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压缩空气吸干机的改进技巧及性能特点

发布时间:2023-08-14人气:8817

生产过程中常常需要洁净、低含水率的仪用或工艺用压缩空气。压缩空气后处理设备,主要包括压缩空气干燥机(冷干机、无热或微热吸干机)、过滤器、缓冲罐、油水分离器、高效除油器和气液分离器等。通过后处理工序,达到去除压缩空气中的水(包括水雾、水蒸汽、凝结水)、油(油污、油蒸汽)和各种固态物质(尘埃、金属屑、铁锈等)的目的。

冷冻式干燥机按照冷冻除湿原理,而无热或微热再生干燥机按照变压吸附原理,对压缩空气进行干燥除湿。通常,压缩空气的压力以 0.7-0.8Mpa居多,冷冻式干燥机受冷冻除湿原理的限制,其成品空气常压下的露点只能达到-22℃左右。


无热、微热再生吸附式干燥机则是利用干燥剂本身的特有的微孔,根据毛细作用吸附空气中的水分子,同时根据卸压脱附和吸附余热升温作用来脱去所吸附的水分。通常干燥气常压下的露点达到-40℃。操作压力0.7-0.8Mpa;某些厂家利用吸附剂AL2O3 和分子筛混装,可达到更求的成品气露点。


1.现状和问题


某厂原空气后处理干燥装置所示。设计条件为:出口压力 0.8Mpa,露点-22℃(常压下)。根据使用要求的变化,工厂对空气后处理干燥装置的工艺参数作了相应调整,末端主冷器采用-22摄氏度冷冻盐水用来降低工艺空气温度,变更后工艺流程所示。


流程变更后,发现运行过程中空气冷却器经常发生冰堵现象,需要定期采用加热方法,对空气冷却器进行活化处理。活化处理后,却又有大量水带入用户工艺空气系统,影响产品质量。

2.原因分析


以水分含量以冷干机出口为取样点1,微热再生干燥器出口为取样点2,进行水分含量跟踪分析,结果见表1。


从表1结果可知,微热再生干燥器出口(取样点2)压缩空气中的水分质量分数在80*(10的-6次方)-180*(10的-6次方)波动,根据饱和空气在压力下的露点分压关系,对应大气压力下的露点在:-38~-45℃之间波动。而从压力露点与常压露点的换算可得,在0.7-0.8Mpa, 下-22℃露点对应的大气露点为-45℃,由此判断空气中的水份在冷却器内壁上形成二次结露,造成空气冷却器冰堵。


从冷干机出口(取样点 $)压缩空气中的水分在900*(10的-6次方)-1300*(10的-6次方)之间波动,对应大气压力下的露点温度在-21~-24℃之间波动,冷干机除湿能力基本达到要求。


通过以上分析,可以判断问题出在微热再生吸附式干燥机。


吸附温度跟踪:


对微热再生吸附式干燥机再生时的排气温度进行了跟踪分析发现,每次再生结束,吸附筒只有上部 1/5筒壁发热,再生排气出口温度在 $B;!B >之间。由此确认微热再生吸附式干燥机能力没有完全发挥,吸附筒干燥剂再生不完全。

2.jpg

3、改进措施


根据以上分析,在现有装置的基础上主要采取了以下改进措施。


(1)加强冷冻式干燥机排水的检测,防止排水口冰堵造成冷干机分离出来的水带入吸附式干燥器;


(2)将微热再生吸附式干燥机再生气孔板由∮10放大到∮20,适当提高再生气气量;


(3)将微热再生吸附式干燥机切换时间由90min改成180min,电加热时间由 45min至90min,满足Al2O3 和分子筛再生所需的不同温度。到再生末期,再生塔出口温度达到80℃,如表3所示。


效果


改进措施实施后,经6个月跟踪检测,如表4从取样点2压缩空气中的水分质量分数检测数据均<50*(10的-6次方),对应的大气压力下的露点均<-50℃。


经过半年(从夏季到冬季)的运行状况看,压缩空气中水分控制稳定,达到主装置生产工艺要求。主装置空气冷却器未发现冰堵,产品质量水分高的问题得到解决。


4、结束语


微热再生吸附式干燥机的主要问题是加热温度的随意性,因为微热再生吸附式干燥机和无热再生吸附式干燥机相似,用本身的低压干燥空气作再生气,因此,在很大的温度范围内甚至不对吸附剂加热都可以按“变压吸附”原理得到活性再生。


其区别在于加热温度高时,脱附耗气量小。加热温度低时,脱附耗气就高。这种随意性使得耗气指标难以统一,因而在具体操作上难以准确把握吸附剂的再生程度,往往会在某种假象下,使再生气耗气量偏少,造成吸附剂再生不全。解决这个问题的办法是在理论研究的基础上,尽快制订有关标准或行业标准。


市场上的压缩空气干燥机都很难达到-50°C的压力露点,除了使用两种机器组合干燥,也可以使用贝腾模芯干燥机来来进行干燥处理,其模芯干燥技术可达-80°C的压力露点,可以满足市场上所有企业的用气标准。


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