【壓縮機(jī)網(wǎng)】吸附式干燥機(jī)是一種利用吸附劑（如活性氧化鋁、硅膠、分子篩等）吸附水分來(lái)降低壓縮空氣中水分含量的設(shè)備。其原理是利用吸附劑的吸附特性，將壓縮空氣通過(guò)吸附劑層，水分子被吸附劑吸附，得到干燥的空氣。

　　再生型吸附式干燥機(jī)可以分為無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)和有熱再生吸附式干燥機(jī)。無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)利用干燥后的一部分空氣（稱為再生氣）減壓膨脹至大氣壓，使膨脹空氣變得更加干燥，然后讓它流過(guò)未接通氣流的需再生的干燥劑層，干燥的再生氣吸出干燥劑里的水分，將其帶出干燥器來(lái)達(dá)到脫濕的目的。而有熱再生吸附式干燥機(jī)則是通過(guò)“溫度變化”來(lái)達(dá)到干燥效果，需要加熱干燥劑以脫去吸附的水分。

　　此外，吸附式干燥機(jī)還可以根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和壓縮空氣的質(zhì)量要求，采用多種類型的吸附劑和工藝流程，以滿足不同的需求。例如，雙塔吸附式干燥機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行吸附和再生，從而連續(xù)提供干燥的壓縮空氣；變壓吸附式干燥機(jī)則可以利用壓力變化來(lái)控制吸附和再生過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)高效的空氣干燥。

　　一、吸附劑吸附狀態(tài)分析

　　我們以BASF的F-200活性氧化鋁為例進(jìn)行系列數(shù)據(jù)分析。

　　我們通過(guò)吸干機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算書，統(tǒng)一按8S接觸時(shí)間來(lái)填充吸附劑，計(jì)算過(guò)程如下圖。因涉及計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，不同的計(jì)算公式及填充方式的選用，會(huì)有略微不同的計(jì)算結(jié)果，這里做出的計(jì)算僅供參考可作為設(shè)計(jì)方向分析依據(jù)，不能作為最終設(shè)計(jì)依據(jù)。計(jì)算方式在筆者文章《如何設(shè)計(jì)一臺(tái)吸干機(jī)（熱再生型）的排氣露點(diǎn)》里有講述，計(jì)算了大部分常用條件的數(shù)據(jù)。

　　1.不同入口壓力及溫度條件下，吸附床層最終溫度：

　　2.不同入口壓力及溫度條件下，吸附床層最終第二相對(duì)濕度（吸附狀態(tài)下空氣濕度）：

　　3.不同入口壓力及溫度條件下，吸附床層理論最大吸附容量（不含再生劣化、殘余等）：

　　以上理論吸附容量未減去吸附劑設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的劣化及再生條件下的水分殘余，不是理論的動(dòng)態(tài)吸附容量。

　　以上計(jì)算結(jié)果，45℃入口條件下，因8S接觸時(shí)間的填充量不能滿足4小時(shí)單塔循環(huán)了，故此溫度下設(shè)計(jì)周期調(diào)整為3小時(shí)單塔吸附。

　　由上述數(shù)據(jù)，我們可以看到，無(wú)論壓力是多少，過(guò)高的吸附溫度都對(duì)干燥機(jī)的設(shè)計(jì)不利，會(huì)導(dǎo)致在功耗過(guò)高、露點(diǎn)差等。建議入口溫度控制到38℃以內(nèi)，若現(xiàn)場(chǎng)不能滿足，需增加前置冷卻器或預(yù)冷機(jī)。

　　而對(duì)于低壓（壓力≤0.5MPaG）系統(tǒng)，只要是壓縮機(jī)采用常規(guī)的冷卻水或者空冷，熱再生吸干機(jī)均建議增加前置冷凍水冷卻器或預(yù)冷機(jī)組。

