宮式、填料帶正壓保護(hù)以及小功率全無油機(jī)除外)排氣中仍有一定量的潤滑油存在，依其結(jié)構(gòu)和規(guī)格不同約有6~15mg/m3。國產(chǎn)無油活塞式壓縮機(jī)極少提供含油量指標(biāo)，唯有柳二空的VHN系列無基礎(chǔ)無油潤滑壓縮機(jī)(根據(jù)英國BellisSS&Morcom公司生產(chǎn)許可證、按國際標(biāo)準(zhǔn)制造并獲

7、該公司認(rèn)可)在其技術(shù)參數(shù)中注明氣體含油量指標(biāo)≤8ppm.W(相當(dāng)于10mg/m3)。與無油活塞機(jī)含油量相當(dāng)?shù)膰娪吐輻U空壓機(jī)，其含油量依油氣分離器效率與排氣溫度的高低，一般可認(rèn)為在5~15mg/m3，取兩者中值即10mg/m3。以10m3/min排氣量空壓機(jī)為例，運行一年，微量油累積量為：　　10mg×10m3/min×60min×24h×300d=43.2Kg/年　　如此之多的潤滑油進(jìn)入吸附干燥器內(nèi)所引起的后果不難想象。無怪乎許多用戶反映所購買的國產(chǎn)干燥器每年都需更換吸附劑?！　〗鉀Q這一難題的方法是在干燥器進(jìn)氣口前設(shè)置除油過濾器，以降低進(jìn)入干燥器的氣體含油量

8、。我公司引進(jìn)德國超濾公司生產(chǎn)的精密除油濾芯而組裝的高