在工業生產中,壓縮空氣作為一種重要的動力源,其干燥程度對生產過程和產品質量有著關鍵影響。吸附式干燥機作為壓縮空氣干燥的重要設備,在各行業中廣泛應用。其中,無熱、微熱和鼓風型吸附式干燥機因其不同的工作原理和特性,適用于不同的應用場景。如何選擇合適的干燥機,以滿足生產需求并降低成本,是企業面臨的重要問題。本文將對這三種類型的吸附式干燥機進行詳細對比,幫助企業做出明智選擇。
無熱型吸附式干燥機是根據變壓吸附原理工作。壓縮空氣進入裝有吸附劑(如活性氧化鋁、分子篩等)的吸附塔,在高壓狀態下,吸附劑吸附壓縮空氣中的水分,使空氣得到干燥。當一個吸附塔吸附飽和后,通過切換閥,利用一部分干燥后的壓縮空氣經降壓后作為再生氣,吹掃另一個吸附塔中的吸附劑,使吸附劑脫附水分,實現再生。雙塔交替進行吸附和再生操作,以保證連續供應干燥的壓縮空氣。這種干燥機工作周期較短,一般為5 - 10分鐘,裝置體積小,制造相對簡單。但由于再生完全依靠干燥后的壓縮空氣,再生氣耗量大。
微熱型吸附式干燥機在無熱型的基礎上進行了改進,綜合了變壓吸附和變溫吸附的優點。在吸附階段,與無熱型相同,壓縮空氣在常溫高蒸汽分壓下通過吸附劑被干燥。在再生階段,從干燥后的壓縮空氣中引出一部分作為再生氣,這部分再生氣經過電加熱器加熱至120 - 180℃,然后進入吸附飽和的塔內,利用高溫和低分壓使吸附劑中的水分脫附。熱再生氣經過冷卻器降溫后排出或回收。微熱型干燥機工作周期相對較長,由于再生氣被加熱,再生效率提高,吸附劑再生更徹底,所以所需再生氣量比無熱型少,能實現更低的壓力露點,一般可達到-40℃~ -60℃。
鼓風型吸附式干燥機采用變溫吸附 + 鼓風再生工藝。在吸附階段,飽和壓縮空氣進入吸附塔,被吸附劑吸附水分后輸出干燥空氣。再生階段不再使用壓縮空氣,而是通過鼓風機抽取環境空氣,環境空氣首先進入加熱器被加熱至110℃以上,然后進入吸附塔吹掃吸附劑,使吸附劑脫附水分實現再生。這種干燥機分為有氣耗和零氣耗兩種類型。有氣耗型在再生時仍需消耗少量成品氣,而零氣耗型則完全不消耗壓縮空氣,真正實現零氣耗再生。鼓風型干燥機由于利用環境空氣再生,大大減少了對成品壓縮空氣的消耗,綜合能耗低,且性能穩定,壓降低 ,適用范圍廣。
小流量系統:當壓縮空氣流量小于10m³/min時,無熱型干燥機的設備成本相對較低,且其結構簡單,安裝和維護方便,適合對初投資成本敏感的小型項目。
單班制工廠:每日運行時間較短(如8小時左右)的單班制工廠,無熱型干燥機進入工作狀態較快,操作簡便,能滿足短時間運行的需求。
高壓環境:在壓力16barg以上的高壓環境中,無熱型干燥機的再生氣耗大幅降低,相比其他有熱再生干燥機,其可靠性和安全性優勢突出。
特殊場合:例如移動場合、車載干燥系統、石油天然氣平臺、防爆場合等,無熱型干燥機因其無需額外熱源、結構簡單的特點,更能適應這些特殊環境。
對露點要求高的場合:如電子、制藥、食品等行業,對壓縮空氣中的水分含量要求極為嚴格,微熱型干燥機可實現-40℃~ -60℃的壓力露點,能滿足這些行業對高干燥度壓縮空氣的需求,確保產品質量不受水分影響。
高濕、高溫場合:微熱型干燥機對環境的適應性強,在高濕度和高溫的工作環境中,依然能穩定運行,有效去除壓縮空氣中的水分。
處理低溫空氣或含濕量較低的空氣:當處理30度以下的壓縮空氣或者含濕量比較低的空氣時,相比無熱型干燥機,微熱型在綜合能耗上具有一定優勢 。
