在工业生产中,压缩空气作为一种重要的动力源,其干燥程度对生产过程和产品质量有着关键影响。吸附式干燥机作为压缩空气干燥的重要设备,在各行业中广泛应用。其中,无热、微热和鼓风型吸附式干燥机因其不同的工作原理和特性,适用于不同的应用场景。如何选择合适的干燥机,以满足生产需求并降低成本,是企业面临的重要问题。本文将对这三种类型的吸附式干燥机进行详细对比,帮助企业做出明智选择。
无热型吸附式干燥机是根据变压吸附原理工作。压缩空气进入装有吸附剂(如活性氧化铝、分子筛等)的吸附塔,在高压状态下,吸附剂吸附压缩空气中的水分,使空气得到干燥。当一个吸附塔吸附饱和后,通过切换阀,利用一部分干燥后的压缩空气经降压后作为再生气,吹扫另一个吸附塔中的吸附剂,使吸附剂脱附水分,实现再生。双塔交替进行吸附和再生操作,以保证连续供应干燥的压缩空气。这种干燥机工作周期较短,一般为5 - 10分钟,装置体积小,制造相对简单。但由于再生完全依靠干燥后的压缩空气,再生气耗量大。
微热型吸附式干燥机在无热型的基础上进行了改进,综合了变压吸附和变温吸附的优点。在吸附阶段,与无热型相同,压缩空气在常温高蒸汽分压下通过吸附剂被干燥。在再生阶段,从干燥后的压缩空气中引出一部分作为再生气,这部分再生气经过电加热器加热至120 - 180℃,然后进入吸附饱和的塔内,利用高温和低分压使吸附剂中的水分脱附。热再生气经过冷却器降温后排出或回收。微热型干燥机工作周期相对较长,由于再生气被加热,再生效率提高,吸附剂再生更彻底,所以所需再生气量比无热型少,能实现更低的压力露点,一般可达到-40℃~ -60℃。
鼓风型吸附式干燥机采用变温吸附 + 鼓风再生工艺。在吸附阶段,饱和压缩空气进入吸附塔,被吸附剂吸附水分后输出干燥空气。再生阶段不再使用压缩空气,而是通过鼓风机抽取环境空气,环境空气首先进入加热器被加热至110℃以上,然后进入吸附塔吹扫吸附剂,使吸附剂脱附水分实现再生。这种干燥机分为有气耗和零气耗两种类型。有气耗型在再生时仍需消耗少量成品气,而零气耗型则完全不消耗压缩空气,真正实现零气耗再生。鼓风型干燥机由于利用环境空气再生,大大减少了对成品压缩空气的消耗,综合能耗低,且性能稳定,压降低 ,适用范围广。
小流量系统:当压缩空气流量小于10m³/min时,无热型干燥机的设备成本相对较低,且其结构简单,安装和维护方便,适合对初投资成本敏感的小型项目。
单班制工厂:每日运行时间较短(如8小时左右)的单班制工厂,无热型干燥机进入工作状态较快,操作简便,能满足短时间运行的需求。
高压环境:在压力16barg以上的高压环境中,无热型干燥机的再生气耗大幅降低,相比其他有热再生干燥机,其可靠性和安全性优势突出。
特殊场合:例如移动场合、车载干燥系统、石油天然气平台、防爆场合等,无热型干燥机因其无需额外热源、结构简单的特点,更能适应这些特殊环境。
对露点要求高的场合:如电子、制药、食品等行业,对压缩空气中的水分含量要求极为严格,微热型干燥机可实现-40℃~ -60℃的压力露点,能满足这些行业对高干燥度压缩空气的需求,确保产品质量不受水分影响。
高湿、高温场合:微热型干燥机对环境的适应性强,在高湿度和高温的工作环境中,依然能稳定运行,有效去除压缩空气中的水分。
处理低温空气或含湿量较低的空气:当处理30度以下的压缩空气或者含湿量比较低的空气时,相比无热型干燥机,微热型在综合能耗上具有一定优势 。
