低碳環保節能型干燥裝置的研究

胡一萍

（肇慶市技師學院，廣東肇慶526020）

1 引言

具有明顯時代特征的“十二五”規劃，對壓縮空氣凈化設備行業的發展具有深遠的影響。我國壓縮空氣凈化信息網在市場研究的歷史數據分析的基礎上，結合“十二五”規劃的新思想、新目標、新模式、新舉措等全新理念，對2011～2015年中國壓縮空氣凈化設備市場發展趨勢及特點做了深入分析和預測。廣大壓縮空氣凈化設備企業要分析和應對面臨的機遇和挑戰，充分把握“十二五”時期的發展機遇，提高企業的競爭力。

對壓縮空氣凈化設備企業來說，如何改進產品，按需生產，增強產品競爭力，以取得最佳的經濟效益是一個重大課題。而發展高效低碳環保節能型干燥裝置是壓縮空氣凈化設備行業發展的必然趨勢，是增強企業競爭優勢的有力保障。

2 ARD-II型干燥裝置的對比性實驗研究

無熱再生壓縮空氣干燥裝置目前在國內外應用十分廣泛，占所有類型干燥裝置總產值的60%左右。這是因為無熱與有熱比較，具有體積小、成本低、結構簡單、工作穩定可靠及安裝維護方便等優點。但無熱再生壓縮空氣干燥裝置要耗費大量的成品氣用于再生。例如：通常一臺100m3/min的無熱再生干燥裝置，需要耗掉15m3/min的成品氣用于再生，每天就耗費3600m3的成品氣（每天按8h工作，即4h再生計算），那么每年要耗費1296000m3干燥壓縮空氣，這是一個巨大的數字。因此，如何降低操作成本，減少能源的消耗，即減少再生耗氣量，已成為無熱再生壓縮空氣干燥裝置發展的重要課題。

從一般的工藝計算我們可知，傳統的設計取額定流量100%，而用戶實際卻很少用到100%，取相對濕度ψ為100%，取進氣溫度為40℃。也就是說，我們的設計考慮選取了最為惡劣的工況條件。若設定工作循環一周期為10min（即5min工作、5min再生）。本文的試驗表明，再生氣需要量與溫度、壓力、流量等因素有關。因為壓縮空氣系統是不穩定的，以上三個因素會受時間、環境、溫度、相對濕度的影響。而且隨地域不同、季節不同將變化更大，這就意味著恒定的再生耗氣量會浪費掉部分干燥壓縮空氣。

試驗發現，當設定一常壓露點時（-40℃），工作時間隨著溫度、壓力、流量的變化而變化。我們對不同溫度、壓力和流量的無熱再生壓縮空氣干燥裝置進行了半年多的試驗，現將部分試驗數據整理歸納列表如下：

2.1 進氣溫度對工作時間的影響（見表1）

工況：（常壓）露點設定為-40℃、壓力為0.7MPa、額定流量為12m3/min。

從表1中可以看到，進氣溫度越低，工作時間越長（再生時間恒定時），再生氣需要量就越少。

2.2 壓力對工作時間的影響（見表2）

工況：（常壓）露點設定為-40℃、進氣溫度為35℃、額定流量為3m3/min。

從表2中可以看到，工作壓力越高，工作時間越長（再生時間恒定時），再生氣需要量就越少。

表2 壓力對工作時間的影響

2.3 流量對工作時間的影響（見表3）

工況：（常壓）露點設定為-40℃、進氣溫度為40℃、壓力為0.7MPa。

從表3中可以看到，額定流量越小，工作時間越長（再生時間恒定時），再生氣需要量就越少。

表3 流量對工作時間的影響

歸納起來我們可作出進氣溫度、工作壓力、流量對再生耗氣量的影響曲線（見圖1）。由圖1可知，用露點控制儀控制出氣露點，能減少75%的再生耗氣量。如果選擇常壓露點為-25℃，能再節省7%的再生耗氣量（即相對15%的再生耗氣量而言，可節省82%的再生氣）。節能、環保效果十分顯著。

圖1 進氣溫度、工作壓力、流量對再生耗氣量的影響曲線

例如：一臺100m3/min的無熱再生干燥裝置，再生耗氣量由原來15%降到5%，則每天就可節約再生用氣2400m3的成品氣（每天按8h工作，即4h時再生計算），那么每年可節約864000m3干燥壓縮空氣，經濟效益十分顯著。

3 低碳環保型干燥裝置的優越性

我們研發的新型低碳環保型壓縮空氣干燥裝置，采用了新的露點控制儀，傳感器監測其出氣露點，用戶可根據不同的露點要求，設定出氣露點，并根據工況變化自動檢測調整循環切換時間。工作時間的切換可由原來的5min延長到15～20min，這樣就大大地降低了操作成本，減少了再生氣用量（1～3倍），達到了最理想的節能環保效果，經濟效益相當顯著。

從圖2中我們十分清楚地看到，在吸附狀態下，水份被干燥劑所吸收，干燥干凈的壓縮空氣進入上控制部件，在A罐干燥的同時B罐再生。這一過程是通過節流閥允許一小部分氣流通過小孔膨脹到大氣壓后再從B罐的頂部流到底部來完成的。通過小孔的空氣是干燥的，由操作壓力膨脹到大氣壓，使已干燥的空氣重新在B罐底部帶上水份，由空氣排空閥排走，并由消音器消音。在預定時間后，排空閥關閉，并使B罐內壓力上升到與A罐平衡。這時A罐上的出氣閥停止供氣，而由再生完畢的B罐供氣。同時，A罐上的排空閥打開，使容器減壓后并開始再生。在裝置的進氣口，我們設置了一個X型的微過濾器，去除不小于0.01μm的固體和液態微粒、油蒸汽等，以免干燥劑被污染。由于壓縮空氣干燥裝置切換時，卸壓引起沖擊而產生塵埃微粒，我們在裝置出氣口設置了一個Z型的微過濾器，將這些微粒除凈。因此，新型低碳環保型（ARD-II）壓縮空氣凈化干燥裝置將為用戶提供潔凈、干燥的壓縮空氣，并且十分節能、經濟。

圖2 工藝流程圖

4 結語

隨著科技的進步和工業現代化的發展，特別是對環境保護的重視，我國各行業對凈化壓縮空氣源的要求越來越高，壓縮空氣的污染及其凈化技術引起了各企業的重視。各種壓縮空氣凈化設備不斷被開發，市場需求與日俱增，壓縮空氣凈化干燥技術的發展不僅為新興的高技術產業和傳統工業提供潔凈、可靠的氣源，而且自身也從高新技術的發展中得到推進。因此，發展高效低碳節能環保型干燥裝置是壓縮空氣凈化設備行業發展的必然趨勢，是增強企業競爭優勢的有力保障。

［1］ 劉廣文.干燥設備設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［2］ 崔春芳，童忠良.干燥新技術及應用［M］.北京：化學工業出版社，2009.

［3］ 潘永康，王喜忠，劉相東.現代干燥技術（第二版）［M］.北京：化學工業出版社，2007.

［4］（加）穆朱姆達.工業化干燥原理與設備［M］.張慜，等譯.北京：中國輕工業出版社，2007.