低碳环保节能型干燥装置的研究

胡一萍

（肇庆市技师学院，广东肇庆526020）

1 引言

具有明显时代特征的“十二五”规划，对压缩空气净化设备行业的发展具有深远的影响。我国压缩空气净化信息网在市场研究的历史数据分析的基础上，结合“十二五”规划的新思想、新目标、新模式、新举措等全新理念，对2011～2015年中国压缩空气净化设备市场发展趋势及特点做了深入分析和预测。广大压缩空气净化设备企业要分析和应对面临的机遇和挑战，充分把握“十二五”时期的发展机遇，提高企业的竞争力。

对压缩空气净化设备企业来说，如何改进产品，按需生产，增强产品竞争力，以取得最佳的经济效益是一个重大课题。而发展高效低碳环保节能型干燥装置是压缩空气净化设备行业发展的必然趋势，是增强企业竞争优势的有力保障。

2 ARD-II型干燥装置的对比性实验研究

无热再生压缩空气干燥装置目前在国内外应用十分广泛，占所有类型干燥装置总产值的60%左右。这是因为无热与有热比较，具有体积小、成本低、结构简单、工作稳定可靠及安装维护方便等优点。但无热再生压缩空气干燥装置要耗费大量的成品气用于再生。例如：通常一台100m3/min的无热再生干燥装置，需要耗掉15m3/min的成品气用于再生，每天就耗费3600m3的成品气（每天按8h工作，即4h再生计算），那么每年要耗费1296000m3干燥压缩空气，这是一个巨大的数字。因此，如何降低操作成本，减少能源的消耗，即减少再生耗气量，已成为无热再生压缩空气干燥装置发展的重要课题。

从一般的工艺计算我们可知，传统的设计取额定流量100%，而用户实际却很少用到100%，取相对湿度ψ为100%，取进气温度为40℃。也就是说，我们的设计考虑选取了最为恶劣的工况条件。若设定工作循环一周期为10min（即5min工作、5min再生）。本文的试验表明，再生气需要量与温度、压力、流量等因素有关。因为压缩空气系统是不稳定的，以上三个因素会受时间、环境、温度、相对湿度的影响。而且随地域不同、季节不同将变化更大，这就意味着恒定的再生耗气量会浪费掉部分干燥压缩空气。

试验发现，当设定一常压露点时（-40℃），工作时间随着温度、压力、流量的变化而变化。我们对不同温度、压力和流量的无热再生压缩空气干燥装置进行了半年多的试验，现将部分试验数据整理归纳列表如下：

2.1 进气温度对工作时间的影响（见表1）

工况：（常压）露点设定为-40℃、压力为0.7MPa、额定流量为12m3/min。

从表1中可以看到，进气温度越低，工作时间越长（再生时间恒定时），再生气需要量就越少。

2.2 压力对工作时间的影响（见表2）

工况：（常压）露点设定为-40℃、进气温度为35℃、额定流量为3m3/min。

从表2中可以看到，工作压力越高，工作时间越长（再生时间恒定时），再生气需要量就越少。

表2 压力对工作时间的影响

2.3 流量对工作时间的影响（见表3）

工况：（常压）露点设定为-40℃、进气温度为40℃、压力为0.7MPa。

从表3中可以看到，额定流量越小，工作时间越长（再生时间恒定时），再生气需要量就越少。

表3 流量对工作时间的影响

归纳起来我们可作出进气温度、工作压力、流量对再生耗气量的影响曲线（见图1）。由图1可知，用露点控制仪控制出气露点，能减少75%的再生耗气量。如果选择常压露点为-25℃，能再节省7%的再生耗气量（即相对15%的再生耗气量而言，可节省82%的再生气）。节能、环保效果十分显著。

图1 进气温度、工作压力、流量对再生耗气量的影响曲线

例如：一台100m3/min的无热再生干燥装置，再生耗气量由原来15%降到5%，则每天就可节约再生用气2400m3的成品气（每天按8h工作，即4h时再生计算），那么每年可节约864000m3干燥压缩空气，经济效益十分显著。

3 低碳环保型干燥装置的优越性

我们研发的新型低碳环保型压缩空气干燥装置，采用了新的露点控制仪，传感器监测其出气露点，用户可根据不同的露点要求，设定出气露点，并根据工况变化自动检测调整循环切换时间。工作时间的切换可由原来的5min延长到15～20min，这样就大大地降低了操作成本，减少了再生气用量（1～3倍），达到了最理想的节能环保效果，经济效益相当显著。

从图2中我们十分清楚地看到，在吸附状态下，水份被干燥剂所吸收，干燥干净的压缩空气进入上控制部件，在A罐干燥的同时B罐再生。这一过程是通过节流阀允许一小部分气流通过小孔膨胀到大气压后再从B罐的顶部流到底部来完成的。通过小孔的空气是干燥的，由操作压力膨胀到大气压，使已干燥的空气重新在B罐底部带上水份，由空气排空阀排走，并由消音器消音。在预定时间后，排空阀关闭，并使B罐内压力上升到与A罐平衡。这时A罐上的出气阀停止供气，而由再生完毕的B罐供气。同时，A罐上的排空阀打开，使容器减压后并开始再生。在装置的进气口，我们设置了一个X型的微过滤器，去除不小于0.01μm的固体和液态微粒、油蒸汽等，以免干燥剂被污染。由于压缩空气干燥装置切换时，卸压引起冲击而产生尘埃微粒，我们在装置出气口设置了一个Z型的微过滤器，将这些微粒除净。因此，新型低碳环保型（ARD-II）压缩空气净化干燥装置将为用户提供洁净、干燥的压缩空气，并且十分节能、经济。

图2 工艺流程图

4 结语

随着科技的进步和工业现代化的发展，特别是对环境保护的重视，我国各行业对净化压缩空气源的要求越来越高，压缩空气的污染及其净化技术引起了各企业的重视。各种压缩空气净化设备不断被开发，市场需求与日俱增，压缩空气净化干燥技术的发展不仅为新兴的高技术产业和传统工业提供洁净、可靠的气源，而且自身也从高新技术的发展中得到推进。因此，发展高效低碳节能环保型干燥装置是压缩空气净化设备行业发展的必然趋势，是增强企业竞争优势的有力保障。

［1］ 刘广文.干燥设备设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［2］ 崔春芳，童忠良.干燥新技术及应用［M］.北京：化学工业出版社，2009.

［3］ 潘永康，王喜忠，刘相东.现代干燥技术（第二版）［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［4］（加）穆朱姆达.工业化干燥原理与设备［M］.张慜，等译.北京：中国轻工业出版社，2007.