技術(shù)培訓(xùn)上冊

壓縮空氣凈化設(shè)備教材資料〔上冊〕杭州山立凈化設(shè)備前言壓縮空氣作為動(dòng)力源已有一百多年的歷史，從世界范圍來說，懂得對壓縮空氣進(jìn)行凈化處理有五十多年，而明確對壓縮空氣進(jìn)行質(zhì)量分等級(jí)那么是在國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布ISO8573.1?壓縮空氣—第一局部一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)?之后。如果從1982年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開始討論標(biāo)準(zhǔn)算起，至今也只有二十余年的歷史。壓縮空氣凈化是一門新興的技術(shù)。作為現(xiàn)代工業(yè)的新興動(dòng)力他涉及工程熱力學(xué)、氣體力學(xué)、流體力學(xué)、化工別離、傳熱傳質(zhì)、吸收吸附及材料、制冷技術(shù)等許多學(xué)科理論，是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)。至今在我國高校中尚無相關(guān)的專業(yè)，這方面的專著也很少。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，壓縮空氣的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其作用也已逐漸被接受。應(yīng)此，自20世紀(jì)90年代以來，以精密過濾器和冷凍枯燥機(jī)、吸附式枯燥器為代表的壓縮空氣凈化設(shè)備在我國迅速興起。經(jīng)過廣闊同業(yè)人士的艱苦努力，壓縮空氣凈化設(shè)備在我國很快得到普及，應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大?，F(xiàn)在涉及的行業(yè)有化工、電力、礦業(yè)、冶金、紡織、醫(yī)藥、儀表、生物、化纖、電子、空分、卷煙、日化、輕工、造紙、橡膠、汽車制造等等。為了滿足目前日益成熟的市場，就必須不斷提高企業(yè)的核心技術(shù)以及技術(shù)的普及率。在技術(shù)方面公司已經(jīng)啟動(dòng)研發(fā)機(jī)制，準(zhǔn)備利用高性能、超可靠的整體優(yōu)越的先進(jìn)產(chǎn)品向國內(nèi)外市場發(fā)起強(qiáng)有力的沖擊。作為山立的一員，我們要做的就是不斷的提高自身技術(shù)水平，以滿足各自工作崗位的技術(shù)要求。目錄氣源系統(tǒng)的介紹1-1氣源系統(tǒng)1-2氣源凈化系統(tǒng)的作用1-3氣源質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)有那些？相關(guān)知識(shí)2-1什么叫空氣？什么叫濕空氣？2-2什么叫飽和空氣？2-3未飽和空氣在什么條件下成為飽和空氣？2-4什么是大氣壓？什么是絕對壓力？什么是表壓力？2-5什么叫溫度？常用溫度單位有那些？2-6濕空氣中水蒸氣分壓力指的是什么？2-7什么叫空氣的濕度？濕度有那幾種？2-8什么叫含濕量？含濕量怎樣計(jì)算？2-9飽和空氣中水蒸氣的密度取決于什么？2-10空氣在加壓狀態(tài)下〔即壓縮空氣〕的相對濕度及含水量是怎樣確定的？2-11什么是空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)？2-12什么是熱量？2-13什么是顯熱？什么是潛熱？2-14什么是空氣的焓值？怎樣計(jì)算？2-15什么是壓縮空氣？有那些特點(diǎn)？2-16壓縮空氣里含有那些雜質(zhì)？2-17壓縮空氣枯燥方法有哪幾種？2-18什么叫露點(diǎn)？它和什么有關(guān)？2-19什么是“壓力露點(diǎn)〞？2-20“壓力露點(diǎn)〞與“常壓露點(diǎn)〞有什么關(guān)系？2-21壓縮空氣露點(diǎn)用什么儀器來測量？2-22用露點(diǎn)儀測量壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意什么？2-23壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞應(yīng)在枯燥機(jī)哪個(gè)部位測量？三、冷干機(jī)結(jié)構(gòu)原理及結(jié)構(gòu)3-1冷干機(jī)原理3-2冷干機(jī)概述及分類3-3冷干機(jī)負(fù)荷上下取決于哪些因素3-4預(yù)冷器原理和結(jié)構(gòu)3-5蒸發(fā)器原理及結(jié)構(gòu)3-6氣水別離器3-7自動(dòng)排水器3-8冷凝器3-9壓縮機(jī)四、吸干機(jī)結(jié)構(gòu)原理及結(jié)構(gòu)4-1吸干機(jī)原理概述4-2吸干機(jī)分類4-3吸干機(jī)物理吸附介紹4-4吸干機(jī)吸附劑的再生過程4-5幾種常用吸附劑介紹4-6控制系統(tǒng)4-7影響吸附枯燥器露點(diǎn)的因素有哪些4-8無熱吸干機(jī)4-9微熱吸干機(jī)一、氣源系統(tǒng)的介紹1-1氣源系統(tǒng)由產(chǎn)生、處理和儲(chǔ)存壓縮空氣的設(shè)備所組成的系統(tǒng)稱為氣源系統(tǒng)。典型的氣源系統(tǒng)由以下幾局部組成：空氣壓縮機(jī)、后部冷卻器、過濾器〔包括前置過濾器、油水別離器、管道過濾器、除油過濾器、除臭過濾器、滅菌過濾器等等〕、穩(wěn)壓儲(chǔ)氣罐、枯燥機(jī)〔冷凍式或吸附式〕、自動(dòng)排水排污器及輸氣管道、管路閥件、儀表等。上述設(shè)備根據(jù)工藝流程的不同需要，組合成完整的氣源系統(tǒng)。1-2氣源凈化系統(tǒng)的作用從空壓機(jī)輸出的壓縮空氣中含有大量有害雜質(zhì)，不通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄈコ@些雜質(zhì)，會(huì)對氣源系統(tǒng)造成很大的危害：變質(zhì)的潤滑油〔油分〕會(huì)使橡膠、塑料、密封材料變質(zhì)，堵塞小孔，造成閥類動(dòng)作失靈，污染產(chǎn)品；水分和粉塵會(huì)造成金屬器件、管道生銹腐蝕，造成運(yùn)動(dòng)部件卡死或磨損，使氣動(dòng)元件動(dòng)作失靈和漏氣，水分和塵土還會(huì)堵塞節(jié)流小孔或過濾網(wǎng)；在寒冷地區(qū)，水分結(jié)冰會(huì)造成管道凍結(jié)或凍裂;由于空氣質(zhì)量不良，使氣動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命大大降低，由此造成的損失往往大大超過氣源處理裝置的本錢和維修費(fèi)用，故正確選用氣源處理系統(tǒng)是絕對必要的。1-3氣源質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不同用戶對氣源質(zhì)量有不同要求。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13277-91?一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)?〔等效采用LSO8573〕就是為此而制訂的。該標(biāo)準(zhǔn)對壓縮空氣中固體粒子、水分及含油量作出了量的規(guī)定。從更廣的意義上講，一個(gè)良好的氣源還應(yīng)當(dāng)在使用過程中壓力是穩(wěn)定的，對周圍環(huán)境造成的污染是最小的。二、相關(guān)知識(shí)2-1什么叫空氣？什么叫濕空氣？答：地球周圍的大氣，我們習(xí)慣上稱它作空氣。自然界中的空氣是由多種氣體〔O2、N2、CO2……等〕混合而成的，水蒸氣是其中的一種。含有一定量水蒸氣的空氣叫濕空氣，不含水蒸氣的空氣叫干空氣。我們周圍的空氣都是濕空氣。在一定海拔高度下，干空氣的組成成分及比例根本穩(wěn)定不變，它對整個(gè)濕空氣的熱工性能無特殊意義。濕空氣中的水蒸氣量雖然不大，但含量的變化對濕空氣的物理性質(zhì)影響很大。水蒸氣含量的多少?zèng)Q定了空氣枯燥和潮濕程度。冷干機(jī)的工作對象就是濕空氣。2-2什么叫飽和空氣？答：在一定的溫度和壓力條件下，濕空氣中水蒸氣的含量〔即水蒸氣密度〕是有一定限度的；在某一溫度下，所含水蒸氣的量到達(dá)最大可能含量時(shí)，這時(shí)的濕空氣叫飽和空氣。水蒸氣未達(dá)最大可能含量時(shí)的濕空氣就叫未飽和空氣。2-3未飽和空氣在什么條件下成為飽和空氣？答：在含水量不變的情況下，通過降低未飽和空氣的溫度可使之成為飽和氣。未飽和空氣在成為飽和空氣的瞬間，濕空氣中會(huì)有液態(tài)水珠凝結(jié)出來，這一現(xiàn)象稱之為“結(jié)露〞。2-4什么是大氣壓？什么是絕對壓力？什么是表壓力？