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1、高压微热再生吸附式干燥器设计摘 要： 常用的吸附式干燥器和加热再生吸附式干燥过滤器各有利弊，本文介绍一种高压微热再生吸附式干燥过滤器。其吸附周期短，一般为5 10 min，切换频繁； 加热吸附式干燥过滤器设备体积庞大，再生工作温度达300 ，加热时间长，吸附周期可长达 4 8 h 以上。本文将介绍一种高压微热再生吸附式干燥过滤器。高压微热再生吸附式干燥过滤器的基本原理是利用吸附剂在低温高压的情况下吸附能力强，在低压高温的情况下吸附能力弱的特点。它相比于高压无热再生吸附式干燥器，切换频率低，吸附周期长，对切换中使用的电磁阀和干燥塔中吸附剂的寿命影响小； 相比于高压加热再生吸附式干燥器，其体积小，
2、结构简单，所以该干燥器具有一定的实际应用性。高压微热再生吸附式干燥器侧重于解决再生时高压空气节流空气温度降低带来的负面效应，其次可达到延长吸附周期，进一步降低吸附剂粉化风险和减少高压阀门的切换次数 /1/view-6963430.htm关键词： 微热吸附式干燥器； 变压吸附； 压热吸附式过滤器。1 工艺流程设计高压微热再生吸附式干燥过滤器有以下部件组成前置过滤器、精密除油过滤器、吸附式干燥塔、后置过滤器、背压阀、减压阀、节流阀、单向阀、截止阀和再生空气加热器等。高压微热再生吸附式干燥器的工艺流程为： 湿压缩空气经过前置过滤器和精密除油过滤器后，通过两位两通阀进入到 A 塔进行吸附干燥，干燥后的
3、气体通过单向阀进入到管路，管路中的气体大部分经过后置过滤器和背压阀后作为成品气供给用户，少部分高压气体经过减压节流后，再经过电加热器加热升温后通过两位两通阀进入到 B 塔，对 B 塔中的吸附剂进行低压高温解析，解析后的废气通过两位两通阀经排气放空消音器排放到大气。2 前后置过滤器和除油过滤器的设置压缩机压缩后的高压气体中，含有大量的水分、灰尘和机械磨损产物。高压气体中的大量水分和杂质经过后冷却分离器时，被去除掉，但是仍有少量残余。压缩空气进入吸附塔干燥前有 2 个高压阀门 1 和 2，高压阀门对流通介质的品质要求较高，为了保证这 2 个阀门的工作可靠性和安全性，需要在前方设置前置过滤器。前置过
4、滤器在过滤空气中杂质的同时，也在一定程度上除去了气体中的水分。进入吸附塔前的高压空气中含有大量的油分，一定量的油分对气动元件具有一定的润滑作用，但是对吸附塔中的吸附剂有使其劣化的负面作用。油污经过长期累积，沾染在吸附剂的表面，会使吸附剂的吸附性能下降，达不到设计的要求，影响出口气的露点，所以需要在吸附塔前设置除油过滤器。后置过滤器的设置主要是为了防止在使用中，吸附塔中的干燥剂由于粉化，其细小粉末成为杂质，进入到高压空气系统。高压空气吸附式干燥过滤器中前、后置过滤器的滤芯一般选择粉末冶金材料，该材料具有耐压、耐温、高强度的特点； 精密除油过滤器则选用精密滤芯，依据凝聚式过滤机理，可达到除油、除水
5、、除尘的多重效果。3 吸附剂选型吸附剂对整个装置的使用性能具有极其重要的作用。整个装置的露点指标和吸附剂的吸附率密切相关，而吸附率又受吸附剂本身的性质、压力和温度的影响。常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。硅胶具有很强的亲水性，其动态吸附率可以达到6% ，缺点是吸附的水蒸气在毛细管中凝聚成液态水，遇到液态水滴时，颗粒会破裂，特别在有压力存在时这种情况更加明显。在对高压空气进行吸附和再生时，由于吸附剂受到周期性交变压力的冲击，所以不易使用硅胶。活性氧化铝对水有较强的亲合力，在一定操作条件下，它的干燥效果可达露点 -60以下。而它的再生温度又比分子筛低的多。活性氧化铝具有很高的表面硬度和抗压强
