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壓縮空氣吸附式干燥器設(shè)計(jì)應(yīng)用七大誤區(qū)解析
責(zé)任編輯：作者：admin人氣：355 發(fā)表時(shí)間：2021-04-13
引言：當(dāng)用戶(hù)要求壓縮空氣的壓力露點(diǎn)低于0℃時(shí)，除微小處理量外，吸附式干燥器幾乎成為唯一選擇。但這種量大面廣且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品卻落后于國(guó)際同行二、三十年，其主要差距體現(xiàn)在能耗（或運(yùn)行費(fèi)用）方面。本文將通過(guò)七個(gè)認(rèn)知誤區(qū)剖析，解讀其原因和對(duì)策。
1、天平稱(chēng)芝麻，地里扔西瓜。吸附式干燥器幾乎每十年升級(jí)一代，目前國(guó)際領(lǐng)先水平是第四代零氣耗、低露點(diǎn)、多功能機(jī)，而國(guó)內(nèi)目前在用的98%以上是第一代高能耗的無(wú)熱、微熱型，正在設(shè)計(jì)選型的估計(jì)也在95%左右，究其原因極為簡(jiǎn)單，就是一個(gè)詞：貪圖便宜，但忽視了一組詞，運(yùn)行費(fèi)用極高。若按十年計(jì)，采購(gòu)價(jià)與十年運(yùn)行費(fèi)用比幾乎接近1：100。如處理氣量為100m3/min的無(wú)熱再生干燥器，采購(gòu)價(jià)僅10萬(wàn)元左右，但每年運(yùn)行費(fèi)用為：
0.15元×100m3×15%×60min×24h×330d=107萬(wàn)元/年，這一現(xiàn)象，筆者稱(chēng)之為“天平稱(chēng)芝麻，地里扔西瓜”。轟轟烈烈聚集了一群專(zhuān)家評(píng)委招標(biāo)，卻做了一件毫無(wú)意義的事。其實(shí)大家都知道，真正值錢(qián)的是地里的西瓜。國(guó)外的同行談及此事，都覺(jué)得非常不可理解，包括臺(tái)灣同胞，他們寧可花十倍于大陸同行的價(jià)格去采購(gòu)第四代機(jī)，因?yàn)檫@筆帳小學(xué)生也會(huì)算，節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用幾個(gè)月就可收回采購(gòu)成本差價(jià)甚至采購(gòu)成本價(jià)。
2、氣/電等價(jià)。長(zhǎng)期以來(lái)，大陸同行基本上認(rèn)可的是以氣耗同比例折算成電耗，即氣/電同價(jià)，如同上例：100m3的空壓機(jī)，電機(jī)功率為550KW，再生氣耗為15%，一度電0.7元，若采用氣電同價(jià)計(jì)算法，一小時(shí)再生氣耗折算成電費(fèi)為：
0.7元×550KW×15%=57.75元/h
按真實(shí)的氣體成本價(jià)應(yīng)為：
0.15元×100m3×15%×60min=135元/h
兩者之比：57.75/135=0.43
即電費(fèi)僅占?jí)嚎s空氣成本的四成左右，其它費(fèi)用為固定資產(chǎn)折舊、水、電、汽、油、易損件消耗、管理成本等。若認(rèn)定氣/電等價(jià)，可否認(rèn)為在電線(xiàn)上接一個(gè)電表、一個(gè)閘刀就能自然生產(chǎn)出有一定壓力和流量、無(wú)油、干燥的壓縮空氣？用戶(hù)何苦還要采購(gòu)空壓機(jī)、干燥器、蓋廠房、招工人呢？此糊涂帳不算清，就無(wú)產(chǎn)品升級(jí)換代的動(dòng)力，需知吸附式干燥器技術(shù)進(jìn)步的核心就是少用甚至不用產(chǎn)品氣進(jìn)行再生，吹冷。
3、忽視吸附式干燥器最佳工作溫度區(qū)域。吸附式干燥器設(shè)計(jì)遵循兩套路線(xiàn)，一是熱力設(shè)計(jì)，二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，前者獲得吸附劑裝填量等參數(shù)；后者控制空塔流速，接觸時(shí)間等結(jié)構(gòu)參數(shù)。此外追求吸附和再生時(shí)間等同，加熱和吹冷時(shí)間最佳分配等過(guò)程參數(shù)。一般認(rèn)為，吸附式干燥器的進(jìn)氣溫度以25~32%為宜，過(guò)低或過(guò)高都會(huì)造成設(shè)計(jì)失衡，導(dǎo)致本設(shè)備或系統(tǒng)采購(gòu)、運(yùn)行成本大幅度增加。