答：包圍在地球外表一層很厚的大氣層對地球外表或外表物體所造成的壓力稱為“大氣壓〞，符號(hào)為B；直接作用于容器或物體外表的壓力，稱為“絕對壓力〞，絕對壓力值以絕對真空作為起點(diǎn)，符號(hào)為PABS；用壓力表、真空表、U形管等儀器測出來的壓力叫“表壓力〞〔又叫相對壓力〕，“表壓力〞以大氣壓力為起點(diǎn)，符號(hào)為Pg。三者之間的關(guān)系是PABS=Pg+B壓力的法定單位是帕〔Pa〕，大一些單位單位是兆帕〔MPa〕1MPa=106Pa1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=0.1013MPa在舊的單位制中，壓力用kgf/cm2〔公斤/平方厘米〕作單位1kgf/cm2=0.098MPa。2-5什么叫溫度？常用溫度單位有那些？答：溫度是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值。絕對溫度：以氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的最低極限溫度為起點(diǎn)的溫度，記為T。單位為“開〔開爾文〕〞，單位符號(hào)為K。攝氏溫度：以冰的融點(diǎn)為起點(diǎn)的溫度，單位為“攝氏度〞，單位符號(hào)為℃此外英美國家還經(jīng)常用“華氏溫度〞，單位符號(hào)為°F。溫度單位之間的換算關(guān)系是：T〔K〕=t〔℃〕+273.16t〔°F〕=1.8t〔℃〕+322-6濕空氣中水蒸氣分壓力指的是什么？答：濕空氣是水蒸氣與干空氣組成的混合物，在一定體積的濕空氣里水蒸氣所占的份量〔以重量計(jì)〕通常比干空氣要少得多，但它占有與干空氣相同的體積，也具有相同的溫度。濕空氣所具有的壓力是各組成氣體〔即干空氣與濕空氣〕分壓力的和。濕空氣中水蒸氣所具有的壓力，稱為水蒸氣分壓力，記作Ps。其值反映了濕空氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越高，水蒸氣分壓力也越高。飽和空氣中水蒸氣分壓力叫水蒸氣飽和分壓Psb。2-7什么叫空氣的濕度？濕度有幾種？答：表示空氣干濕程度的物理量叫“濕度〞。常用的濕度表示方法有“絕對濕度〞、“相對濕度〞和“含濕量〞。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1m3容積中濕空氣含有水蒸氣的重量稱為“絕對濕度〞，單位是g/m3。絕對濕度只說明單位體積濕空氣中，含有多少水蒸氣，而不能表示濕空氣吸收水蒸氣的能力，即不能表示濕空氣的潮濕程度。絕對濕度也就是濕空氣中水蒸氣的密度。濕空氣中實(shí)際所含的水蒸氣量與同溫度下最大可能含有水蒸氣量的比值稱“相對濕度〞，相對濕度ψ在0-100%之間。ψ值越小，空氣越枯燥，吸水能力越強(qiáng)。ψ值越大，空氣越潮濕，吸水能力越弱。2-8什么叫含濕量？含濕量怎樣計(jì)算？答：在濕空氣中，1Kg干空氣含有水蒸氣的重量叫做“含濕量〞，常用d來表示，單位：g/kg干空氣。含濕量的計(jì)算公式是：PsψPsbd=622·───或d=622·────P-PsP-ψPsb式中：P-空氣壓力〔Pa〕，Ps-水蒸氣分壓力〔Pa〕，Psb-飽和水蒸氣分壓〔Pa〕，ψ-相對濕度(%)。從上式可以看出，含濕量d幾乎同水蒸氣分壓力Ps成正比，而同空氣總壓力P成反比。d確切反映了空氣中含有的水蒸氣量的多少。由于在某一地區(qū)，大氣壓力根本上是定值，所以空氣含濕量僅同水蒸氣分壓力Ps有關(guān)。2-9飽和空氣中水蒸氣的密度取決于什么？答：空氣中水蒸氣的含量〔水蒸氣密度〕是有限度的。在氣動(dòng)壓力〔2Mpa〕范圍內(nèi)，可認(rèn)為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度的上下而和空氣壓力大小無關(guān)，溫度越高，飽和水蒸氣的密度越大。譬如，在40℃時(shí)1m3空氣，不管其壓力是0.1MPa還是1.0MPa，它的飽和水蒸氣密度都是51g。2-10空氣在加壓狀態(tài)下〔即壓縮空氣〕的相對濕度及含水量是怎樣確定的？答：從題1-8中知道，當(dāng)壓力P提高后，空氣中飽和含濕量將減小。壓縮空氣的相對濕度ψ′及實(shí)際含水量ρ′s由下式確定：Pb?P′ψ′=ψ───ρs′=ψ′?ρb′(kg/m3)Pb′?P式中P、P′-- 壓縮前后空氣的絕對壓力〔pa〕Pb、Pb′--壓縮前后與各自溫度下的飽和水蒸氣分壓〔pa〕ψ—壓縮空氣的相對濕度〔%〕ψ′--壓縮前后空氣的相對濕度〔%〕ρb′—壓縮后與其溫度相對應(yīng)的飽和水蒸氣密度〔g/m3〕假設(shè)ψ′=100%，那么壓縮空氣處于飽和狀態(tài)。壓縮空氣的飽和水蒸氣分壓：Pb?P′Pb′=ψ———〔pa〕P該式可用來確定壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞與常壓露點(diǎn)的對應(yīng)換算關(guān)系。2-11什么是空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)？答：在溫度t=20℃,絕對壓力P=0.1Mpa，相對濕度ψ=65％時(shí)的空氣狀態(tài)叫空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣密度是1.185kg/m3?！部諌簷C(jī)排氣量、枯燥機(jī)、過濾器等后處理設(shè)備的處理能力都是以空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量來標(biāo)注的，單位寫作Nm3/min,也可在m3/min后加ANR〕。實(shí)際空氣狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)通過狀態(tài)方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換。狀態(tài)方程有多種形式，其中一種形式是：P1V1P0V0——=——T1T0式中：P—?dú)怏w的絕對壓力〔pa〕,V—?dú)怏w的比容〔m3/kg〕,T—?dú)怏w的溫度(K)(單位符號(hào)帶腳標(biāo)0的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)參量，帶1的是實(shí)際狀態(tài)參量)因?yàn)榧訅呵昂罂諝赓|(zhì)量是不變的，利用狀態(tài)方程可以計(jì)算出加壓后空氣的體積:P0V0V1=———〔假定T1=T0〕P12-12什么是熱量？答：熱量是能量的一種形式。在物理學(xué)中用“比熱〞來計(jì)算熱量，即Q=G?c?(t1-t2),式中：Q—熱量，G—物體的質(zhì)量，c—物體的比熱，t1、t2—物體的初溫和終溫。熱量單位是J(焦耳)。熱量是依靠溫差〔即t1-t2〕傳遞的能量，沒有溫差就無所謂熱量傳遞。根據(jù)熱力學(xué)定律，熱量能通過對流、傳導(dǎo)、輻射等形式，從高溫端向低溫端自發(fā)傳遞。在沒有外功耗情況下，熱量永遠(yuǎn)不可能作反向傳遞。2-13什么是顯熱？什么是潛熱？答：物體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而不改變其原有相態(tài)所需吸收或放出的熱量稱為“顯熱〞。它能使人們有明顯的冷熱變化感覺，通?？捎脺囟扔?jì)測量出來?！踩鐚⑺畯?0℃的升高到80℃所吸收到的熱量，就叫顯熱?！吃谖矬w吸收或放出熱量過程中，其相態(tài)發(fā)生了變化〔如氣體變液體……〕，但溫度不發(fā)生變化，這種吸收或放出的熱量叫“潛熱〞?！皾摕屺暡荒苡脺囟扔?jì)測量出來，人體也無法感受到，但可通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算出來。飽和空氣在吸收一定冷量〔即放出熱量〕后，一局部水蒸氣會(huì)相變成液態(tài)水，而此時(shí)飽和空氣溫度并不下降，這局部放出的熱量就是“潛熱〞。2-14什么是空氣的焓值？怎樣計(jì)算？答：空氣的焓值是指空氣所含有的總熱量，通常以干空氣的單位質(zhì)量為基準(zhǔn)。焓用符號(hào)i表示，單位是kj/kg干空氣。濕空氣焓值等于1kg干空氣的焓值與dkg水蒸氣焓值之和。濕空氣焓計(jì)算公式為：i=1.01t+(2500+1.84t)d或i=(1.01+1.84d)t+2500d(kj/kg干空氣)式中：t—空氣溫度℃d—空氣的含濕量g/kg干空氣干空氣的平均定壓比熱kj/(kg?k)1.84—水蒸氣的平均定壓比熱kj/(kg?k)2500—0℃時(shí)水的汽化潛熱kj/kg由上式可以看出：(1.01+1.84d)t是隨溫度變化的熱量，即“顯熱〞；而2500d那么是0℃時(shí)dkg水的汽化潛熱，它僅隨含濕量而變化，與溫度無關(guān)，即是“潛熱〞。上式經(jīng)常用來計(jì)算冷干機(jī)的熱負(fù)荷。2-15什么是壓縮空氣？有那些特點(diǎn)？答：空氣具有可壓縮性，經(jīng)空氣壓縮機(jī)做機(jī)械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動(dòng)力源。