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压缩空气干燥机选型比较

压缩空气干燥机选型比较

压缩空气中所含的大量水蒸气要靠干燥机来除去。现在市场上各种形式的干燥机杂乱纷呈、各行其道本文对常见几种类型的压缩空气干燥设备的特点作一介绍,以供设计选型时参

考。

一、吸附式干燥器

     属固体除湿法所采用的吸湿剂有硅胶、铝胶和分子筛。这些物质本身具有大量孔隙,能产生毛细现象而且材料表面上的水蒸气分压力低于周围空气中的水蒸气分压,在这个分压力差的作用下,压缩空气中的水蒸气被吸附了。吸附了足够多量水蒸气的吸湿剂必须进行脱湿处理—— 即所谓“再生,材料才能再次获得吸附活性 为了维持工作的连续性,吸附式干燥器必须做成双塔并且交替工作按再生方法,吸附式干燥器可分为加热再生式及无热再生(变压吸附)两种基本类型。后者在

目前大为流行。但这两种类型的吸附式干燥器在再生工序中都要花费较多的能耗吸附式干燥器是发展较为成熟的压缩空气干燥设备,在制取一4O℃以下常压露点的干燥压缩空气时,它几乎是唯一供选择的设备,它运行时不需要冷却水,本身耗电低,价格比较低,维修技术简单、流程简洁、工作可靠,所以很受用户欢迎吸附式干燥器的最大局限性似乎在于运行费用较高。这对极大部分不需极端干燥气源的用户来说尤其如此,即使以比较节能的无热再生式而言,用于再生的干燥风量占整个处理风量的15 左右,这就直接减少了系统对有效风量的供给,因此在选择配套空气压缩机时,必须留有足够的排气裕量。这就增加了投资及能源消耗吸附式干燥器对吸入空气的含油量及液态水分极为敏感,原则上要求同无油润滑空压机配套,若使用有油润滑空压机,则必须在吸气前进行完善的前置预处理,以避免油雾、水滴对吸湿剂表面的污染。此外,吸附式干燥器工作时双塔处于频繁切换状态,控制阀件容易疲劳损坏,变压吸附作用使吸湿剂表面频频挤压摩擦,易产生粉尘脱落,给成品气造成“二次污染”。这一切都是在管网设计时应当考虑到的。悠远的发展历史,成熟的使用经验,使吸附式干燥机直到目前在我国还大为流行。而国外一般的观点是,除非工艺必需,应尽量避免选择吸附式干燥器。

二、冷冻式干燥机

     利用玲冻技术,将含有大量水蒸气的压缩空气强制冷却到露点以下,使之凝结成液态水与压缩空气分开,以获得干燥的压缩空气,这种干燥设备在获取一2o℃ 以上常压露点的气源处理工艺中获得了最广泛的应用。能耗低,体积小巧,工作可靠,维护简单,运行费用低廉是其运行特点。此外,冷冻干燥机对气源负载无特殊要求,而且本身即具有一定除油能力,这就可以降低投资费用,很受一般气源用户的欢迎。由于大容量、高品质制冷元件的涌现,目前冷冻式干燥机的单机处理能力已可达500Nm。/rain以上。已成为目前风行世界的压缩空气除水设备。在一定应用范围内,大有取代吸附式干燥机之势冷冻式干燥机在运行时,对环境温度较为敏感,大容量冷压机需耗用较多冷却水,这给高寒地区、缺水地区应用带来了限制另外在低负荷运行时,应考虑增设冷媒压缩机的自动卸载装置,会增加系统的复杂程度 减少氟里昂泄漏,直至使用“绿色”制冷剂以防止对空间的污

染是各国冷冻干燥机制造商的研究方向。

三、渗膜式干燥器

   利用膜分离技术,压缩空气在通过一束特殊的中空纤维薄膜时,利用内部水蒸气的不同渗透压,使两者分离获得干燥的压缩空气。这类干燥器在工作时完全不耗能,无任何运动部件,无任何控制、调节装置,可以象过滤器那样直接装在管线上并且既可垂直安装也可水平安装,使用十分方便,具有很大的发展前途。渗透膜对油极为敏感,因而需对被处理气源进行精密的除油处理。另外负荷小,价格昂贵成了目前推广使用的主要障碍。

四、潮解式干燥器

    与吸附式干燥器一样,属固体除湿法。采用的吸湿剂是某些强亲水性化学物质(所以又叫化学法),如氯化钙、五氧化二磷及苛性钠、苛性钾等。这些材料表面水蒸气分压力低于周围空气的水蒸气分压力,因而具有极强的亲水性。与硅胶、铝胶等吸附物质不一样,这些物质在吸水后便由固态变成液态、故云“潮解。通过极其耗能的“再生 处理,“潮解 了的液状物质可以回复到固态。与任何固体吸湿法一样,该类型干燥器所使用的吸湿剂的吸湿能力不是固定不变的,反映在被处理的气体露点呈现进行性升高。在吸附式干燥器和冷冻式干燥器崛起后,潮解式干燥器已失去了它的应用价值。我国技术界早在70年代末已宣布这类干燥方法日趋淘汰(见《机械工程手册》第14卷,79—199页)。潮解式干燥器存在下列严重的技术问题:

    1.对本身价值低廉的吸湿物质进行再生处理费用太高;

    2.如果不进行再生或多次再生失效后,这些物质的水溶液的废置处理,将严重污染环境;

    3.这些物质的水溶液对金属设备及管道具有强烈的腐蚀作用,给使用和管理均带来极大麻烦。鉴于此,在国家标准《压缩空气站设计规范》(GBJ29—90)中,对此类干燥设备不作推荐。看来,在找到一种合适的吸湿剂前,潮解式干燥器很难再有东山再起的机会。

五、组合型干燥设备

    将冷冻式干燥机作为吸附式干燥器的前置处理设备串级于工艺管网中,是获取低于一70℃露点压缩空气的有效手段。国外很多压缩空气净化设备生产厂商已将这种方法列入典型配置流程。在国内也不乏应用先例。鉴于此种思路,国内某些厂商曾想取冷冻干燥机及吸附干燥器的一部分,组合成一种新型干燥机,也有人利用潮解式干燥器一部分加装在冷冻式干燥器后部,或在一台冷冻式乇燥机上先后用两只蒸发器组成所谓“深冷型”冷干机。目前还未见到凡此种种组合式装置正式在生产线上使用的报道。而实际试验结果是,在纷乱复杂的结构中,自身固有优势很难得到有效发挥,而各自固有的不足之处却暴露无遗地继承下来,劣势相加的后果往往使设备在运行中左支右绌,弊病百出。所以在一个成熟的工艺流程中对使用这类组合装置往往持谨慎态度。