7bar下壓力露點(diǎn)（進(jìn)吸附塔溫度）對(duì)應(yīng)水份含量表：
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PDP(7bar) |
DP（常壓） |
g/Nm3 |
PDP(7bar) |
DP(常壓) |
g/Nm3 |
|
20 |
-8.5 |
2.2 |
37 |
3.7 |
5.59 |
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22 |
-7.1 |
2.5 |
38 |
4.4 |
5.89 |
|
24 |
-5.7 |
2.8 |
40 |
6.0 |
6.51 |
|
26 |
-4.3 |
3.1 |
42 |
7.5 |
7.19 |
|
28 |
-2.9 |
3.47 |
43 |
8.3 |
7.55 |
|
30 |
-1.5 |
3.87 |
44 |
9.0 |
7.93 |
|
32 |
-0.2 |
4.31 |
46 |
10.5 |
8.3 |
|
34 |
1.3 |
4.79 |
48 |
12.1 |
9.6 |
|
35 |
2.1 |
5.05 |
50 |
13.6 |
10.54 |
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36 |
2.9 |
5.31 |
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典型案例如冷干+吸附流程，經(jīng)冷干機(jī)處理后的壓力露點(diǎn)為+10℃左右，進(jìn)吸干機(jī)的溫度為+25℃左右，若按熱力計(jì)算：吸附劑裝填量不足結(jié)構(gòu)計(jì)算的1/2，但實(shí)際裝填量仍需滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即按兩者最大值設(shè)計(jì)，造成不必要的浪費(fèi)。
另一種極端案例是放任空壓機(jī)排氣溫度升高夏季可達(dá)45℃以上，造成壓縮空氣中含水量成倍上升。如上表，以30℃為基準(zhǔn)，溫度上升至35℃、38℃、43℃，含水量增加30%、50%、100%。而工程中，排氣溫度30℃以上最佳除水工藝應(yīng)為冷卻除水，所以介于上述兩種案例的最佳選擇應(yīng)在空壓站設(shè)置兩種冷卻水，第一級(jí)采用工廠循環(huán)水，可將壓縮空氣冷卻至42℃以下，第二級(jí)采用工業(yè)冷水機(jī)組，將氣體溫度降至30℃以下，冬季停用冷水機(jī)組，此方法可應(yīng)用于長(zhǎng)江以南的濕熱地區(qū)，有效解除夏季干燥器超負(fù)荷運(yùn)行的困境。
4、單一再生方式。吸附式干燥器的再生方式一般分為變壓、變溫、清洗、置換四種，實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有完全單一方式，均是兩種以上方式組合。
吸附式干燥器工作原理：
無(wú)熱再生又稱(chēng)自熱再生，是利用吸附熱和低壓干燥氣體清洗，卸壓放氣則屬于
置換，可見(jiàn)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的無(wú)熱再生干燥器也是運(yùn)用了上述四種再生方式組合。當(dāng)然
最主要是利用了變壓、清洗兩種再生方式；
微加熱則是利用低壓干燥清洗氣和電加熱（120~180℃），吹冷程序則利用低壓干燥清洗氣及吸附筒內(nèi)的內(nèi)熱，邊再生邊冷卻；
鼓風(fēng)外加熱利用環(huán)境空氣加熱到更高溫度（180~220℃），吹冷程序同上；
傳統(tǒng)壓縮熱利用了空壓機(jī)排出的高溫（90~110℃）半濕氣進(jìn)行加熱再生，吹冷程序同上；
等壓再生零氣耗壓縮熱（四代機(jī)）再生過(guò)程同傳統(tǒng)機(jī)，但在加熱再生最后階段開(kāi)啟循環(huán)風(fēng)機(jī)，抽取部分干燥產(chǎn)品氣加熱至160~200℃，對(duì)吸附劑進(jìn)行二次加熱深度解析，吹冷時(shí)主要利用低分壓干氣和筒內(nèi)余熱邊再生邊吹冷，干氣加熱和吹冷均采用循環(huán)風(fēng)機(jī)回收。