與其它能源比，它具有以下明顯的特點(diǎn)：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險(xiǎn)，不怕超負(fù)荷，能在許多不利環(huán)境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。2-16壓縮空氣里含有那些雜質(zhì)？答：空壓機(jī)排出的壓縮空氣里含有很多雜質(zhì)：①水，包括水霧、水蒸氣、凝結(jié)水；②油，包括油污、油蒸氣；③各種固態(tài)物質(zhì)如：銹泥、金屬粉末、橡膠細(xì)末、焦油粒及濾材、密封材料的細(xì)末等；此外還有多種有害的化學(xué)異味物質(zhì)等。2-17壓縮空氣枯燥方法有哪幾種？答：壓縮空氣可以通過加壓、降溫、吸附等方法來除去其中的水蒸氣，可通過加熱、過濾、機(jī)械別離等方法除去液態(tài)水分。冷凍式枯燥機(jī)就是對壓縮空氣進(jìn)行降溫來排除其中所含水蒸氣，獲得相對枯燥壓縮空氣的一種設(shè)備。2-18什么叫露點(diǎn)？它和什么有關(guān)？答：未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變〔即保持絕對含水量不變〕情況下降低溫度，使之到達(dá)飽和狀態(tài)時(shí)的溫度叫“露點(diǎn)〞。溫度降至露點(diǎn)時(shí)，濕空氣中便有凝結(jié)水滴析出。濕空氣的露點(diǎn)不僅與溫度有關(guān)，而且與濕空氣中水分含量的多少有關(guān)，含水量大的露點(diǎn)高，含水量少的露點(diǎn)低。2-19什么是“壓力露點(diǎn)〞？答：濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度上升。壓縮空氣冷卻時(shí)，相對濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對濕度達(dá)100％時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的溫度就是壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞。2-20“壓力露點(diǎn)〞與“常壓露點(diǎn)〞有什么關(guān)系？答：“壓力露點(diǎn)〞與常壓露點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系與“壓縮比〞有關(guān),一般用圖表來表示。在“壓力露點(diǎn)〞相同情況下，“壓縮比〞越大，所對應(yīng)的常壓露點(diǎn)越低。例如：0.7MPa的壓縮空氣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，相當(dāng)于常壓露點(diǎn)為-23℃。當(dāng)壓力提高到1.0MPa時(shí)，同樣壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，對應(yīng)的常壓露點(diǎn)降到-28℃2-21壓縮空氣露點(diǎn)用什么儀器來測量？答：壓力露點(diǎn)單位雖然是℃，但它的內(nèi)涵是壓縮空氣的含水量。因此測量露點(diǎn)實(shí)際上就是測空氣的含水量。測量壓縮空氣露點(diǎn)的儀器很多，有用氮?dú)狻⒁颐训茸骼湓吹摹扮R面露點(diǎn)儀〞，有用五氧化二磷、氯化鋰等作電解質(zhì)的“電解濕度計(jì)〞等等。目前工業(yè)上普遍使用專用的氣體露點(diǎn)計(jì)來測量壓縮空氣的露點(diǎn)，如英國的SHAW露點(diǎn)儀，該儀器的測量范圍可達(dá)-80℃。2-22用露點(diǎn)儀測量壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意什么？答：用露點(diǎn)儀測量空氣露點(diǎn)，特別是在被測空氣含水量極低時(shí)，操作要十分仔細(xì)和耐心。氣體采樣設(shè)備及連接管路必須是枯燥的〔至少要比被測氣體枯燥〕，管路連接應(yīng)是完全密封的，氣體流速應(yīng)按規(guī)定選取，而且要求有足夠長的預(yù)處理時(shí)間，稍一不慎，就會(huì)帶來很大誤差。實(shí)際證明用五氧化二磷作電解質(zhì)的“微水分測定儀〞來測量經(jīng)冷干機(jī)處理的壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞時(shí)，誤差很大。據(jù)廠家解釋，這是由于在測試過程中壓縮空氣會(huì)產(chǎn)生“二次電解〞，使讀數(shù)值比實(shí)際高。并且冷干機(jī)處理后的壓縮空氣含水量約在1000ppm左右，已超出了該儀器的測量范圍。所以在測量經(jīng)冷干機(jī)處理的壓縮空氣露點(diǎn)時(shí)，不應(yīng)當(dāng)使用這類儀器。2-23壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞應(yīng)在枯燥機(jī)哪個(gè)部位測量？答：用露點(diǎn)儀測量壓縮空氣“壓力露點(diǎn)〞，取樣點(diǎn)應(yīng)放在枯燥機(jī)的排氣管道內(nèi)，且樣氣中不能含有液態(tài)水滴。其他采樣點(diǎn)測出的露點(diǎn)都有誤差。三、冷干機(jī)結(jié)構(gòu)原理及結(jié)構(gòu)3-1冷干機(jī)原理我們已經(jīng)了解到，壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的：在保持壓縮空氣壓力根本不變的情況下，降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷干機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)枯燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。冷干機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)根本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。其工作過程如圖3-1所示。圖3-1冷干機(jī)制冷系統(tǒng)流程圖制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓〔低溫〕制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi)，制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力、溫度同時(shí)升高；高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比擬低的冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換，制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來，制冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥，經(jīng)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化〔俗稱“蒸發(fā)〞〕，而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水；蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過程，從而完成了一個(gè)循環(huán)。

在冷干機(jī)的制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量，實(shí)現(xiàn)脫水枯燥的目的。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)〔如水或空氣〕帶走。膨脹閥/節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大局部。除了上述部件外，冷干機(jī)還包含能量調(diào)節(jié)閥、上下壓保護(hù)器、自動(dòng)排污閥、控制系統(tǒng)等部件。3-2冷干機(jī)概述及分類經(jīng)過空氣壓縮機(jī)壓縮、后部冷卻器冷卻、氣水別離器別離、緩沖罐穩(wěn)壓后的壓縮空氣一般都處于飽和狀態(tài)，其相對濕度為100%，而且含有油、固體顆粒等雜質(zhì)，這種壓縮空氣是不能直接使用的，需要進(jìn)行枯燥凈化處理。