　　以上數(shù)據(jù)是基于F-200活性氧化鋁320-360m2/g的比表面積，而國(guó)產(chǎn)吸附劑實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)介于280～300m2/g之間。此數(shù)據(jù)不僅影響吸附容量，還影響在同樣的接觸時(shí)間下，吸附劑的吸附效率，即最終干燥深度。以上數(shù)據(jù)在實(shí)際應(yīng)用中需要修正，修正數(shù)值可參考每個(gè)廠家的實(shí)測(cè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。

　　二、吸附劑加熱再生狀態(tài)分析

　　本章主要分析吸附劑的加熱再生狀態(tài)。再生條件下能到達(dá)一個(gè)什么樣的露點(diǎn)，其實(shí)是四個(gè)點(diǎn)的水蒸氣分壓的平衡問(wèn)題。

　　·吸附床層溫度下飽和水蒸氣分壓P0

　　·吸附出口露點(diǎn)溫度下水蒸氣分壓P

　　·再生氣露點(diǎn)溫度下水蒸氣分壓P1

　　·再生氣加熱溫度下飽和水蒸氣分壓P2

　　在再生過(guò)程中這四個(gè)值需要達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，即

　　P=P0*P2/P1*E(E為再生系數(shù)，在不同的再生溫度下取不同的常數(shù)值，E=1為再生經(jīng)濟(jì)與否的分界線)

　　若我們轉(zhuǎn)換下上述公式則為：

　　P/P0=P1/P2*E

　　P/P0=ФL--吸附狀態(tài)下相對(duì)濕度（低溫狀態(tài)）

　　P1/P2=ФH--再生狀態(tài)下相對(duì)濕度（高溫狀態(tài)），所以我們可以認(rèn)為這是一種吸附與再生狀態(tài)的平衡，李大明老師在西安超濾官網(wǎng)也曾做過(guò)相關(guān)論述。

　　而此時(shí)我們根據(jù)ФH及ФL的意義可以得到另外一種簡(jiǎn)易計(jì)算方式，根據(jù)吸附平衡與水分殘余曲線來(lái)直接判斷再生過(guò)程所能達(dá)到的露點(diǎn)溫度。與文章《壓縮熱設(shè)備是否需要加熱器》里面相同的計(jì)算方式，我們以德國(guó)超濾近二十年前的資料——壓縮熱吸附式干燥機(jī)舉例說(shuō)明，此法最早見(jiàn)于1964年《分子篩》一書。

　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用推測(cè)，上圖為硅膠吸附劑，冷卻水溫度25℃條件下，四個(gè)點(diǎn)（紅色數(shù)字），在設(shè)計(jì)條件下，已知：

　　無(wú)油螺桿排氣溫度150℃；

　　再生氣露點(diǎn)溫度約60℃；

　　吸附狀態(tài)下，吸附進(jìn)氣溫度約35℃；

　　我們可以用簡(jiǎn)易算法推算出此時(shí)壓縮熱設(shè)備的排氣露點(diǎn)溫度約為-22℃～-25℃。此法的前提還是需要吸附劑廠家提供對(duì)應(yīng)的吸附劑平衡曲線。

　　另外，我們可以整理出一個(gè)完整的計(jì)算公式，再與吸附平衡曲線對(duì)比，數(shù)據(jù)基本一致（有小數(shù)點(diǎn)附近的偏差）。E為內(nèi)插值，作為已有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正使用。

　　根據(jù)上述表格，我們對(duì)三級(jí)等比壓縮的離心機(jī)有如下結(jié)果。下圖為標(biāo)準(zhǔn)工況下，壓縮熱設(shè)備再生溫度與排氣露點(diǎn)的關(guān)系表（理論推薦值，不代表實(shí)際測(cè)試值，實(shí)際測(cè)試值與理論略有偏差）。

　　以上工況為采用三級(jí)等比壓縮的離心機(jī)，不含無(wú)油螺桿機(jī)。因?yàn)闊o(wú)油螺桿排氣的壓力露點(diǎn)比離心機(jī)高出約10℃，含濕量增加較多，不利于普通壓縮熱零氣耗做較低的露點(diǎn)設(shè)計(jì)，若采用干氣增壓加熱，可做低露點(diǎn)設(shè)計(jì)。

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