淺析微熱再生吸附式干燥機的應用優勢

丁柏立

中冶東方工程技術有限公司秦皇島研究設計院，河北 秦皇島 066004

淺析微熱再生吸附式干燥機的應用優勢

丁柏立

中冶東方工程技術有限公司秦皇島研究設計院，河北 秦皇島 066004

微熱再生吸附式干燥機具有結構簡單、工作可靠穩定、再生過程耗氣量小的特點，本文簡要描述了幾種常見干燥機的工作原理，并結合工程分析總結微熱再生干燥機的優勢。

微熱再生吸附式干燥機；比較；優勢

引言

隨著科學技術的進步和人民生活水平的提高,在工業、食品和醫藥物品等領域內,對壓縮空氣質量的要求越來越高,各行各業對壓縮空氣的質量也相應地提出要求。根據GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質量等級》的規定，壓縮空氣含水等級共分6級。有些場合雖然對壓縮空氣的露點要求并不十分嚴格，但輸氣管道要通過0℃以下環境且外部不復保溫材料時，為了防止所輸送的壓縮空氣中殘余水分在管道內凍結，就必須使其壓力露點低于環境所能達到的最低溫度見表1。

表1

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

1.常見干燥機的工作原理

冷凍式干燥機采用了降溫結露的工作原理，主要由熱交換系統、制冷系統和電氣控制系統三部分組成。壓縮空氣首先進入預冷卻器進行氣-氣或氣-水的熱交換，除去一部分熱能，然后進入冷熱空氣交換器，和已經從蒸發器出來被冷卻到壓力露點的冷空氣進行熱交換，使壓縮空氣的溫度進一步降低。之后壓縮空氣進入蒸發器，與制冷劑進行熱交換，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，經過自動排水器排出。而干燥的低溫空氣則進入冷熱空氣交換器進行熱交換，溫度升高后輸出。

無熱再生吸附式干燥器是根據變壓吸附、再生循環的原理，利用自熱進行吸附干燥。壓縮空氣交替流經兩個吸附塔，當其中一個吸附塔在高分壓的狀態下，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的基礎上增加一只加熱器使，使用來再生的氣流在升高溫度后對干燥劑進行加熱再生。

2.分析比較

下面以工程實例，從價格、能耗、設計投資、日常維護幾方面對幾種常用的干燥設備進行分析比較。

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，配套電機額定功率200kW。下面是相應配套的幾種常見干燥設備的分析比較：

2.1 價格（以2011年知名品牌市場報價為例）

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從表2中可以得出，與相同能力的干燥設備相比，微熱再生吸附式干燥機的價格具有一定的優勢。

2.2 能耗

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從表3可以得出，水冷型冷凍式干燥機在能耗最大，既有一部分電能的消耗，又有一部分循環冷卻水的消耗，而且因此產生的外部能源設施的運行能耗費用也是一筆不小的開支。無熱再生吸附式干燥機的電能消耗很小，但是自耗氣很大，將導致空壓機的能耗大大增加。而微熱再生吸附式干燥機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的能耗，而且由于微熱再生吸附式干燥機的自耗氣很小，相應的降低了空壓機的能耗。從綜合能耗上，微熱再生吸附式干燥機有很大的優勢。

2.3 設計投資

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

管路系統設計方面：吸附式干燥機并不需要冷卻水管道及閥門附件等，簡化了空氣凈化系統的管路布置，降低了管道及附件的投資與維護，同時降低了外部能源設施及管網的投資及運行成本。

2.4 日常維護

水冷型冷凍式干燥機由于增加了冷卻水系統，相應的增加了管路及閥門儀表的維護、操作及備品備件的準備。同時由于熱交換系統材質和冷卻水水質的影響，熱交換設備易結垢，降低壓縮空氣的品質，而且更換時需要設備停機，對正常生產造成一定的影響。

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

3.結語

根據上述的分析論證，微熱再生吸附式干燥機在常用的干燥設備中具有以下幾方面的優勢：

3.1 與其他相同能力的干燥設備相比，微熱再生吸附式干燥機的價格具有一定優勢，而且用途廣泛，輸出凈化壓縮空氣品質穩定，性價比高。

3.2 微熱再生吸附式干燥機能耗較低，為企業有效節約了生產運行成本。

3.3 微熱再生吸附式干燥機結構緊湊、操作容易、安全可靠，減少了空壓站內管路與閥門的布置，使得空氣凈化系統簡潔、順暢，同時減少了外部能源設施及管網的投資建設。

3.4 微熱再生吸附式干燥機采用先進的微電腦控制系統，吸附塔再生周期長，設備元件壽命長。有獨立的吸附劑填充和排放口，在空壓機不停車，不影響生產的情況下可對干燥器進行維修和保養。

[1]一般用壓縮空氣質量等級.（GB/T13277-1991） [M].北京：中國標準出版社,1991

[2]壓縮空氣站設計規范.（GB50235-2003）[M].北京：中國計劃出版社,2003

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.048

丁柏立（1979—），男，學士，工程師，主要從事熱力方面設計研究工作。