工業(yè)上曾有三種方法用于壓縮空氣的枯燥處理，它們是：利用吸附劑對壓縮空氣中的水蒸氣具有選擇性吸附的特性進(jìn)行脫水干燥。如吸附式壓縮空氣枯燥機(jī)。利用某些化學(xué)物質(zhì)的潮解特性進(jìn)行脫水枯燥。如潮解式壓縮空氣枯燥機(jī)。利用壓縮空氣中水蒸氣分壓由壓縮空氣溫度的上下決定的特性進(jìn)行降溫脫水枯燥。如冷凍式壓縮空氣枯燥機(jī)。在上述三種壓縮空氣枯燥設(shè)備中，潮解式壓縮空氣枯燥機(jī)已根本淘汰；而冷凍式壓縮空氣枯燥機(jī)〔以下簡稱“冷干機(jī)〞〕和吸附式壓縮空氣枯燥機(jī)〔以下簡稱“吸干機(jī)〞〕正在被廣泛應(yīng)用。冷凍枯燥機(jī)與吸附式枯燥機(jī)相比具有以下特點(diǎn)：沒有壓縮空氣消耗——大局部用戶對壓縮空氣露點(diǎn)要求并不是很高，如使用冷干機(jī)可比使用吸干機(jī)來得節(jié)省能源；無閥件磨損——吸干機(jī)有切換閥的問題，雖然冷干機(jī)中也有閥件，但是根本無磨損問題；不需要定期添加、更換吸附劑；運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低；吸干機(jī)有吸附塔卸壓的噪聲，在空壓房里，一般聽不到冷干機(jī)的運(yùn)行噪聲；日常維護(hù)較簡單，只要按時(shí)清洗自動(dòng)排水器濾網(wǎng)即可；對氣源的前置預(yù)處理要求不高，一般的油水別離器即可滿足冷干機(jī)對進(jìn)氣質(zhì)量的要求；與吸附枯燥機(jī)相比，經(jīng)冷干機(jī)處理后的壓縮空氣“壓力露點(diǎn)〞只能到達(dá)0℃以上，因此氣體的枯燥深度遠(yuǎn)不及吸干機(jī)。在一些的應(yīng)用領(lǐng)域中，用冷干機(jī)是達(dá)不到工藝對氣源枯燥度要求的，如氣動(dòng)儀表、電子工廠等。SLAD型冷干機(jī)〔本公司產(chǎn)品〕按冷凝器的冷卻方式分有風(fēng)冷型、水冷型兩種；按進(jìn)氣溫度上下分有高溫進(jìn)氣型〔80℃以下〕和常溫進(jìn)氣型〔45℃以下〕；按工作壓力分有低壓型〔0.3-0.6MPa〕、普通型〔0.6-0.95MPa〕和中、高壓型〔≥1.0MPa〕三類。SLAD型冷干機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有：——處理量〔Nm3/min)；——進(jìn)氣溫度〔℃〕；——工作壓力(MPa)；——壓力降(MPa)；——壓縮機(jī)功率或整機(jī)功率(Kw)——對風(fēng)冷式冷干機(jī)而言包括冷凝器冷卻風(fēng)扇電機(jī)功率；——冷卻水耗量(t/h)或冷卻風(fēng)量m3/h；——壓力露點(diǎn)〔℃〕。壓力露點(diǎn)與壓縮空氣的進(jìn)氣狀態(tài)和環(huán)境有關(guān)，因此我們一般不單獨(dú)保證冷干機(jī)的露點(diǎn)溫度，而只標(biāo)明在額定工況下的壓力露點(diǎn)值。3-3冷干機(jī)負(fù)荷上下取決于哪些因素冷干機(jī)負(fù)荷的上下取決于被處理壓縮空氣的含水量，含水量越多，負(fù)荷就越高。因此冷干機(jī)的工作負(fù)荷除了直接與被處理壓縮空氣的流量〔Nm3/min〕有關(guān)外，對冷干機(jī)負(fù)荷最有影響的參數(shù)還有：=1\*GB3①進(jìn)氣溫度，溫度越高，空氣含水量就越多，冷干機(jī)負(fù)荷也就越高；=2\*GB3②工作壓力：在溫度相同的條件下，飽和空氣壓力越低，含水量就越多，冷干機(jī)負(fù)荷也就越高。此外空壓機(jī)吸氣環(huán)境下的相對濕度對壓縮空氣的飽和含水量也有關(guān)系，因此也對冷干機(jī)工作負(fù)荷產(chǎn)生影響：相對濕度越大，飽和壓縮氣體中所含水分就越多，冷干機(jī)負(fù)荷越高。3-4預(yù)冷器原理和結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)冷干機(jī)具有預(yù)冷器，預(yù)冷器是一種空氣與空氣進(jìn)行熱交換的換熱器，一般為列管式換熱器〔也稱管殼式換熱器〕。

預(yù)冷器在冷干機(jī)里的主要作用是“回收〞被蒸發(fā)器冷卻后壓縮空氣所攜帶的冷量，并用這局部冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣〔即從空壓機(jī)排出，經(jīng)過后部冷卻器冷卻、再經(jīng)過氣水別離的溫度一般在40℃以上的飽和壓縮空氣〕，從而減輕了冷干機(jī)制冷系統(tǒng)的熱負(fù)荷，到達(dá)節(jié)約能的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預(yù)冷器里溫度得到上升，使輸送壓縮空氣的管道外壁不致因溫度低于環(huán)境溫度而出現(xiàn)的“結(jié)露〞現(xiàn)象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了枯燥后壓縮空氣的相對濕度〔一般小于20％〕，對防止金屬的銹蝕有利。有些用戶〔如與空分設(shè)備配套〕需要含水量低而且溫度也低的壓縮空氣，這時(shí)冷干機(jī)就不再設(shè)置預(yù)冷器了。由于不設(shè)置預(yù)冷器，冷空氣的冷量得不到回收利用，蒸發(fā)器熱負(fù)荷會(huì)增加很多。在這種情況下，不僅需要加大制冷壓縮機(jī)的功率來進(jìn)行能量補(bǔ)償，而且整個(gè)制冷系統(tǒng)的其它部件〔蒸發(fā)器、冷凝器及節(jié)流元器件〕都需要相應(yīng)增大。從能量回收角度講，我們總希望冷干機(jī)排氣溫度越高越好〔排氣溫度高，說明能量回收多〕，最好進(jìn)出口沒有溫差。但實(shí)際上是達(dá)不到這一點(diǎn)的，在空氣進(jìn)口溫度為45℃以下時(shí)，冷干機(jī)進(jìn)、出氣溫相差15℃以上的情況并不鮮見。這是因?yàn)椋耗芰坑袚p失；濕熱壓縮空氣在降溫時(shí)，由于內(nèi)含的局部水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體〔稱為“相變〞，相變時(shí)溫度沒有變化〕所吸收到的全部冷量中有一局部要用來支付相變潛熱，因而濕熱壓縮空氣溫度降幅比枯燥空氣的降溫幅度?。挥捎诳諝獾膫鳠崮は禂?shù)較小，導(dǎo)致?lián)Q熱器的傳熱系數(shù)也不大，在這種情況下要實(shí)現(xiàn)冷熱壓縮空氣之間徹底熱交換，必然要無限制地增大換熱面積，這是不可能的。因?yàn)樗欣涓蓹C(jī)都有本錢和體積的限制。圖3-2冷干機(jī)的預(yù)冷器結(jié)構(gòu)示意圖3-5蒸發(fā)器原理及結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器是一種換熱器,在制冷裝置中是產(chǎn)生和輸出冷量的設(shè)備,其功用是把被冷卻介質(zhì)的熱量傳遞給制冷劑。蒸發(fā)器是冷干機(jī)主要的換熱部件。結(jié)構(gòu)與預(yù)冷器不同，一般冷干機(jī)的蒸發(fā)器是由殼體和蒸發(fā)器芯組成，蒸發(fā)器芯由一簇套有鋁翅片的紫銅管組成。圖3-3為蒸發(fā)器芯照片，圖3-4為蒸發(fā)器工作流程示意圖。在蒸發(fā)器中，從預(yù)冷器流出的經(jīng)過預(yù)冷卻的壓縮空氣在殼層沿折流板上下流動(dòng)，制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，壓縮空氣被強(qiáng)制冷卻，其中大局部水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水排出機(jī)外，從而使壓縮空氣得到枯燥。圖3-3圖3-4蒸發(fā)器芯管內(nèi)液體制冷劑吸取壓縮空氣的熱量后蒸發(fā)成蒸汽，這一過程是相變過程，在制冷劑液體相變成氣體時(shí)，蒸發(fā)壓力保持不變，蒸發(fā)溫度在大局部時(shí)間里也保持不變〔在制冷劑完全蒸發(fā)成氣體后，在蒸發(fā)器末端會(huì)過熱，膨脹閥就是根據(jù)過熱度調(diào)節(jié)供液量的，具體可參閱有關(guān)制冷書籍〕，壓縮空氣在熱交換過程中溫度會(huì)越來越接近制冷劑的蒸發(fā)溫度。但由于受到冷干機(jī)結(jié)構(gòu)和本錢的限制，蒸發(fā)器換熱面積不可能無限增大，壓縮空氣與制冷劑之間的傳熱溫差總是存在的。因此壓縮空氣所能到達(dá)的溫度〔表觀露點(diǎn)溫度〕，在任何時(shí)候也不可能等于或低于蒸發(fā)溫度〔圖3-5〕。圖3-5蒸發(fā)器中溫度變化圖壓縮空氣最終被冷卻到的溫度值取決于多種因素，例如：制冷量、制冷劑的蒸發(fā)溫度〔蒸發(fā)壓力〕、蒸發(fā)器的換熱面積、壓縮空氣的流速、熱負(fù)荷等。在冷干機(jī)實(shí)際運(yùn)行中壓縮空氣的最終冷卻溫度值蒸發(fā)溫度高3－5℃是正常的。由于蒸發(fā)器的換熱介質(zhì)是熱力學(xué)性質(zhì)截然不同的壓縮空氣與制冷劑，制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)不空氣的導(dǎo)熱系數(shù)高得多，因此，蒸發(fā)器換熱效率的上下決定在壓縮空氣側(cè)。