GW再生吸附式压缩空气干燥机

GW再生吸附式压缩空气干燥机
前言
现代自动化工业生产中大量应用压缩空气，日益发展的现代化技术对压缩空气又提出了不同品
质等级要求。无论使用何种空压机，当压缩比大于3时（即排出压缩空气超过3Kg/cm²），一般都
会有冷凝水排出，同时还有大量的气雾状态 的水分子混合在压缩空气中。冷冻式干燥机因其工作
原理和结构所限，压力露点设置不允许低于2°C，否则管路会出现结冰现象。由于干燥度低，对
于寒冷地区的室外用气或制造工艺要求深度干燥的应用场合，如精密仪器、电子、高级喷涂或医药、
食品、化工、航天等行业都大量会使用吸附式干燥器。
吸附式干燥器就是用吸附剂对压缩空气中气雾水分子进行吸附过程的设备。
下面就吸附式干燥器的工作原理，吸附式干燥器的形式（种类），吸附式干燥器常用的吸附剂
和品种，影响吸附式干燥器运行因素等有关问题进行叙述。
一、工作原理：
吸附式压缩空气干燥机通过自动化控制使压缩空气在二个充满吸附剂的容器内循环流动，从而
实现一个吸附，一个再生等交替转换，以持续提供不同压力露点状态下的压缩空气，满足工艺生产
要求。
如图：
当一个容器正在从输入的压缩空气气流中吸收湿气时，另一个容器中的吸附剂被（干燥空气或
热气或抽真空等方式）再生者，这二个容器交替循环，就能保障压缩空气持续供给使用场所使用。
吸附：
利用吸附剂（常用为活性氧化铝或分子筛）自身的吸湿功能吸收压缩空气中的气态水份。按压
力露点要求不同吸附不同量的气雾水份。
吸附产生是由于不同的蒸汽压力，在一定的压力、温度下，压缩空气的高蒸汽压力与吸附剂的
低蒸汽压力差导致分子的相互吸引，高蒸汽压力的水分子向低蒸汽压力流动。
吸附就是物质在两相交界面上浓度自动发生变化的现象。
一切物质都是具有不同程度的将周围介质的分子，原子，离子吸附到自身表面的能力。在物理
热力学上称“表面自由焓”。压缩空气中的气雾水分子，当吸附量和脱附量相等时，就达到了一个
动态平衡，当温度和压力改变时，原有 的平衡关系将被打破而建立一个新的平衡关系。
插图：
上图所示为水在各种吸附时的吸附等温线和等压线。它描述了吸附过程的热力学特性。由图可
知，一定温度下，水的吸附量随温度升高而减少。即在低温或高压下，水分被吸附，在高温或低压
下水分被解吸。吸附式干燥器就是以此原理而工作。这好比一块干燥的布与一块含湿（潮湿）的布
放在一起时，干燥的布会受潮湿现象一样。
再生：
同样由于不同的蒸汽压力，在Opsig压力下，利用低蒸汽压力与吸附剂上高蒸汽压力之差导致
水分子的相互吸引——脱附。
二、吸附式干燥机的形式（种类）：
各种吸附式干燥机的吸附原理过程都是一样的，就再生的方式不同，从而有以下几种形式：
1．无热再生吸附式干燥机：
它是利用吸附后的干燥压缩空气来再生吸附剂，这是“等温吸附”工作，故称“变压吸附”
（PSA）。吸附式干燥机工作过程分：吸附、再生、均压三个阶段。
该形式的吸附式干燥剂最大缺点就是用干燥的压缩空气再生，使昂贵的干燥压缩空气白白被消
耗，其耗气量均在12-15%左右。对于大处理气量的场所，该耗气量是很大的浪费。
2．有热再生吸附式干燥机：
它不是用干燥后的压缩空气来再生，而是用其他方式使再生容器的吸附剂脱附。故称“变温吸
附”（TPA）
3、微热吸附式干燥机；
它是用干燥后的压缩空气加温后再去再生吸附剂，这样会少用很多干燥的压缩空气。其耗气量
均在5—7%左右。有热与微热吸附干燥器工作过程：由吸附、再生、吹冷、均压四个阶段构
成一个循环。
3．鼓风吸附式干燥机：
利用外界空气鼓风来再生吸附剂，达到不用干燥后的压缩空气去再生吸附剂，这是十分经济的
方案，虽耗了一部分电能（电机），但仍是节约很大成本，可以向“零耗气”目标发展。但注意，
大气中杂质较多，会随之进入再生腔，使压缩空气再被污染的可能。
4．压缩热吸附式干燥机：
就是利用空压机出来的高温压缩空气直接再生。这主要是大功率的无油机和离心机的使用，它
们的出口温度均在150——195°C范围。
三、吸附式干燥机常用的吸附剂：
吸附剂 项目 粒状 氯化钙 棒状 球状硅胶 球状 活性氧化铝 氨液冷二级剂
4A分子筛
苛性钠 苛性钾

