新型干燥器在仪表空气系统中的应用

摘要：该文介绍了一种国产微热吸附干燥机的工作原理、工作流程以及在系统中的使用配置图，并通过实际使用数据证明了该设备值得在压缩空气干燥领域推广应用。

关键词：微热吸附干燥器压缩空气分子筛露点温度

0 引言

山东兖矿国际焦化有限公司现有的3台阿特拉斯生产的“ZR6-55”无油型螺杆式空气压缩机（经MD干燥器干燥后露点温度指标为-40℃），为德国利旧设备，设备寿命接近终点，其自带分子筛干燥器干燥效果3台各不相同，对公司内用气质量较高的仪表空气管网造成严重损坏，碳钢管锈蚀较大，因此偶尔出现仪表控制气动机构失灵，影响控制系统，影响生产的现象。仪表空气质量已成为制约公司发展的一个瓶颈，严重影响了公司的正常生产。经公司考察发现一种国产微热型吸附式干燥器设备基本满足需求，且具有投资省，维护检修方便等优点，可以满足替代价格昂贵的阿特拉斯分子筛的要求，具体介绍如下：

在压缩空气净化领域，人们多用冷冻式压缩空气干燥机和吸附式压缩空气干燥机进行脱水干燥。冷冻式干燥机具有能耗省、体积小、重量轻、运行稳定、维护与检修简便等特点，已广泛被人们接受，但由于受脱水原理的局限，只能达到1.7℃左右的压力露点温度（相当于含水1.26g/m3），而且受汽水分离器分离效率限制，往往达不到预期效果，所以仅用于普通要求的场合。而在一些工艺要求较高的时候，例如仪表的用气和寒冷地区的用气，只有用吸附式压缩空气干燥器或者组合式压缩空气干燥机才能达到相应的要求。

吸附式干燥机是根据变压吸附原理，利用干燥剂本身特有的微孔，根据毛细作用，吸附空气中的水份，利用自然及微热的再生方法对压缩空气进行吸附干燥，使其能达到的大气露点温度≤-40℃～-70℃。

设备一般制成双塔形式，在程序控制器控制下，双塔交替工作，一塔吸附水分，另一塔解析再生，连续循环工作。具有运行稳定、投资省、维护维修简单，可实现无人操作等特点。

1 工作原理

微热再生吸附式压缩空气干燥机是一种利用多孔性固体物质（活性氧化铝分子筛、13X分子筛）表面的分子力来吸取气体中的水份，同时另一塔里利用压力变化解吸氧化铝所吸收的水分，从而获得较低露点温度、干燥、洁净气体的净化设备。它采用孔径与水分子直径相近的活性氧化铝为吸附剂，采用国际上最先进的变压吸附原理，在常温下吸附时，空气中水分子的分压力大于吸附剂中水分子的分压力，水分子进入吸附剂内部，在吸附剂的表面冷凝成水滴，并放出冷凝热，将此热量蓄于吸附塔的上部。再生时，大约5%～8%左右的干燥空气通过再生压力调节阀进入常压下的再生筒，使吸附剂中的水分子逸出，同时蓄于吸附塔内的热量有助于解析。吸附剂经过吸附、再生、吸附循环使用，对压缩空气进行连续不断的吸附干燥处理从而获得深度干燥的气体，该产品的主要技术指标，已达到国外同类机型水平，是希望获得-23℃以下压力露点气源用户的首选设备。

双塔交替连续工作输出干燥洁净的压缩空气。其净化空气含水量可达压力露点-40℃以下，从而获得深度干燥的无水无油的高纯度的压缩空气满足用气的需要。由于采用合理的工作周期，充分利用了吸附热，故再生效果好，节能耗气少。