為了盡可能獲得較高的傳熱效率，應(yīng)加大壓縮空氣側(cè)的換熱面積以抵消其熱阻。我們采取的是在銅管外脹接鋁翅片的技術(shù)〔類似與家用空調(diào)〕。為什么冷干機(jī)的合理壓縮空氣露點(diǎn)溫度為0℃以上？要降低壓縮空氣溫度，勢必制冷劑的蒸發(fā)溫度也降得很低。冷干機(jī)在冷卻壓縮空氣時(shí)，蒸發(fā)器芯的翅片外表有一層膜狀冷凝水存在，如果由于蒸發(fā)溫度的降低使翅片外表溫度在零度以下，其外表冷凝水就可能結(jié)冰，這時(shí)：由于蒸發(fā)器內(nèi)膽翅片外表附著一層導(dǎo)熱系數(shù)小得多的冰，大大降低了換熱效率，壓縮空氣不能充分冷卻，同時(shí)由于吸收不到足夠的熱量，制冷劑蒸發(fā)溫度有進(jìn)一步降低的可能，如此循環(huán)的結(jié)果，必將給制冷系統(tǒng)帶來許多不良后果〔譬如產(chǎn)生“液壓縮〞〕；由于蒸發(fā)器內(nèi)膽翅片的間距不大，一旦翅片上結(jié)冰后會(huì)減少壓縮空氣的流通面積，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)箽饴范氯?，即“冰堵〞；從系統(tǒng)能耗來講，蒸發(fā)溫度過低導(dǎo)致壓縮機(jī)制冷系數(shù)大幅下降，能耗增加?？偵纤觯涓蓹C(jī)的壓縮露點(diǎn)溫度應(yīng)在0℃以上，相反，為了防止蒸發(fā)溫度過低，冷干機(jī)里設(shè)置了能量旁路保護(hù)〔由熱氣旁通閥實(shí)現(xiàn)〕。當(dāng)制冷劑蒸發(fā)壓力低到一定值時(shí)，熱氣旁路閥自動(dòng)翻開〔開度增大〕，將未經(jīng)冷凝高溫高壓制冷劑蒸汽直接注人蒸發(fā)器的入口〔或壓縮機(jī)入口〕，使蒸發(fā)壓力提升到正常水平。在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器的形式有多種，RSL型冷干機(jī)采用的是干式蒸發(fā)器并采用臥式安裝。在水蒸氣冷凝成水滴的過程中，首先會(huì)在蒸發(fā)器內(nèi)膽鋁翅片外表形成一層水膜，臥式安裝蒸發(fā)器可使水膜成珠狀下滴迅速更新?lián)Q熱外表。如果立式安裝水滴就會(huì)沿?fù)Q熱管外表成簾狀流動(dòng)，簾狀流動(dòng)使水膜變厚影響傳熱。制冷系統(tǒng)的臥式蒸發(fā)器可分“干式蒸發(fā)器〞和“滿液式蒸發(fā)器〞兩種。前者制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，空氣在管外流動(dòng)。滿液式蒸發(fā)器中，液體制冷劑在管外蒸發(fā)，被冷卻的壓縮空氣在管內(nèi)流動(dòng)，制冷劑將換熱銅管全部浸沒。滿液式蒸發(fā)器在冷干機(jī)中用得較少，原因是：不能通過采用外套片等方法來增加放熱系數(shù)較小側(cè)——壓縮空氣側(cè)的換熱面積以增強(qiáng)換熱效果；冷凍機(jī)油易溶于制冷劑，且不易排除，在滿液式蒸發(fā)器中既影響傳熱效果又影響回油，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致壓縮機(jī)缺油運(yùn)行；制冷劑充注量大。3-6氣水別離器(1)氣水別離器氣水別離器是冷干機(jī)的關(guān)鍵部件之一。濕熱壓縮空氣被預(yù)冷器和蒸發(fā)器冷卻后，會(huì)有大量的凝結(jié)液析出，這就需要用高效的手段把壓縮空氣和凝結(jié)液別離，實(shí)現(xiàn)真正枯燥壓縮空氣的目的，因此我們把蒸發(fā)器內(nèi)壓縮空氣溫度稱為“表觀露點(diǎn)溫度〞，經(jīng)過氣水別離器處理后的壓縮空氣才具有真正的露點(diǎn)溫度。在討論氣水別離器前我們先了解壓縮空氣中凝結(jié)液的存在狀態(tài)。在預(yù)冷器和蒸發(fā)器中，凝結(jié)液以兩種方式析出：直接與低溫固體外表〔如換熱管外外表、散熱翅片外表等〕接觸的水蒸氣、油蒸氣直接冷凝結(jié)露〔如同自然界地表結(jié)露過程〕；不與固體外表直接接觸的水蒸氣、油蒸氣那么以氣流本身挾帶的固態(tài)雜質(zhì)為“凝結(jié)核〞冷凝析出〔如同自然界云霧、雨形成過程〕。由于壓縮空氣攜帶的固體塵粒在凝結(jié)水生成過程中起著“凝結(jié)〞的作用，所以有人說，冷干機(jī)中凝結(jié)液的生成是壓縮空氣的“自凈〞過程。凝結(jié)液滴的初始粒徑取決于“凝結(jié)核〞的大小。在正常情況下進(jìn)入冷干機(jī)的壓縮空氣所含的固體雜質(zhì)粒徑一般在2μm左右，因此凝結(jié)液滴的初始粒徑也不大。凝結(jié)液滴按直徑大小可分為10μm以下的煙霧狀液滴和10μm以上的噴霧狀液滴兩種。液滴隨壓縮空氣流動(dòng)時(shí)，局部液滴之間、液滴與固體外表之間會(huì)不斷碰撞、集聚，其粒徑還會(huì)不斷增大。在本公司冷干機(jī)的蒸發(fā)器中，經(jīng)過特殊處理的鋁翅片具有捕捉凝結(jié)液滴的能力，使液滴變大、變重后快速流至蒸發(fā)器低部，因此在蒸發(fā)器內(nèi)有不少凝結(jié)液，因此我公司冷干機(jī)的蒸發(fā)器也安裝了自動(dòng)排水器。而有的廠家為了節(jié)省本錢，只在氣水別離安裝了自動(dòng)排水器。然而，在冷干機(jī)的運(yùn)行時(shí)，仍然有局部微細(xì)的凝結(jié)液滴與壓縮空氣一起離開蒸發(fā)器。實(shí)踐證明，雖然這一局部凝結(jié)液比留在蒸發(fā)器內(nèi)的凝結(jié)液少得多，但足可以影響壓縮空氣的露點(diǎn)溫度。因此，在冷干機(jī)中設(shè)置氣水別離器是必要的。根據(jù)不同的氣水別離方法，壓縮空氣中采用的氣水別離器類型有：擋板式別離器過濾式別離器旋風(fēng)別離器渦旋別離器。擋板別離器是慣性別離器的一種。這種別離器由多塊擋板組成“百葉窗〞式結(jié)構(gòu)。檔板材料對液態(tài)水滴應(yīng)有良好的浸潤作用，液滴在與擋板碰撞后，大局部會(huì)附著在擋板上，并在其外表生成很薄的一層液體后順著擋板流下來，在擋板邊緣集聚成更大顆粒的液滴，液滴在本身重力作用下與空氣別離。我公司冷干機(jī)的蒸發(fā)器就具有擋板別離器的功能。如用過濾器作冷干機(jī)的氣水別離器，確實(shí)可以到達(dá)很好的別離效果，因?yàn)檫^濾器對一定粒徑水滴的過濾效率可達(dá)100％。但實(shí)際上卻很少有冷干機(jī)用過濾器來作氣水別離用。這是因?yàn)檫^濾造成的壓力損失、維護(hù)更換濾芯的本錢都比擬大，不經(jīng)濟(jì)。

旋風(fēng)別離器也是一種慣性別離器，較多地用于氣固別離，如大氣除塵時(shí)作為預(yù)處理去除空氣中的較大顆粒。其原理是壓縮空氣沿筒壁切線方向進(jìn)入別離器后，在里面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，混在氣體中的液滴也跟著一起旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生離心力，質(zhì)量大的液滴所產(chǎn)生的離心力大，在離心力作用下大液滴向外壁移動(dòng)，碰到外壁〔也是擋板〕后再集聚長大并與氣體別離；而粒徑較小的液滴卻在氣體壓力作用下向呈負(fù)壓狀態(tài)的中心軸線遷移。廠家往往在旋風(fēng)別離器內(nèi)部增設(shè)螺旋擋板來增強(qiáng)別離效果〔同時(shí)也增加了壓力降〕。這種別離器的缺點(diǎn)是其別離效率在其額定處理量時(shí)較高，一但偏離其別離效率就比擬差，導(dǎo)致露點(diǎn)上升。