6、度，在静压力作用下不易破碎，在交变压力作用下也不易磨损。分子筛对极性分子尤其对水具有极大的亲和力，又有很大的比表面积，在压缩空气含水量较低及进气温度较高时均有较大的吸附能力，因此可用于深度干燥。分子筛的缺点是机械强度有限，抗水滴性能不强，在压力作用下容易破碎，长期使用由于粉化而使堆积比重增加，导致气流阻力上升，另外分子筛的完全再生温度在 300 以上，再生能耗很大。在本文中，高压吸附式干燥过滤器中的空气压力在10 42 MPa，制备压缩空气露点为 -40 的干燥器，选用活性氧化铝一方面可保证空气露点的要求，另一方面其抗水滴性好、硬度高可防止粉化； 若需要制备空气露点在 -70 以下，则需使用分
7、子筛才能保证指标要求。4 再生条件的确定高压无热再生干燥器不使用加热装置，其再生气直接使用高压成品气经节流减压获得。当压缩气体通过小孔绝热节流时，气体的压力随着温度的降低，温度也会成比例的下降，压缩空气平均压力每降低1 MPa，温度下降 0.1 0.2 。所以高压气体节流会使再生气的温度降低，再生气的温度越低越不利于吸附剂的解析，而微热再生吸附式干燥过滤器可以解决节流所带来的负面影响。氧化铝在100 和20 下的吸附量的差异比较大，这也成为选择微热再生的一个主要原因。而分子筛在100 下其吸附率仍然可以达到 14%，所以分子筛比较适用于具备完全再生温度的加热再生吸附式干燥器。再生空气温度确定在
8、 100 的优点有：（1） 再生气尾气温度低，便于排放（适用于特殊场合）；（2） 对附属器件的温度要求也比较低。针对以变压吸附原理为主的无热和微热吸附式干燥器，再生气的压力越低，再生时消耗的气量就越小，但是在实际中，高压气体受减压节流器件的限制，再生压力并不能达到很低。所以高压微热再生吸附式干燥过滤器的再生压力需要与理想再生压力之间取得一个平衡。5 干燥塔结构设计在传统的干燥塔中，封头和干燥塔体焊接在一起，通过管道过滤器的安装口将吸附剂填装好，然后再将管道过滤器安装到封头上。从这个流程中可以看出，吸附剂填装时就存在结构死角，吸附剂不可能完全压紧填实； 另一方面过滤器的长度使得过滤气体经过的路径
9、变短，气流总是选择最小阻力路径流通，减短了吸附床的有效吸附长度。改进后的干燥塔避免了填装死角，管道过滤器用过滤介质和滤网代替，顶部使用弹簧提供预紧力来进一步防止吸附剂在干燥塔中粉化； 过滤气体在干燥塔中流动的范围更加宽广。改进后的干燥塔还具有快拆的特点。快拆结构主要是采用了 D 形轴向抗剪螺栓作为连接件。该结构是针对传统的主螺栓或大螺纹套筒等连接方式存在结构笨重、装拆困难等缺点，设计开发的一种新型的高压容器顶盖密封法兰连接结构。干燥塔采用此结构，可以实现圆形平盖的快速装卸，只需将螺栓旋转 90即可实现拆装，同时具有结构部件制造方便、重量轻、密封可靠的特点。新型的干燥塔因此具有拆卸方便、防粉化的结构特点，使干燥塔的维修和吸附剂的更换更加方便。6 结论本文给出了高压空气微热再生吸附式干燥过滤器的设计方案，针对传统干燥塔结构存在的粉化问题，提出了新的改进方案，降低了吸附剂粉化问题所带来的负面影响而且实现了快速拆卸的功能。同时，它的吸附周期比加热再生吸附式干燥器要短，体积小，适用于一些有特殊要求的场合。参考文献：1 李大明.高压干燥器再生方式选择与应用J.压缩机技术，2007，（5） ： 34 -35.
