吸附式压缩空气干燥器运行分析.pdf

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1、第42卷第6期化工机械789吸附式压缩空气干燥器运行分析王新花4(中国石油兰州石化公司)摘要介绍了两种吸附式压缩空气干燥器的工作原理和特点。分析了活性氧化铝吸附剂的特点、性能参数、运行参数、厚度设计和使用寿命。重点讨论了进气温度对干燥器解吸过程和工作过程的影响，提出控制进气温度是提升干燥器性能的关键。关键词压缩机压缩空气干燥器吸附剂活性氧化铝进气温度中图分类号TQ051．21文献标识码A文章编号0254石094(2015)06-0789JD4空压装置中需要在压缩机的出口设置压缩空气干燥器来降低其含水量，如果含水量过高可能会直接影响下游用气装置的正常生产，严

2、重时还可能导致异常停工。因此压缩空气的含水量是空压装置的一个重要参数，工业上一般采用露点来表示，露点也称露点温度，是指将不饱和空气等湿度冷却到饱和状态时的温度，露点高则压缩空气的水含量也高。工业上常用的空气干燥方法有化学法、吸附法、冷冻法及压力除湿法等，其中应用最为广泛的是吸附法⋯。一空装置目前在用的干燥器有两种，均为吸附式干燥器，分别是普通型和压缩热再生型吸附式干燥器。1压缩空气干燥器的工作原理1．1普通型吸附式干燥器普通型吸附式干燥器一般有两个干燥筒。正常工作时，一个筒吸附，另一个筒解吸，两个筒交替工作实现连续生产。干燥筒内放置吸附剂来吸取压缩空气中的

3、水分，使压缩空气的露点达标。吸附剂的种类较多，通常都利用其易吸水的物理特性来达到干燥压缩空气的目的。一般情况下，还可以对吸附剂进行脱水再生，工业上通常称之为解吸。普通型吸附式干燥器一般采用干燥热空气对吸附剂进行解吸，为了得到干燥热空气一般需要设置专门的电加热器，因此能耗较大。1．2压缩热再生型吸附式干燥器压缩热再生型吸附式干燥器的结构与普通型类似，主要区别在于其使用压缩机的压缩余热对吸附剂进行解吸，因此能耗较低，是一种新型、节能、环保型干燥器。其解吸过程如下：a．加热阶段。加热阶段的主要作用是将达到饱和的干燥筒升温到解吸温度，使吸附剂中的水分解吸。如图1a

4、所示，自压缩机排出的高温湿空气首先进入干燥筒A中对其加热，然后再分别进入后冷却器和气水分离器冷却脱水，最后在干燥筒B中干燥后进人管网送往下游设备。b．冷吹阶段。当干燥筒A被加热到解吸温度，吸附剂中的水分充分解吸后，便可进入冷吹阶段。如图lb所示，自压缩机排出的高温湿空气首t王新花，女，1983年1月生，助理工程师。甘肃省兰州市，730060。a．加热阶段790化工机械2015年b冷吹阶段图l压缩热再生型吸附式干燥器解吸原理l——干燥筒A；2——后冷却器；3——气水分离器；4——干燥筒B先进入后冷却器和气水分离器冷却脱水，然后进入干燥筒B中干燥。干燥后的压缩

5、空气一部分进入管网送往下游设备，一部分进入干燥筒A中，对其进行冷却，并带走干燥筒A中的水分。2吸附剂的选择与维护吸附剂是空气干燥器的核心部件，直接影响干燥器的工作效果，需要重点关注。2．1吸附剂类型工业上常用的吸附剂很多，如硅胶、活性氧化铝、活性炭及分子筛等。通过对比使用，在压缩空气干燥器中，活性氧化铝是较好的一种吸附剂。活性氧化铝又名活性矾土，主要成分为Al：0，，球状多孔型物质，是一种分散度高的固体材料，表面积很大。其微孔表面具备吸附作用所要求的所有特性，如吸附能力强、表面活性好及热稳定性优良等。表1是活性氧化铝的主要技术指标‘21。表l活性氧化铝主要

6、技术指标项目规格尺寸3—5mm球4—6mm球图2是活性氧化铝和4A分子筛的吸附性能曲线图。从该曲线中可以看出，活性氧化铝对水的吸附能力较4A分子筛差；同时随着温度的升高，其吸附能力迅速下降，当温度达到100～150℃时，其吸附能力仅为l％～2％。但这并不意味着4A分子筛比活性氧化铝更适用于压缩空气的干燥，事实上，在工业实际应用中，活性氧化铝比4A分子筛的应用更好，原因有以下几点：a．吸附时，只需将活性氧化铝的温度控制在20—30℃时，其吸附能力可达10％以上，可以实现最佳吸附；b．解吸时，只需将活性氧化铝加热到130～150℃，其吸附能力降低为l％左右，可

7、以达到完全解吸的要求，而4A分子筛的解吸过程相对较复杂；c．活性氧化铝的价格较4A分子筛便宜得多。图2活性氧化铝和4A分子筛吸附性能曲线因此，活性氧化铝的投资成本和解吸成本较低，运行维护相对简单，是一种非常适用于工业应用的水吸附剂。2．2吸附剂的厚度吸附过程是分层进行的，吸附效果与吸附剂的厚度有关。吸附剂层过薄，可能造成接触时间短，来不及吸附。虽然从理论上讲，吸附剂层越厚吸附效果越好，但吸附层厚度增加后，阻力也随之增大，压缩空气的压力损失较大，同时干燥器结构也随之增大，需要的吸附剂的数量也随之增加，投资和运行成本增加。因此，必须选择合理的吸附层厚度。对吸附

8、式干燥器可以计算吸附剂的厚度心]：C=c0E—1．22r式中C——