我公司的冷干機(jī)中安裝了“旋風(fēng)別離氣水別離器〞〔圖3-6〕，采用減速凝聚、導(dǎo)流加速的別離原理，使水別離效果從一般擋板式別離器的60%～70%提高到99%以上，真正確保了冷干機(jī)露點(diǎn)溫度和出氣品質(zhì)。圖3-6旋風(fēng)別離氣水別離器3-7自動(dòng)排水器冷干機(jī)工作時(shí)會(huì)在預(yù)冷器及蒸發(fā)器容器里積聚大量凝結(jié)水，如果不及時(shí)、徹底排出這些凝結(jié)液，冷于機(jī)就成了一只貯水器。這會(huì)導(dǎo)致：冷干機(jī)的排氣中大量夾帶液態(tài)水，使冷干機(jī)的工作失去意義；機(jī)內(nèi)凝結(jié)液要吸收局部冷量，使冷干機(jī)負(fù)荷增加，對節(jié)能不利；使壓縮空氣流通面積變小，空氣壓力降提高.因此，徹底、及時(shí)排除冷干機(jī)中的凝結(jié)水，是冷干機(jī)正常運(yùn)行的重要保證。冷干機(jī)常用的自動(dòng)排水器有四種：浮球式自動(dòng)排水器〔圖3-7〕。以日本SMC公司的產(chǎn)品最為著名，常用的有AD402型。倒桶式自動(dòng)排水器。電磁時(shí)間控制排水器〔圖3-8〕。以時(shí)間控制電磁閥的開啟周期和開啟時(shí)間，這一類在近幾年應(yīng)用較多。該類排水器排水時(shí)有大量的壓縮空氣排出，而且根據(jù)壓縮空氣中含水多少需要調(diào)節(jié)排水周期和排水時(shí)間。液位控制自動(dòng)排水器。這一類排水器是最節(jié)能的，排水時(shí)幾乎沒有壓縮空氣排出，但價(jià)格較高。這里著重介紹浮球式自動(dòng)排水器的工作原理〔其他自動(dòng)排水器工作原理參見制造商的說明書〕：當(dāng)排水器貯水杯內(nèi)的水位未到達(dá)一定高度時(shí)，壓縮空氣的壓力將浮球壓下關(guān)閉排水孔，就不會(huì)造成氣流泄漏；隨著貯水杯內(nèi)水位升高〔此時(shí)冷干機(jī)內(nèi)并不積水〕，在浮力的作用下浮球上升，升到一定高度便翻開排水孔，杯內(nèi)凝結(jié)水在氣壓作用下很快排出機(jī)外。凝結(jié)水排盡后浮球失去浮力，在其重力和氣壓作用下關(guān)閉排水孔。浮球式自動(dòng)排水器不僅在冷干機(jī)中得到應(yīng)用，而且可在貯氣罐、后冷卻器及過濾器等多種氣源處理設(shè)備上等處廣泛應(yīng)用。圖3-7圖3-8在冷干機(jī)中自動(dòng)排水器可以說是最易出故障的一個(gè)部件。這是因?yàn)槔涓蓹C(jī)所排出的凝結(jié)水并不是清潔水，而是混有固態(tài)雜質(zhì)〔灰塵、銹泥等〕、油污的稠狀液體〔自動(dòng)排水器又叫“自動(dòng)排污閥〞〕，而幾乎所有的自動(dòng)排水器的排水孔直徑都很小，容易被堵塞，因此自動(dòng)排水器〔除電磁式自排水器〕進(jìn)口處裝有一只濾網(wǎng)。但使用時(shí)間長了，濾網(wǎng)也會(huì)被油污雜質(zhì)堵塞，如果不及時(shí)清洗，將使自動(dòng)排水器失去作用。所以，每隔一定時(shí)間清洗排水器里的濾網(wǎng)是很重要的，也是冷干機(jī)的日常維護(hù)工作的內(nèi)容之一。因?yàn)樽詣?dòng)排水器是靠內(nèi)外壓差進(jìn)行排水的，因此在實(shí)際使用時(shí)要求有一定壓力才能工作，例如常用的AD-402型自動(dòng)排水器最低工作氣壓是0.15MPa，壓力太低因無法建立密封而出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。當(dāng)然壓力不能超過其額定工作壓力。在環(huán)境溫度低于零度時(shí)要放盡貯水杯內(nèi)的凝結(jié)水，以防結(jié)冰、凍裂。3-8冷凝器在冷干機(jī)中冷凝器的作用是將制冷壓縮機(jī)排出的高壓、過熱制冷劑蒸汽冷卻成為液態(tài)制冷劑。冷凝器的換熱量包括壓縮空氣降溫放出的熱量〔制冷量〕和制冷壓縮機(jī)的功率，冷凝器的熱負(fù)荷要比蒸發(fā)器大。

通常冷凝器分為風(fēng)冷式和水冷式兩種。因此冷干機(jī)也分為風(fēng)冷式冷干機(jī)和水冷式冷干機(jī)兩種。風(fēng)冷凝器為翅片式結(jié)構(gòu)，與家用空調(diào)的室外機(jī)類似；水冷凝器為列管式〔管殼式〕結(jié)構(gòu)。風(fēng)冷凝器不需要冷卻水，適合于供水困難地區(qū)或移動(dòng)性場合應(yīng)用。但風(fēng)〔空氣〕冷卻效果比水差得多，其體積比同規(guī)格的水冷凝器大，所以一般只適用于中、小型冷干機(jī)。風(fēng)冷凝器不適于在氣溫高或通風(fēng)不良、多粉塵的環(huán)境下使用。在冷凝器中，高溫、高壓的制冷劑蒸汽從冷凝器上部進(jìn)入冷凝器〔風(fēng)冷凝器走管內(nèi)，水冷凝器走殼體〕，與冷卻介質(zhì)進(jìn)行對流熱交換，冷媒氣體放出熱量后凝結(jié)成液體從冷凝器下部流出。3-9壓縮機(jī)(1)制冷壓縮機(jī)種類在壓縮式制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)有：活塞式、螺桿式、旋轉(zhuǎn)〔滑片〕式和渦旋式等四種，其中活塞式又分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。目前，冷干機(jī)采用最多的是全封閉〔包括活塞式、旋轉(zhuǎn)式和渦旋式〕壓縮機(jī)和半封閉活塞式壓縮機(jī)。(2)制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)制冷壓縮機(jī)的制冷量與其工況〔即蒸發(fā)溫度、冷凝溫度〕密切相關(guān)。同一臺(tái)壓縮機(jī)〔R22〕在空調(diào)工況〔t蒸=5℃，t冷=40℃〕下比在標(biāo)準(zhǔn)工況〔t蒸＝-15℃，t冷=℃〕下制冷量可大一倍左右。蒸發(fā)溫度低，壓縮機(jī)制冷量就少；冷凝溫度高，壓縮機(jī)制冷量就少。所以試圖通過降低冷干機(jī)的蒸發(fā)溫度來降低壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)〞并不經(jīng)濟(jì)的。我們知道氣體可以被壓縮而液體很難被一般的設(shè)備壓縮，反而會(huì)損壞氣體壓縮設(shè)備。在制冷設(shè)備中就有稱為“液擊〞的故障：在冷干機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的制冷劑液體過多或蒸發(fā)壓力太低〔此時(shí)，負(fù)荷較低或制冷量過大〕而無法完全被壓縮空氣蒸發(fā)，那么未蒸發(fā)的制冷劑液體會(huì)被吸入壓縮機(jī)內(nèi)部。由于制冷劑液體是不可壓縮的，在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中極易造成閥片被擊碎的現(xiàn)象，這就是“液擊〞。“液擊〞是制冷壓縮機(jī)最嚴(yán)重的故障之一，必須防止發(fā)生。

為了防止壓縮機(jī)產(chǎn)生“液擊〞，在冷干機(jī)中一般采取了以下措施：選用防液擊的制冷壓縮機(jī)；設(shè)置氣化器，保證只允許氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)；設(shè)置熱氣旁路閥。因?yàn)橹评鋲嚎s機(jī)的吸氣溫度常低于環(huán)境溫度，所以制冷壓縮機(jī)上部外表有時(shí)會(huì)“結(jié)露〞，這是正?，F(xiàn)象；但是如果吸氣溫度低于0℃時(shí)，就會(huì)“結(jié)霜〞，這說明制冷量可能過大，需要對冷干機(jī)進(jìn)行工作點(diǎn)調(diào)整。活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量由其排氣量決定的〔當(dāng)然也與蒸發(fā)溫度和冷凝溫度有關(guān)〕，排氣量決定于活塞直徑、行程及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。正常工作中壓縮機(jī)的工況根本不變，因此一般說來全封閉活塞式壓縮機(jī)制冷量是不可調(diào)節(jié)的。如果需要改變壓縮機(jī)制冷量，那么應(yīng)選用具有能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)〔卸載機(jī)構(gòu)〕的半封閉壓縮機(jī)或使用變頻技術(shù)改變壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。吸干機(jī)原理及結(jié)構(gòu)4-1吸干機(jī)原理概述利用吸附劑在不同壓力和溫度下的吸水性能不同這一特性來設(shè)計(jì)不同系列的吸干機(jī).4-2吸干機(jī)分類SLAD型吸干機(jī)〔本公司產(chǎn)品〕按吸附劑的吸附特性分有無熱再生吸附式枯燥機(jī)、微熱再生吸附式枯燥機(jī)兩種。SLAD型吸干機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有：——處理量〔Nm3/min)；——進(jìn)氣溫度〔℃〕；——工作壓力(MPa)；——壓力降(MPa)；——輸入功率(w)——對微熱再生吸附式枯燥機(jī)而言包括加熱器電阻功率；——常壓露點(diǎn)〔℃〕。4-3吸干機(jī)吸附劑的再生過程前面已經(jīng)提及，吸附過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。如果壓縮空氣與吸附劑有足夠長的接觸時(shí)間，吸附將到達(dá)一種動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)吸附平衡是在一定溫度與壓力條件下建立的。當(dāng)溫度和壓力改變時(shí)，系統(tǒng)原有的平衡關(guān)系將會(huì)被打破并建立一個(gè)新的平衡關(guān)系。圖4-1所示為水在吸附劑上的吸附等溫線和等壓線示意圖，它們共同描述了吸附過程的熱力學(xué)特性。圖4-1吸附劑性能曲線由圖4-1可知，一定溫度下，水〔吸附質(zhì)〕在吸附劑上的吸附量隨氣相中水蒸氣分壓增大而增大；一定水蒸氣分壓下，水的吸附量隨溫度升高而減少。這就說明在低溫、高壓下水分易被吸附；在高溫或低壓下水分易被解吸。吸干機(jī)就是利用吸附劑的這一性質(zhì)實(shí)現(xiàn)“吸附—再生—吸附…〞之間的轉(zhuǎn)換從而到達(dá)連續(xù)枯燥壓縮空氣的目的。從上述描述可知，吸附劑的再生方式有兩種：——無熱再生〔heatlessregeneration〕——有熱再生〔heatregeneration〕