吸附式干燥机分为无热再生、微热再生两种，用户可根据需要选择使用。吸附式干燥机的干燥度极高其露点可达-20℃～-70℃。

2 工作流程

当压缩空气进入吸附干燥机时，首先使A、B塔压力值达到压力平衡后B塔进气切断阀1关闭，空气从B塔进气切换阀进入B塔吸附筒，空气中的水分被充满塔内、表面有无数选择性小孔的吸附剂（活性氧化铝或分子筛）所吸附后，干燥空气完成了吸附-干燥过程经出气止回阀6处吸附干燥机到用气点，此时A塔排气切换阀3打开，A塔内的压缩空气经A塔排气切换阀3、消音器11完全排空，A塔内吸附了大量水分的干燥剂因为压力变化，由吸附剂表面被干燥的压缩空气带走排出机外，同时一小部分处理后的干燥空气由干空气出气口经再生气节流阀9、节流孔板10、止回阀8到A塔出气口进入A塔，干燥空气将余下的少量水分从A塔排气切换阀3带走，使A塔内的干燥剂重新达到干燥，从而完成了干燥-再生过程。然后A塔排气切换阀3关闭，再生气仍从出气口流经A塔，直至A、B两塔压力一致，从而完成了均压过程，保证了B塔切换到A塔时压缩空气不会对阀体造成冲击。均压完后A塔进气切断阀1打开，同时B塔切断阀2关闭，压缩空气经A塔进气切断阀1进入A塔吸附，其过程与B塔相同，如此循环使干燥机完成周期性的切换。

3 吸附式干燥机优点

3.1 吸附筒特别注意了气流分布装置，不会产生勾流现象，使吸附、再生过程更加完善。

3.2 微热再生型干燥机的加热器自动控制采用温度控制加时间控制相结合的控制方式，比传统的时序控制更科学更合理。工作模式、工作周期可自由设置，超温报警点、工作模式、工作周期可自由设置，超温报警点可设置。

3.4 吸附采用微电脑控制，操作简单，图形点阵式液晶显示屏，实现多功能和系统信息全中文显示。

3.5 微热再生过程分加热再生，冷却再生两步骤，可维持稳定的低露点。

3.6 所用气动切换阀，灵敏可靠、寿命更长。

3.7 吸附剂使用寿命长

3.7.1 使用优质高效经久耐用的活性氧化铝为吸附剂，耐压性能好，再生温度低（只需150℃就可以将氧化铝完全再生，而分子筛须在再生温度在230-250℃左右才能完全再生），经试验证明不会在水里分解（不像硅胶），抗碎强度和抗磨蚀性比分子筛要高，静态吸湿能力较强。

3.7.2 合适的吸附塔设计，使得通过吸附剂层的气流保持适当的流速，避免吸附剂流化，防止吸附剂移动和粉尘飞扬。

3.7.3 在吸附器空气进口，配置除油精密过滤器，其过滤精度为0.01μm，油雾剩余含量小于0.01PPm，使得吸附剂免受油雾的污染（无油压缩空气不需装除油过滤器）。在吸附器空气出口，配置除尘精密过滤器，粉尘过滤精度为1μm，可有效地过滤掉吸附剂本身含有的表面灰尘，使得用气点的用气品质达到最佳效果。

4 使用效果

4.1 使用系统配置图如下：

4.2 使用过程中对于如下运行参数，测得两个运行周期数据如下表所示：

运行参数设置为：吸附时间30min，再生时间28min，再生加热温度150℃，加热时间18min。

4.3 针对公司仪表空气管网露点温度≤-40℃的要求，在干燥器运行两个周期内均能够满足工艺指标。

5 结束语

这套设备目前已使用1年多，根据实际的运行情况证明：该设备安全可靠、稳定性强，且具有投资省，维护检修简单，可实现无人操作等优点。经过使用，该干燥器能够满足公司仪表用气要求。我公司已准备用此设备逐渐替代原德国阿特拉斯分子筛，相信随着技术的进步，该设备在压缩空气干燥领域会得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1]邵山，杨晓西，丁静等.吸附式低温干燥过程干燥特性研究天然气化工，1999，24（2）42～46.

[2]李大明，王保明.吸附式干燥器的运行与选型.