市場(chǎng)上還有一種雙冷卻器零氣耗壓縮熱吸附式干燥器，加熱再生如傳統(tǒng)式，吹冷時(shí)采用常溫等壓飽和濕氣進(jìn)行短時(shí)間吹冷，這種流程放棄了二次再生綜合利用之機(jī)會(huì)，不僅產(chǎn)品氣露點(diǎn)偏高，吹冷亦不完全，其露點(diǎn)偏高和漂移的劣勢(shì)相對(duì)于其它干燥器也是十分明顯的。該種類(lèi)型吸附式干燥器露點(diǎn)指標(biāo)僅相當(dāng)于冷干機(jī)。
壓縮熱又稱(chēng)余熱再生，由于離心式壓縮機(jī)技術(shù)進(jìn)步，其排氣溫度已從十年前的120~140℃降低到90~110℃，相應(yīng)的壓縮熱干燥器所能達(dá)到的產(chǎn)品氣露點(diǎn)僅為-3℃左右，為了追求更低露點(diǎn)，有些產(chǎn)品在干燥器入口增設(shè)大功率電加熱器，這與空壓機(jī)的技術(shù)進(jìn)步是背道而馳的。
5、忽視加熱型干燥器吹冷程序的重要性。吸附劑在常溫下吸附，在高溫下解析，加熱再生結(jié)束后必須用產(chǎn)品氣體將吸附劑吹冷降溫，恢復(fù)至接近常溫。熱力計(jì)算和實(shí)際和實(shí)際應(yīng)用均證明而吹冷階段所需的氣體流量應(yīng)大于加熱再生所需氣體流量，至少相等。這是因?yàn)閮烧叩墓ぷ鼽c(diǎn)溫差相差很大，加熱時(shí)氣體攜帶180℃的熱量將常溫下的吸附劑和金屬材料提溫至平均溫度120℃，吹冷時(shí)用50℃氣體從平均溫度120℃吹冷至60℃以下，當(dāng)吹冷至80℃時(shí)，由于溫差小，吹冷非常困難。有用戶(hù)夏季將吹冷氣量加大至20%亦收效甚微，也有的產(chǎn)品宣傳其吹冷氣僅為1%~1.5%，這純粹是忽悠客戶(hù)，實(shí)際操作中瞬時(shí)流量不可能低于6%，否則將導(dǎo)致吹冷過(guò)程不完全，輸出氣體溫度偏高，切換后露點(diǎn)大幅度漂移。
6、認(rèn)為干燥器就是兩個(gè)罐、幾根管子，幾個(gè)閥門(mén)。眾所周知手機(jī)在十年前你可以認(rèn)為它就是個(gè)移動(dòng)電話(huà)，再多個(gè)短信而已，而現(xiàn)在世界上手機(jī)用戶(hù)的一半以上都在使用智能手機(jī)，它具有三個(gè)基本功能，筆計(jì)本、照相機(jī)，移動(dòng)電話(huà)。同理，進(jìn)入21世紀(jì)，工業(yè)產(chǎn)品也已進(jìn)入整合和智能化時(shí)代，如第四代壓縮熱干燥器就是由五個(gè)系統(tǒng)整合而形成三大功能，那種技術(shù)含量低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗極高的無(wú)熱、微熱早已退出世界舞臺(tái)。
7、換代的標(biāo)志是“節(jié)能”。 嚴(yán)格意義上講，一臺(tái)吸附式干燥器，它吸附時(shí)付出多少吸附能，再生時(shí)就要補(bǔ)充多少再生能，所以吸附式干燥器的換代標(biāo)志準(zhǔn)確講法應(yīng)該是節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，包括采用盡可能低品位的能源作為再生能源，提高能源轉(zhuǎn)換的效率和系統(tǒng)整合、綜合利用的水平。
結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，壓縮空氣吸附式干燥器的換代勢(shì)在必行，尤其在使用離心式壓縮機(jī)的大型空壓機(jī)站，淘汰老式吸附干燥器，更換或改造成第三代以上高效節(jié)能干燥器產(chǎn)品投入產(chǎn)出比幾乎超出任何一種節(jié)能減排改造。技術(shù)資金上沒(méi)有什么問(wèn)題，中國(guó)大陸吃虧就在機(jī)制、認(rèn)知能力和態(tài)度以及國(guó)民綜合素質(zhì)較低等方面。近年來(lái)，中國(guó)政府和人民已加大了這些方面的努力，相信在專(zhuān)業(yè)制造廠和用戶(hù)的共同努力下，壓縮空氣吸附式干燥器升級(jí)換代必將成為共識(shí)，并付諸于大面積推廣應(yīng)用，為我國(guó)的節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)