分子式 C2CL2 NaOH KOH SiO2H2O Al2O3H2O Al2O2.2SiO2.nH2O
干燥后含湿量g/m³ 1.5 0.8 0.014 0.03 0.005 0.067,0.011-0.003 0.015

相对露点湿度°C -14 -19 -58 -52 -64 -45 -60—-70
四、影响吸附式干燥机运行的因素；
吸附式干燥器的设计一般是依据以下相关条件与选择性参数进行计算，最终确定吸附剂的填充
量和干燥器的结构：
1．现场条件：空压机类型：
空压设备配置：
使用环境：
2．进口状况：压力：
温度：
流量：
3．出口状况：露点：
压力损失：
有效供气量：
4．运行条件：露点控制方式：
供需平衡：
5．选择参数：吸附剂种类：
吸附量：
工作周期：
余量系数：
吸附流速：
压力露点；
6．再生方式：使用何种方式再生：
加热器功率：
时控程序
一般吸附式干燥机的行业标准状况：
进气压力：0.7Mpa 进气温度：35°C
环境温度：25°C 压力露点：-20°C（或-40—-50°C）
我们的企业标准：
进气压力：0.8Mpa 进气温度：40°C
环境温度：35°C 压力露点：-25°C
当吸附式干燥器在规定的状况下运行时，其效率会得到最大程度发挥。只要用户依据自身的处
理气量与需求，选择相应的配套干燥器，就能获得所需品质要求的干燥压缩空气。反之，若运行条
件距规定状态相差甚远而又不采取相应措施，将会影响设备的正常运行，降低工作效率，严重的甚
至无法获得所需品质要求，影响设备的使用寿命。
在实际使用中，影响颇大而又被忽视的因素分析：
1．微油量积累：
空压机吸入的是大气，其中必含油污分子，即使是无油空压机也会使排出的压缩空气中会存在
油分子。同时，其他任何空压机，为注油螺杆机，活塞机则含油分子就相当大。这些空压机明确表
示残油量为≤3mg/m³，实际更大。若油气分离器效率差、排气温度又高的状态下，则含油量就更
可怕。如以10mg/m³为例，以10m³/min的排气量空压机计算，运行一年，残油量为：
10mg*10m³/min*60min-24h*300日=43.3kg/年
为此多的润滑油进入吸干机内所引起的后果不难想象，吸附剂不可能发挥效果。客户所购买的
吸干机必须要更换吸附剂。
解决此难题的方法是在干燥机前加装除油过滤器，以降低进入干燥器的压缩空气含油量。
2．进气温度：
进入干燥器的压缩空气为饱和或过饱和（含有游离水）和湿空气。根据压缩空气饱和含湿量（g/m
³）看出：在同等压力条件下，温度每提高5°C，饱和含水量会增加30%左右，也就是干燥器吸附
水分的负荷增加30%以上，同时吸附剂的吸附能力随温度的升高而降低，故进口温度的升高，干
燥器的效率下降。由实验证明，进口温度每提高5°C，成品气出口露点将升高8—10°C。若有游
离水进入干燥器，则干燥效率就更恶化。
压缩空气的饱和含湿量
温度 空气压力(mpa)
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
20 3.6554 2.9209 2.4322 2.0835 1.8223 1.6193 1.4570
25 4.9703 3.9699 3.3047 2.8305 2.4753 2.1993 1.9786
30 6.6654 5.3209 4.7278 3.7914 3.3149 2.9449 2.6491
35 8.8780 7.0822 5.8907 5.0423 4.4076 3.9147 3.5211
40 11.6835 9.3118 7.7406 6.6230 5.7824 5.1391 4.6213
45 15.2837 12.1671 10.1063 8.6425 7.5491 6.7013 6.0246

3、工作压力
从上表看：压力与含湿量成反比，即工作压力愈低，干燥器负荷愈高；而再生气量与压力成
正比，工作压力下降会导致再生气量的减少从而使干燥器再生效率降低，进而使吸附能力下降；此
外压力降低使容器内容积流速提高。会导致动态吸附容量下降，三者叠加效应的结果必然引起产品
气出口露点上升，无热吸干机尤其明显。
在压力波动范围较大的应用场合，应附设压力维持阀，以却保在稳定情况下运行
4、再生气量
由于吸附式干燥器，对无热吸干机的再生气量是以干燥后的压缩空气再生。一般其再生气量
为压力的分之一，这是根据再生容积流速原则确定的。其他形式的吸干机可能就耗气量很小了。
5、结构设计与程序控制
对于吸附式干燥机由于形式、结构、程序控制等方面的差异，其效果、效率差异也很大，
即消耗的能量，性能稳定，成品气的露点均效果都会不一样，所以产品必须全面地审定，才能生产
出理想的产品。