吸附式干燥機的運行與選型

時間：2007-10-24 10:02:50 來源：佳工機電網文號：大中小
摘要：作者依據多年從事壓縮空氣凈化設備、尤其是吸附式干燥器的設計、實驗、運行及指導選型的經驗，分析了對吸附式干燥器運行影響頗大而又易忽視與混淆的因素，提出了相應的改善措施與選型方法，并對三種形式的吸附式干燥器進行了經濟技術分析比較。

　　一、前言
　　現代工業及自動化生產中大量應用壓縮空氣，日益發展的現代工業技術又對氣源提出了不同品質等級的要求。無論使用何種空氣壓縮機，當壓縮比大于3時［1］，經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構所限，壓力露點設置不允許低于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到蒸發器的設定值，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)之優點，但由于干燥度低，對于寒冷地區的室外用氣和長距離管道輸送(包括室外貯氣罐)的室內用氣以及制造工藝要求深度干燥的應用場合，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行分析，以求對不同行業與類型的用戶合理選擇凈化設備、提高產品等級有所幫助。

　　二、吸附的基礎理論與干燥器工作原理
　　吸附是因吸附質與吸附劑分子間相互作用而發生吸附質分子相際轉移的一種現象。
　　壓縮空氣的干燥常采用物理吸附方法。當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分子碰撞，有一部分離開吸附劑表面返回氣相，即發生脫附。當同一時間內水分子的吸附量與脫附量相等時，就達到了一個動態吸附平衡，此時吸附與脫附過程均在進行，但速度相等，這種動態吸附平衡是在一定溫度與壓力條件下建立的。當溫度和壓力改變時，系統原有的平衡關系將被打破而建立一個新的平衡關系。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。
　　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
　　一般行業所指的無油潤滑活塞式空壓機(迷宮式、填料帶正壓保護以及小功率全無油機除外)排氣中仍有一定量的潤滑油存在，依其結構和規格不同約有6~15mg/m3。國產無油活塞式壓縮機極少提供含油量指標，唯有柳二空的VHN系列無基礎無油潤滑壓縮機(根據英國Bellis SS&Morcom公司生產許可證、按國際標準制造并獲該公司認可)在其技術參數中注明氣體含油量指標≤8ppm.W(相當于10mg/ m3)。與無油活塞機含油量相當的噴油螺桿空壓機，其含油量依油氣分離器效率與排氣溫度的高低，一般可認為在5~15 mg/ m3，取兩者中值即10 mg/ m3。以10m3/min排氣量空壓機為例，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入吸附干燥器內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干燥器每年都需更換吸附劑。
　　解決這一難題的方法是在干燥器進氣口前設置除油過濾器，以降低進入干燥器的氣體含油量。我公司引進德國超濾公司生產的精密除油濾芯而組裝的高效除油過濾器可使濾后氣體含油量指標降為0.01~0.5 mg/ m3，能有效地防止微量油累積造成的吸附劑中毒，保證其使用壽命在5年以上。

　　2. 進氣溫度
　　進入干燥器的壓縮空氣為飽和或過飽和濕空氣(含有一定量的游離水)。表1所示為不同溫度與壓力下壓縮空氣的飽和含水量。從表中可以看出：同等壓力條件下，溫度每提高5℃，飽和含水量增加30%左右，也即進入干燥器的水份負荷增加30%左右；此外，吸附劑的吸附能力隨溫度的升高而降低(見圖1)，故隨進口氣體溫度的升高，干燥器的干燥效率下降。由實驗結果分析，進氣溫度每提高5℃，成品氣出口露點將升高8~10℃；如果壓縮機后冷卻器之后不設分離過濾裝置或分離過濾效率低下，致使液態水進入干燥器，則會進一步惡化干燥效率。
　　表 1 壓縮空氣的飽和含濕量(g/Kg)

發布日期：2011/02/18 上午11點54分閱讀：2476