生產(chǎn)過(guò)程中常常需要潔凈、低含水率的儀用或工藝用壓縮空氣。壓縮空氣后處理設(shè)備,主要包括壓縮空氣干燥機(jī)(冷干機(jī)、無(wú)熱或微熱吸干機(jī))、過(guò)濾器、緩沖罐、油水分離器、高效除油器和氣液分離器等。通過(guò)后處理工序,達(dá)到去除壓縮空氣中的水(包括水霧、水蒸汽、凝結(jié)水)、油(油污、油蒸汽)和各種固態(tài)物質(zhì)(塵埃、金屬屑、鐵銹等)的目的。
冷凍式干燥機(jī)按照冷凍除濕原理,而無(wú)熱或微熱再生干燥機(jī)按照變壓吸附原理,對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥除濕。通常,壓縮空氣的壓力以 0.7-0.8Mpa居多,冷凍式干燥機(jī)受冷凍除濕原理的限制,其成品空氣常壓下的露點(diǎn)只能達(dá)到-22℃左右。
無(wú)熱、微熱再生吸附式干燥機(jī)則是利用干燥劑本身的特有的微孔,根據(jù)毛細(xì)作用吸附空氣中的水分子,同時(shí)根據(jù)卸壓脫附和吸附余熱升溫作用來(lái)脫去所吸附的水分。通常干燥氣常壓下的露點(diǎn)達(dá)到-40℃。操作壓力0.7-0.8Mpa;某些廠(chǎng)家利用吸附劑AL2O3 和分子篩混裝,可達(dá)到更高要求的成品氣露點(diǎn)。
1.現(xiàn)狀和問(wèn)題
某廠(chǎng)原空氣后處理干燥裝置如圖1 所示。設(shè)計(jì)條件為:出口壓力 0.8Mpa,露點(diǎn)-22℃(常壓下)。根據(jù)使用要求的變化,工廠(chǎng)對(duì)空氣后處理干燥裝置的工藝參數(shù)作了相應(yīng)調(diào)整,末端主冷器采用-22攝氏度冷凍鹽水用來(lái)降低工藝空氣溫度。
流程變更后,發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中空氣冷卻器經(jīng)常發(fā)生冰堵現(xiàn)象,需要定期采用加熱方法,對(duì)空氣冷卻器進(jìn)行活化處理。活化處理后,卻又有大量水帶入用戶(hù)工藝空氣系統(tǒng),影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2.原因分析
以水分含量以冷干機(jī)出口為取樣點(diǎn)1,微熱再生干燥器出口為取樣點(diǎn)2,進(jìn)行水分含量跟蹤分析。
從表1結(jié)果可知,微熱再生干燥器出口(取樣點(diǎn)2)壓縮空氣中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在80*(10的-6次方)-180*(10的-6次方)波動(dòng),根據(jù)飽和空氣在壓力下的露點(diǎn)分壓關(guān)系,對(duì)應(yīng)大氣壓力下的露點(diǎn)在:-38~-45℃之間波動(dòng)。而從壓力露點(diǎn)與常壓露點(diǎn)的換算可得,在0.7-0.8Mpa, 下-22℃露點(diǎn)對(duì)應(yīng)的大氣露點(diǎn)為-45℃,由此判斷空氣中的水份在冷卻器內(nèi)壁上形成二次結(jié)露,造成空氣冷卻器冰堵。
從冷干機(jī)出口(取樣點(diǎn) $)壓縮空氣中的水分在900*(10的-6次方)-1300*(10的-6次方)之間波動(dòng),對(duì)應(yīng)大氣壓力下的露點(diǎn)溫度在-21~-24℃之間波動(dòng),冷干機(jī)除濕能力基本達(dá)到要求。通過(guò)以上分析,可以判斷問(wèn)題出在微熱再生吸附式干燥機(jī)。
吸附溫度跟蹤:
對(duì)微熱再生吸附式干燥機(jī)再生時(shí)的排氣溫度進(jìn)行了跟蹤分析發(fā)現(xiàn),每次再生結(jié)束,吸附筒只有上部 1/5筒壁發(fā)熱,再生排氣出口溫度在 $B;!B >之間(見(jiàn)表 2)。由此確認(rèn)微熱再生吸附式干燥機(jī)能力沒(méi)有完全發(fā)揮,吸附筒干燥劑再生不完全。
3、改進(jìn)措施
根據(jù)以上分析,在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上主要采取了以下改進(jìn)措施。
(1)加強(qiáng)冷凍式干燥機(jī)排水的檢測(cè),防止排水口冰堵造成冷干機(jī)分離出來(lái)的水帶入吸附式干燥器;
(2)將微熱再生吸附式干燥機(jī)再生氣孔板由∮10放大到∮20,適當(dāng)提高再生氣氣量;
(3)將微熱再生吸附式干燥機(jī)切換時(shí)間由90min改成180min,電加熱時(shí)間由 45min延長(zhǎng)至90min,滿(mǎn)足Al2O3 和分子篩再生所需的不同溫度。到再生末期,再生塔出口溫度達(dá)到80℃。
效果
改進(jìn)措施實(shí)施后,經(jīng)6個(gè)月跟蹤檢測(cè),如表4從取樣點(diǎn)2壓縮空氣中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)均<50*(10的-6次方),對(duì)應(yīng)的大氣壓力下的露點(diǎn)均<-50℃。
經(jīng)過(guò)半年(從夏季到冬季)的運(yùn)行狀況看,壓縮空氣中水分控制穩(wěn)定,達(dá)到主裝置生產(chǎn)工藝要求。主裝置空氣冷卻器未發(fā)現(xiàn)冰堵,產(chǎn)品質(zhì)量水分高的問(wèn)題得到解決。
4、結(jié)束語(yǔ)
微熱再生吸附式干燥機(jī)的主要問(wèn)題是加熱溫度的隨意性,因?yàn)槲嵩偕绞礁稍餀C(jī)和無(wú)熱再生吸附式干燥機(jī)相似,用本身的低壓干燥空氣作再生氣,因此,在很大的溫度范圍內(nèi)甚至不對(duì)吸附劑加熱都可以按“變壓吸附”原理得到活性再生。
其區(qū)別在于加熱溫度高時(shí),脫附耗氣量小。加熱溫度低時(shí),脫附耗氣就高。這種隨意性使得耗氣指標(biāo)難以統(tǒng)一,因而在具體操作上難以準(zhǔn)確把握吸附劑的再生程度,往往會(huì)在某種假象下,使再生氣耗氣量偏少,造成吸附劑再生不全。解決這個(gè)問(wèn)題的最好辦法是在理論研究的基礎(chǔ)上,盡快制訂有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
市場(chǎng)上的壓縮空氣干燥機(jī)都很難達(dá)到-50°C的壓力露點(diǎn),除了使用兩種機(jī)器組合干燥,也可以使用貝騰模芯干燥機(jī)來(lái)來(lái)進(jìn)行干燥處理,其模芯干燥技術(shù)最高可達(dá)-80°C的壓力露點(diǎn),可以滿(mǎn)足市場(chǎng)上所有企業(yè)的用氣標(biāo)準(zhǔn)。