吸附式干燥机的结构和原理图解

博主:梦之家梦之家 2个月前 ( 11-15 ) 112 0条评论

本文以主流的“变压吸附式”干燥机为例进行讲解。

“吸附”原理一致,“脱附再生”流程有所区别。从而大致形成以下几种常见类型:

● 无热吸附式——使用一部分经过干燥后的压缩空气,经降压后吹扫吸附剂,实现吸附剂“再生”;

● 微热吸附式——与无热吸附式的区别在于,用于吹扫的压缩空气经过电加热器进行了加热;

● 鼓风吸附式——与微热吸附式不同点在于,不再使用压缩空气,而是通过鼓风机鼓风的方式;

● 压缩热吸附式——与鼓风吸附式不同在于,加热使用回收空压机压缩过程中产生的热能。

吸附对于同一被吸附气体(吸附质)来说:温度越低,压力越高,吸附量越大,反之,温度越高,压力越低,则吸附量越小。

因此,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种(制氧制氮工艺也用到此变压吸附法) 。

如果温度不变,在加压的情况下吸附剂将吸附,减压时脱附,此称为变压吸附(PSA)。

简单来说,对于吸附式干燥机,当压缩空气流经吸附剂,吸附剂将吸附压缩空气中的大量水蒸气,当降低压缩空气的压力时,吸附剂吸附能力将降低,原来吸附在吸附剂中的水分被排出。

利用以上原理,使用必要的机械电气装置实现以下流程即可:使压缩空气交替流经A、B两个充满吸附剂的干燥罐,即一个罐体在高分压(工作压力)状态下吸附水蒸汽时,另一个罐体在低分压(接近大气压)下解析,然后按设定的时间程序切换。

这就是变压吸附式干燥机的基本工作原理。

* 虽然“吸附再生”时,有些种类的吸附式干燥机会加热“再生”气源,有变温的过程,但从吸附到脱附总体来说,主要还是变压吸附原理。

无热吸附式干燥机主要由两个装有吸附剂的干燥筒、切换阀、单向止回阀、消声器、控制器等组成。

吸附式干燥机的结构和原理图解 吸附式干燥机的结构和原理图解 空压机 第1张

微热吸附式干燥机的基本结构增加了一个加热装置,其它与无热吸附式干燥机基本相同。

吸附式干燥机的结构和原理图解 吸附式干燥机的结构和原理图解 空压机 第2张

目前市面上比较新颖的鼓风吸附干燥机、压缩热吸附式干燥机,原理上和微热吸干机并没有什么不同。区别在于“脱附再生”的方式不再使用或少量使用成品高压压缩空气吹扫,而是使用外部鼓风机鼓风加热后(压缩热吸附使用回收压缩机热量的方式加热)对吸附剂“再生”。

需要干燥的压缩空气交替流经两个吸附塔,当其中一个吸附塔在高分压的状态下,干燥剂(如硅胶、氧化铝、分子筛等)吸收大量的水分,而另一吸附塔则由再生气管道通入干燥的低压气体,脱附干燥剂吸收的水分,实现干燥剂的再生。并在设定的时间周期循环交替吸附或脱附再生。

吸附式干燥机的结构和原理图解 吸附式干燥机的结构和原理图解 空压机 第3张

如上图左所示,在【A塔吸附、B塔再生】时,待处理的压缩空气经切换阀【IA】(此时切换阀RA、IB关闭状态)进入【干燥塔A】,压缩空气中的水蒸气被吸附剂吸附后经单向阀【CA】至出口排出。其中一部分流经干燥塔的压缩空气经【RV】节流阀降压至大气压,吹扫【干燥塔B】中的吸附剂实现“脱附再生”,这部分压缩空气携带脱附出的水经切换阀【RB】至消声器,向大气中排出。

当按设定双塔切换后则如上图右所示,阀门的动作与上述刚好相反,即实现了【B塔吸附、A塔再生】。

下图为微热吸附式干燥机的流程。

吸附式干燥机的结构和原理图解 吸附式干燥机的结构和原理图解 空压机 第4张

微热吸干机的工艺流程区别仅仅在于“脱附再生”的吹扫气源经过了加热器加热。

从脱附特性来看:温度越高、压力越低,吸附量越小。温度更高的压缩空气可以让脱附再生更彻底,因为吸附剂的吸附容量总是有限的,脱附得越彻底意味着吸附水蒸气时的效果越好。换而言之就是干燥程度更好(露点温度更低),而且所需的压缩空气较无热吸附要少,从综合能耗来说较无热吸附低。

鼓风吸附式干燥机,不再使用压缩空气作为“再生”气源,而使用鼓风机鼓风作为“再生”气源,减少了压缩空气消耗量,整体能耗上有所降低。

压缩热吸附式干燥机是使用回收的空压机压缩热,是目前来说综合能耗最低的干燥机。


The End

发布于:2020-11-15,除非注明,否则均为梦之家原创文章,转载请注明出处。