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压缩空气后处理,还有多少人在盲目追求露点?节能才是关键
来源:凌宇 | 发布日期:2023-04-25
不盲目追求露点,是节能的第一步

关于零气耗压缩热技术的几个主要问题,凌宇有见解:

(1) 当压缩空气与吸附剂接触,什么情况下发生吸附,什么情况下发生脱附?

首先,当压缩空气与吸附剂接触,是发生吸附还是发生脱附,主要与吸附剂性质、床层温度、压缩空气的相对湿度有关。
压缩热再生吸干机

计算方法:活性氧化铝-BET方程  分子筛-Langmuir方程

试验方法:先控制压缩空气的露点50℃,然后给压缩空气加热到120℃,通过装满吸附剂的筒体,12小时后,关断进出口阀门,让吸附剂自然冷却。最后通过35℃的小气量(控制进出口温度变化≤0.5℃)饱和压缩空气,测量出口的露点。

下表为试验结果:

空压机排气露点50℃,吸附气体35℃试验露点。


排气温度
露点温度
110℃
-7.8℃
120℃
-12℃
150℃
-23.2℃
180℃
-31.8℃

也就是说,当吸附的时候压力露点是-7.8℃,切换完以后再生气的露点是50℃,温度110℃,那么就无法对上层吸附剂进行脱附!

(2) 离心机的排气湿度,对压缩热吸干机有什么影响?

(3) 吸干机出口成品气的相对湿度,对压缩热吸干机有什么影响?

两者是相互影响的,可以放在一起去讨论。
压缩热再生吸干机

离心机的排气湿度,主要看环境条件(环境温度和环境湿度)最后一级压缩之前的状态(比如3.8bar,温度38℃),然后转化成压缩终了的露点温度(一般夏季均超过50℃),相对于排气温度就有一个最终的相对湿度。


同样的出气温度下,露点要求越低,那么出气的相对湿度越低。从平衡的角度来讲,要求再生气的相对湿度也越低,就需要更高的加热温度。

总结:

1:不盲目追求露点是节能的第一步。

2:降低离心机的排气湿度,对于压缩热再生干燥机来说同样很关键。

(4) “压缩热”到底够不够“热”?

离心机理想状态下最后一级吸气温度温度38℃,3bar为例,出口6.9bar,那么压力露点约为50℃,温度约为110℃,相对湿度约8.6%,用来再生的话这是一个非常高的相对湿度。举例来说,成品气温度35℃,压力露点-10℃的相对湿度约为4.6%。

抛开温度对kb常数的影响,抛开吹冷气体对平衡吸附量的影响,想要用高湿度去脱附低湿度(可转化成平衡吸附量),这是不现实的。

也就是说如果想要压力露点-20℃及以下,“压缩热”根本不够“热”。

一定的压力露点下,吸附进气温度越低,吸附温升也越低,出气的相对湿度就越高,那么需要的热再生温度就会变低。

冷却水的温度一定的情况下,冷却水的污垢系数以及冷却器的面积都是节能的关键点。

低露点(压力露点-40℃)时,必要情况下冷却到35℃以后再使用冰水冷却到30℃,可以起到意想不到的效果。既降低了周期吸附量,又可以一定程度的降低加热温度。

(5) 利用“压缩热”进行预热后再开启加热器加热,这样就会减少加热器的开启时间,降低能耗,到底合不合理?

很多干燥机厂家认为2h的热再生时间可以分成两个部分,1.5h使用离心机出口的压缩空气去预热,然后0.5h开启加热器进行加热,这样加热器的开启率就非常低了。但是,无论从理论和实践来讲,都是行不通的。


第一:没有经过加热的“再生气”反而会“污染”上层吸附剂,让上层吸附剂的吸附量增加;


第二:加热过的吸附剂相对湿度仍然非常高,它的平衡吸附量仅仅略低于要求压力露点下的平衡吸附量,也就是它的“带水能力”非常差,需要的时间要经过校核。


第三:氧化铝吸附属于“迷宫式”吸附,同样,脱附的过程也存在“概率”的问题,不仅需要热量,也需要时间。


总之,利用空压机的余热进行再生的吸附式干燥机,因为空压机排气湿度的问题,它本身并不是一种高品质的“再生气”,如果想要-20℃的露点,那么就应该利用加热器提高再生气的温度。如果进一步想要-40℃的露点,那么在增加加热器的同时,利用制冷降低吸附温度也是值得推广的。另外,利用分流吹冷,让吹冷气进一步改善吸附平衡,也是一种降低能耗的途径。

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