根據(jù)吸附劑再生方式的不同，吸附循環(huán)可分為兩類：變壓吸附〔PressureSwingAdsorption簡稱PSA〕和變溫吸附〔TemperatureSwingAdsorption簡稱TSA〕。

變壓吸附就是吸附劑在較高水蒸氣分壓下〔未經(jīng)枯燥的濕壓縮空氣〕進(jìn)行吸附，在較低分壓下〔經(jīng)減壓后的枯燥空氣〕被解吸〔無熱再生〕。設(shè)定的吸附循環(huán)的周期比擬短〔一般在10分鐘以內(nèi)〕，吸附熱來不及散失就轉(zhuǎn)入再生，吸附床層溫度變化較小，因此可以近似看作等溫過程〔或?yàn)榱烁颈ＷC等溫過程的實(shí)現(xiàn)，吸附循環(huán)周期不能過長〕。

變溫吸附就是吸附劑在常溫下吸附，在較高的溫度下再生〔有熱再生〕。典型的有熱再生枯燥機(jī)是外加熱鼓風(fēng)再生枯燥機(jī)。在微熱再生枯燥機(jī)中，變溫吸附中也伴隨著壓力〔再生用枯燥氣〕的變化，因?yàn)榭菰镌偕諝鈮毫Φ陀谖絼┪綍r(shí)的空氣壓力，所以也稱之為變溫變壓吸附。由于吸附劑的比熱容較大而導(dǎo)熱率較小，加熱和冷卻所需的熱量和冷量均較大而且時(shí)間長，因此變溫吸附枯燥機(jī)除了結(jié)構(gòu)比變壓吸附枯燥機(jī)復(fù)雜——需要有加熱裝置外，工作周期也比變壓吸附的長，如外加熱鼓風(fēng)再生枯燥機(jī)一般為6-8小時(shí)。4-4幾種常用吸附劑介紹吸附劑是吸附別離的物質(zhì)根底。在工業(yè)上，不同的別離用途選用的吸附劑也不同，如在空分裝置中采用碳分子篩作為吸附劑，在水處理中常用活性炭作為吸附劑。在壓縮空氣枯燥脫水中常用的吸附劑有：硅膠〔SilicaGel〕活性氧化鋁〔ActivatedAluminiumOxide〕分子篩〔MolecularSieve〕幾乎所有吸附劑具有以下特點(diǎn)：具有很大的外表積；化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，一般不與接觸的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響；具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度；容易再生。表3-2常用吸附劑的性能特性活性氧化鋁硅膠分子篩活性炭顆粒大小mm2-92-81-61-6孔隙率%50-6050-6545-6052-75比外表積m2/g100-400300-800500-900100-1500微孔體積ml/g0.3–0.50.4–1.00.5–1.10.5–1.6孔徑15-10021-1004-1510-250比熱kcal/kg℃0.21–0.250.22–0.250.19–0.310.19堆比體積kg/m3600-900450-800600-900200-500靜態(tài)吸附量kg/kg0.2–0.30.2–0.40.3–0.50.5–0.9吸附溫度℃0-305-405-505–55再生溫度℃170-320140-250190-320110-180點(diǎn)燃溫度℃不易燃250-400吸附劑的性能中，比外表積、堆比密度和吸附量是重要的性能指標(biāo)。1、分子篩分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和極高的比外表積，所以具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)：按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子。因?yàn)榉肿雍Y具有十分單一的外表孔徑，比孔徑小的分子可以進(jìn)入孔穴內(nèi)，并被吸附于孔穴外表；比孔徑大的分子那么不能進(jìn)入，從而按分子直徑不同而把混合物別離開來，分子篩由此而得名。分子篩對極性分子和不飽和分子具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強(qiáng)。具有強(qiáng)烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空氣流速和含水量較低的情況下，仍有相當(dāng)高的吸水容量。常用的分子篩是結(jié)晶硅鋁酸鹽的多水化合物，其化學(xué)通式為：Mex/n［〔AlO2〕x〔SiO2〕y］·mH2O式中：Me——陽離子，通常為是鈉、鉀和鈣等金屬離子x/n——價(jià)數(shù)為n，可交換的金屬陽離子Me的數(shù)目m——結(jié)晶水的數(shù)目分子篩的缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度有限，抗水滴性能不強(qiáng)，在壓力作用下容易破碎，長期使用堆積比重可增加20％，另外再生能耗也比氧化鋁高。在具體使用中表現(xiàn)為以分子篩為吸附劑的枯燥機(jī)下游管線中的粉塵較多，因此必須在枯燥機(jī)出口處安裝粉塵過濾器。分子篩的種類比擬多，常用的有3A、4A、5A、13X分子篩等。其中A表示微孔直徑。壓縮空氣枯燥機(jī)中多用4A、5A，而13X常用在空分設(shè)備中。2、活性氧化鋁活性氧化鋁由氫氧化鋁Al(OH)3等加熱脫水而成。按其內(nèi)部主晶相成分為γ型和X-P型。在壓縮空氣吸附枯燥中使用的的通常是γ形態(tài)的活性氧化鋁，其活化溫度低于600℃?；钚匝趸X對水有較強(qiáng)的親合力，在一定操作條件下，它的枯燥度可達(dá)露點(diǎn)-70℃以下。而它的再生溫度又比分子篩低?；钚匝趸X具有很高的外表硬度和抗壓強(qiáng)度，在靜壓力作用下不易破碎，在交變壓力作用下不易磨損，很適宜作壓縮空氣吸附枯燥劑。3、硅膠硅膠是一種使用較早且比擬理想的吸附劑，尤其常用在外加熱鼓風(fēng)再生枯燥機(jī)中。硅膠有天然的，也有人工合成的。天然的多孔SiO2通常稱為硅藻土，人工合成的稱為硅膠，通常用水玻璃制取。氣體枯燥別離用的硅膠都是人工合成的多孔SiO2，具有雜質(zhì)少、化學(xué)穩(wěn)定性較高的特點(diǎn)，其耐熱耐磨性也很好。硅膠的靜態(tài)吸附量較高。硅膠的缺點(diǎn)是吸附的水蒸氣在凝成水滴或遇到液態(tài)水時(shí)，顆粒容易破碎，特別在有壓力存在情況下更為明顯。4-5控制系統(tǒng)吸附式壓縮空氣的控制方式有兩種。我們公司主要有機(jī)電控制、PC控制、PLC控制，而PC控制是本公司大多數(shù)型號(hào)吸干機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。根據(jù)事先確定的時(shí)序，控制器輸出信號(hào)控制切換閥和排放閥的切換，并不會(huì)隨壓縮空氣負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)時(shí)序。在時(shí)序控制時(shí)，吸干機(jī)的工作周期是一定的。例如由PLC控制的WXF無熱再生枯燥機(jī)的吸附/再生的工作周期為10分鐘，如圖4-2所示。在小負(fù)荷工況下，吸附塔內(nèi)吸附帶的寬度相對較小、移動(dòng)速度也較慢。如按固定工作周期切換，吸附帶遠(yuǎn)未到達(dá)吸附塔頂部之前〔吸附塔還有吸附能力〕已被切換而進(jìn)入再生狀態(tài)〔此時(shí)吸附塔的吸附能力是有充裕的〕，并用枯燥空氣去“再生〞并不潮濕的吸附劑，能源就會(huì)浪費(fèi)。