大流量压缩空气系统:对于流量在10m³/min以上的有油压缩空气系统,鼓风型干燥机是优先选择。它不仅节能,而且配置该干燥机的系统产气效率高,无需配置更大的空压机,从系统投资和长期运行成本来看都具有优势。
无油三级离心压缩机配套:由于离心机排气温度低湿度高,鼓风型干燥机在实现-20度及-40度压力露点时,综合能耗不逊色于余热吸干机,且设计余量充足,性能更有保障。
对露点苛刻的场合:鼓风型干燥机的再生系统独立于空压机,不受空压机运行工况的影响,性能稳定,特别适合对露点要求苛刻,需要高质量干燥压缩空气的场合,如一些高精度的制造行业。
大型化工企业、钢铁厂等能耗成本控制严格的企业:这些企业每天消耗的压缩空气量巨大,鼓风型干燥机的零气耗或低气耗设计,能在长期运行中为企业节省大量的能源开支,降低生产成本。
一般来说,无热型吸附式干燥机由于结构相对简单,没有复杂的加热系统,其设备采购成本最低。微热型干燥机增加了电加热器等部件,成本相对较高。鼓风型干燥机,尤其是零气耗型,由于其采用了特殊的鼓风再生系统和先进的节能设计,设备采购成本通常最高。但需要注意的是,设备采购成本只是初期投入,还需要综合考虑运行成本和维护成本。
1. 能耗成本:无热型干燥机的再生气耗量大,一般在12% - 15%左右,意味着大量的压缩空气被用于再生,造成能源浪费,能耗成本较高。微热型干燥机虽然再生气耗量比无热型少(约3% - 7%) ,但需要消耗电能来加热再生气,综合能耗适中。鼓风型干燥机,特别是零气耗型,再生时不消耗压缩空气,仅消耗电能用于鼓风机和加热器,相比之下,能耗成本最低。有气耗型的鼓风干燥机虽然也消耗少量成品气,但总体能耗仍低于无热和微热型。
2. 气源成本:如果企业的气源成本较高,那么无热型和微热型干燥机消耗大量成品气作为再生气,会显著增加运行成本。而鼓风型干燥机利用环境空气再生,大大降低了气源成本。
无热型干燥机没有加热器等复杂部件,故障点较少,维护相对简单,维护成本低。微热型干燥机需要定期检查和维护电加热器、冷却器等部件,维护频率和成本适中。鼓风型干燥机的维护主要集中在鼓风机和加热器上,只要定期进行保养,其可靠性较高,但一旦出现故障,维修难度和成本可能相对较高。
1. 根据压缩空气流量和压力:小流量、高压的压缩空气系统可优先考虑无热型吸附式干燥机;大流量系统则更适合鼓风型干燥机。
2. 依据对露点的要求:对露点要求不特别严格(如压力露点-20℃左右),且预算有限的场合,无热型干燥机是经济的选择;对露点要求在-40℃~ -60℃的高精度需求,微热型或鼓风型干燥机更为合适。
3. 考虑能耗和运行成本:如果企业对能耗成本控制严格,长期运行时间长,鼓风型干燥机,尤其是零气耗型,虽然初期设备采购成本高,但从长期运行成本来看,能为企业节省大量资金。对于运行时间短、气量小的情况,无热型干燥机的低设备成本和简单维护可能更具优势。
4. 结合应用场景和行业特点:不同行业对压缩空气质量和干燥机的性能要求不同。例如,电子、制药等行业对空气质量要求极高,应选择能满足其露点要求的微热型或鼓风型干燥机;而一些对成本敏感、工况简单的行业,可根据实际情况选择无热型干燥机。
无热、微热和鼓风型吸附式干燥机各有其特点和适用范围。企业在选择时,需要综合考虑压缩空气流量、压力、露点要求、能耗成本、设备采购成本、维护成本以及应用场景等多方面因素,权衡利弊,选择最适合自身生产需求的干燥机,以实现高效生产和成本控制的双重目标。