冷干机_吸干机串接系统

冷冻式干燥机(冷干机)与吸附式干燥机(吸干机)是当今使用最多的两种压缩空气除水干燥设备。两者之间的最大差异在于经冷干机处理后的压缩空气干燥度——以压力露点衡量在水的冰点以上,而后者却可达到-20~-40℃。吸干机之所以有如此优良的干燥能力,是因为在设计制造上采取了一系列措施:①选用了有良好平衡吸水率的吸附材料,如活性氧化铝(铝胶)和分子筛;②有合适的再生方式及需耗费足够的再生能量;③在机器结构上有足够的外形尺寸,以保证含湿气体在塔内有足够的停留时间,并使得气体在通过吸附床时压力损失尽可能小。以上三个条件对任何一台正常运行的吸干机来讲都是不可或缺的。除此之外,值得注意的是,吸干机的进气温度对成品气的压力露点有显著影响。一般规律是进气温度越低,成品气压力露点也越低。原因可归结为:①吸干机进气为饱和气体,就含湿量而言,温度越低,水蒸气含量越少,这就减轻了吸干机的工作负荷,干燥效果得到提高;②就吸附剂的吸水特性而言,工作温度越低,吸附剂的平衡含水率越高。研究表明,降低工作温度可以提高吸附剂的吸水能力。如铝胶在25℃时的吸水能力比50℃时提高一倍左右(见图1)。

美国Hankison公司曾对该公司DH系列无热再生吸附干燥机进气温度对出气压力露点的影响作过定量研究(见表1)。从表1可以看出在以铝胶为吸附剂时,降低进气温度可以明显降低出气的压力露点。需要指出的是:这一规律是在同一规格的吸干机上通以额定流量时得到的。它不需改变双塔循环时间,也没有改变原有的再生用气量。这就是说,压力露点的降低并没有多耗费能量,而进气温度的降低也没有节省能量。

这一研究给我们的启发是,如果在吸干机前面串接一台冷干机,利用冷干机出气温度较低这一固有特性,将大大提高系统的干燥效果。从表1看出,如果吸干机进气温度降低到1.7℃(这正好是冷干机所能达到的温度下限),则在设定4min工作循环时,吸干机出口露点将达到-100℃以下。这足以满足任何常规工业对压缩空气干燥度的要求了。事实上,冷干机—吸干机的串接方式早已列入世界各著名厂商的经典配置中了。毋庸置言,这种方式是要付出代价的:¹设备投资要增加;º设备安装面积要增加;»系统耗能要增加。显然,“微风量、低露点”这种不符合科学规律的设想是得不到理论支持的。

冷干机—吸干机串级系统按联结方式可分外串接和内串接两种(见图2、图3)。

从图2可知,外串接方式即是将一台冷干机通过除油过滤器与一台同规格或小规格(如果最终用气点在支管路上)吸干机连在一起。由于冷干机的排气温度一般在20℃以上,所以吸干机的出气压力露点可达-80℃左右(4min循环)。如果空压机为无油空压机,则除油过滤器可以不设,该系统压降为冷干机、除油过滤器、吸干机的压力降之和。如果需获得更低压力露点的压缩空图2  上海冷干机

—吸干机内串接方式气。可采取如图3这样的内串接方式。在这一系统中,吸干机实际上是串接在冷干机的工作流程之中。由于从气水分离器出来的压缩空气温度很低(1℃左右),所以在吸干机出口处的压缩空气非常干燥。但是由于气水分离器的分离效率不可能达到100%,即使有少量液态水滴进入吸干机,也会加速吸附剂的老化,所以在有油空压机供气场合除了必须有除油过滤器外,还须加一台除水过滤器。该系统压降比外串接方式更大一些。

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