露點(diǎn)控制節(jié)能系統(tǒng)是為了讓吸干機(jī)盡可能地處于滿負(fù)荷狀態(tài)，最大限度的節(jié)省能源。露點(diǎn)節(jié)能控制系統(tǒng)由露點(diǎn)傳感儀和PLC組成。露點(diǎn)傳感儀安裝在枯燥機(jī)的出口處。我們把所需要的露點(diǎn)溫度設(shè)定在露點(diǎn)節(jié)能控制系統(tǒng)上，系統(tǒng)在線比照露點(diǎn)傳感頭測到的枯燥機(jī)出口露點(diǎn)溫度和設(shè)定值。當(dāng)實(shí)測值低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)不發(fā)出吸附/再生切換信號(hào)：吸附繼續(xù)進(jìn)行，而再生已在規(guī)定的時(shí)間里結(jié)束，即充壓后等待切換〔如圖2-33〕，此時(shí)沒有消耗再生空氣。當(dāng)吸干機(jī)出口露點(diǎn)溫度等于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出吸附/再生切換信號(hào)，進(jìn)入下一循環(huán)。圖4-2WXF型無熱再生枯燥器露點(diǎn)節(jié)能控制時(shí)序4-6吸干機(jī)物理吸附介紹當(dāng)流體〔包括氣體和液體〕與固體顆粒，特別是與某些多孔性顆粒接觸時(shí)，流體中的某些組分便富集于固體顆粒中，這過程叫“吸附過程〞。因此，吸附是非均相系統(tǒng)〔如氣體—固體系統(tǒng)〕中的兩相界面上發(fā)生的傳質(zhì)與富集過程。吸附操作的逆過程，稱為“解吸〞或“脫附〞，我們通常稱為“再生〞。具有一定選擇性吸附功能的多孔性固體物質(zhì)稱為“吸附劑〞，在吸附劑上富集的物質(zhì)稱為“吸附質(zhì)〞。在壓縮空氣枯燥中，吸附質(zhì)為水蒸氣。根據(jù)不同的外表作用，吸附過程可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類。前者也稱范德華吸附，它是由分子間作用力和靜電作用力引起的，后者是由化學(xué)鍵的形成引起的?；瘜W(xué)吸附的作用力強(qiáng)于物理吸附作用力，而且選擇性也高。壓縮空氣的吸附枯燥以物理吸附為主。當(dāng)待枯燥的壓縮空氣與吸附劑接觸時(shí)，空氣中的水分子擴(kuò)散到吸附劑上并因范德華引力而被吸附。與此同時(shí)，被吸附的水分子因本身的熱運(yùn)動(dòng)及外界氣態(tài)分子碰撞，有一局部離開吸附劑外表返回氣相，即發(fā)生脫附。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)水分子的吸附量與脫附量相等時(shí)，就到達(dá)了一個(gè)動(dòng)態(tài)吸附平衡，雖然吸附與脫附過程均在進(jìn)行但速度相等。此時(shí)，單位質(zhì)量吸附劑所吸附的水蒸氣量稱為吸附劑的“靜態(tài)吸附量〞，常用g(水)/kg(吸附劑)、或%表示。在實(shí)際生產(chǎn)中，吸附經(jīng)常在未到達(dá)吸附平衡時(shí)就結(jié)束，因?yàn)槲覀儾捎梦降哪康牟皇菫榱俗C明某種吸附劑的“靜態(tài)吸附量〞有多大，而是為了到達(dá)流體中兩種物質(zhì)的別離，如把壓縮空氣中的水蒸氣別離出去從而實(shí)現(xiàn)枯燥目的，因此吸附劑的“動(dòng)態(tài)吸附量〞才是吸干機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)然靜態(tài)吸附量與動(dòng)態(tài)吸附量是有密切聯(lián)系的。所謂的“動(dòng)態(tài)吸附量〞指當(dāng)濕空氣通過吸附劑床層后，當(dāng)吸干機(jī)出口壓縮空氣的露點(diǎn)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，吸附塔內(nèi)吸附劑所吸附水蒸氣的量，單位與靜態(tài)吸附量相同。很明顯，吸附劑的靜態(tài)吸附量比動(dòng)態(tài)吸附量大。靜態(tài)吸附量反映了吸附劑的性能，而動(dòng)態(tài)吸附量往往是由設(shè)計(jì)人員根據(jù)靜態(tài)吸附量、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)思路選定，它是吸干機(jī)的根本參數(shù)，吸附劑的充填量由它計(jì)算而得。吸附劑吸附吸附質(zhì)時(shí)，伴隨吸附過程所產(chǎn)生的熱效應(yīng)稱為“吸附熱〞，即吸附過程為放熱過程，與之相反，解吸過程為吸熱過程。不同吸附劑吸附不同物質(zhì)時(shí)放出的吸附熱是不同的，表3-1是三種常用吸附劑吸附水蒸氣時(shí)放出的吸附熱參考值。表3-1水蒸氣的吸附熱吸附劑吸附熱kJ/mol硅膠53.6活性氧化鋁51.9分子篩75.34-7影響吸附枯燥器露點(diǎn)的因素影響吸附枯燥器出口空氣含水量〔露點(diǎn)〕的因素很多，=1\*GB3①吸附劑；=2\*GB3②吸附率；=3\*GB3③結(jié)構(gòu)參數(shù)；=4\*GB3④進(jìn)氣狀態(tài)；〔這里所說的進(jìn)氣狀態(tài)是指在體積流量一定情況下濕空氣壓力P與進(jìn)氣溫度t。這兩個(gè)參數(shù)對出口露點(diǎn)的影響是非常敏感的?！?5\*GB3⑤吸附周期；=6\*GB3⑥殘存水量；=7\*GB3⑦吸附劑劣化。4-8無熱吸干機(jī)無熱再生枯燥機(jī)再生時(shí)外界沒有對其輸送熱量，而是采用了PSA〔PressureSwingAdsorption〕原理。這類枯燥機(jī)所需的再生枯燥空氣占其處理量的12-16%之間。再生枯燥空氣要降至大氣壓，以獲得更低的相對濕度。無熱再生吸干機(jī)的吸附劑通常為活性氧化鋁或分子篩?；钚匝趸X適用于壓縮空氣的進(jìn)口溫度不超過40℃、常壓露點(diǎn)一般不低于-40℃的場合；分子篩允許最高的壓縮空氣進(jìn)口溫度為55℃，常壓露點(diǎn)溫度可-70℃以下。在無熱再生枯燥機(jī)中，通過吸附劑吸附產(chǎn)生的溫升相對較少，因?yàn)槲降乃魵獠欢?。在正常運(yùn)行中，壓縮空氣的出口溫度比進(jìn)口溫度高約2-6℃。結(jié)構(gòu)布置和工作過程無熱再生枯燥機(jī)的結(jié)構(gòu)比擬簡單〔如圖4-3所示〕。吸附塔的底部安裝了篩網(wǎng)〔2〕，出口處安裝了圓柱狀的金屬絲網(wǎng)〔3〕以防止吸附劑被壓縮空氣吹出吸附塔。兩個(gè)吸附塔的進(jìn)出口分別由管道相互連接，為了使兩個(gè)塔之間進(jìn)行切換并獨(dú)立運(yùn)行，連接處安裝了相關(guān)閥門。無熱再生枯燥機(jī)下部的壓縮空氣進(jìn)口處一般設(shè)有四個(gè)閥門，分別稱為切換閥和排放閥，其中排放閥〔6〕控制吸附塔卸壓、再生氣排放和再生完成后吸附塔的“均壓〞；兩個(gè)切換閥〔1〕控制了壓縮空氣的流動(dòng)方向，即決定了吸附和再生的切換。在運(yùn)行時(shí)這四個(gè)閥門對角動(dòng)作。在小型吸干機(jī)中，采用電磁閥作為切換閥，在大型吸干機(jī)中采用氣動(dòng)球閥、氣動(dòng)蝶閥。圖4-3在吸干機(jī)上部出口處，枯燥后的壓縮空氣通過止回閥〔4〕進(jìn)入管網(wǎng)。同時(shí)，局部再生用枯燥空氣通過旁通管進(jìn)入需要再生的吸附塔，旁通管上安裝有孔板或球閥〔5〕，孔板孔徑或球閥開啟度決定于所需的再生氣量。無熱再生枯燥機(jī)的工作流程：枯燥機(jī)開機(jī)后，A塔吸附運(yùn)行，B塔再生。在預(yù)先設(shè)定的時(shí)序控制下，切換閥1-A翻開、1-B關(guān)閉，排放閥6-B翻開、6-A關(guān)閉，濕空氣進(jìn)入A塔，枯燥后的空氣通過止回閥4-A排入下游管線；局部枯燥壓縮空氣在壓差的作用下通過孔板〔5〕流向B塔，其壓力被降至接近大氣壓，由于降壓后空氣體積同比例增大，使再生用空氣的相對濕度只有枯燥空氣的幾分之一，這樣這種特別枯燥的再生空氣中的水蒸氣分壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于B塔內(nèi)吸附劑床層的水蒸氣分壓。吸附床層中的水蒸氣在壓差的作用下釋放至再生空氣中并被帶走，再生空氣通過排放閥6-B和消聲器7排入大氣。再生結(jié)束后，A、B塔切換不能馬上切換，而是先關(guān)閉排放閥6-B，B塔壓力升高至系統(tǒng)壓力，即“均壓〞過程。因?yàn)樵偕鷷r(shí)，吸附塔處于大氣壓狀態(tài)，與吸附狀態(tài)有較大的壓差，如果直接切換會(huì)導(dǎo)致壓力沖擊，嚴(yán)重時(shí)引起機(jī)械故障。當(dāng)兩個(gè)吸附塔的壓力相同時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)進(jìn)行切換——A塔再生、B塔吸附。無熱再生吸干機(jī)所需要的閥門較少。這些切換閥常直接或間接由時(shí)間控制。如為了節(jié)省本錢采用簡單的幾個(gè)時(shí)間繼電器來控制切換閥，這種方法雖然本錢低廉，但不可靠，因?yàn)闀r(shí)間繼電器會(huì)產(chǎn)生較大的時(shí)間誤差。我公司采用了本錢較高的PLC〔可編程控制器〕控制。運(yùn)行特點(diǎn)無熱再生枯燥機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：工作周期短、再生氣量大。工作周期在無熱再生枯燥機(jī)中，由于常溫再生空氣只能脫附吸附劑外外表的濕氣，因此只利用了吸附劑外外表的吸附功能，吸附劑的吸附量一般在0.5%以下。在無熱再生枯燥機(jī)中，吸附被近似地認(rèn)為是等溫過程，再生時(shí)需要盡量利用儲(chǔ)存在吸附床層中的吸附熱。吸附時(shí)間越長，被枯燥空氣帶走的吸附熱越多，影響再生效果，嚴(yán)重時(shí)無法再生?；谏鲜鰞煞矫嬖?，無熱再生枯燥機(jī)的工作周期不能太長，一般為10min。本公司無熱再生枯燥機(jī)就采用了10min的工作周期，英國domnickhunter公司PNEUDRI無熱再