大流量壓縮空氣系統:對于流量在10m³/min以上的有油壓縮空氣系統,鼓風型干燥機是優先選擇。它不僅節能,而且配置該干燥機的系統產氣效率高,無需配置更大的空壓機,從系統投資和長期運行成本來看都具有優勢。
無油三級離心壓縮機配套:由于離心機排氣溫度低濕度高,鼓風型干燥機在實現-20度及-40度壓力露點時,綜合能耗不遜色于余熱吸干機,且設計余量充足,性能更有保障。
對露點苛刻的場合:鼓風型干燥機的再生系統獨立于空壓機,不受空壓機運行工況的影響,性能穩定,特別適合對露點要求苛刻,需要高質量干燥壓縮空氣的場合,如一些高精度的制造行業。
大型化工企業、鋼鐵廠等能耗成本控制嚴格的企業:這些企業每天消耗的壓縮空氣量巨大,鼓風型干燥機的零氣耗或低氣耗設計,能在長期運行中為企業節省大量的能源開支,降低生產成本。
一般來說,無熱型吸附式干燥機由于結構相對簡單,沒有復雜的加熱系統,其設備采購成本最低。微熱型干燥機增加了電加熱器等部件,成本相對較高。鼓風型干燥機,尤其是零氣耗型,由于其采用了特殊的鼓風再生系統和先進的節能設計,設備采購成本通常最高。但需要注意的是,設備采購成本只是初期投入,還需要綜合考慮運行成本和維護成本。
1. 能耗成本:無熱型干燥機的再生氣耗量大,一般在12% - 15%左右,意味著大量的壓縮空氣被用于再生,造成能源浪費,能耗成本較高。微熱型干燥機雖然再生氣耗量比無熱型少(約3% - 7%) ,但需要消耗電能來加熱再生氣,綜合能耗適中。鼓風型干燥機,特別是零氣耗型,再生時不消耗壓縮空氣,僅消耗電能用于鼓風機和加熱器,相比之下,能耗成本最低。有氣耗型的鼓風干燥機雖然也消耗少量成品氣,但總體能耗仍低于無熱和微熱型。
2. 氣源成本:如果企業的氣源成本較高,那么無熱型和微熱型干燥機消耗大量成品氣作為再生氣,會顯著增加運行成本。而鼓風型干燥機利用環境空氣再生,大大降低了氣源成本。
無熱型干燥機沒有加熱器等復雜部件,故障點較少,維護相對簡單,維護成本低。微熱型干燥機需要定期檢查和維護電加熱器、冷卻器等部件,維護頻率和成本適中。鼓風型干燥機的維護主要集中在鼓風機和加熱器上,只要定期進行保養,其可靠性較高,但一旦出現故障,維修難度和成本可能相對較高。
1. 根據壓縮空氣流量和壓力:小流量、高壓的壓縮空氣系統可優先考慮無熱型吸附式干燥機;大流量系統則更適合鼓風型干燥機。
2. 依據對露點的要求:對露點要求不特別嚴格(如壓力露點-20℃左右),且預算有限的場合,無熱型干燥機是經濟的選擇;對露點要求在-40℃~ -60℃的高精度需求,微熱型或鼓風型干燥機更為合適。
3. 考慮能耗和運行成本:如果企業對能耗成本控制嚴格,長期運行時間長,鼓風型干燥機,尤其是零氣耗型,雖然初期設備采購成本高,但從長期運行成本來看,能為企業節省大量資金。對于運行時間短、氣量小的情況,無熱型干燥機的低設備成本和簡單維護可能更具優勢。
4. 結合應用場景和行業特點:不同行業對壓縮空氣質量和干燥機的性能要求不同。例如,電子、制藥等行業對空氣質量要求極高,應選擇能滿足其露點要求的微熱型或鼓風型干燥機;而一些對成本敏感、工況簡單的行業,可根據實際情況選擇無熱型干燥機。
無熱、微熱和鼓風型吸附式干燥機各有其特點和適用范圍。企業在選擇時,需要綜合考慮壓縮空氣流量、壓力、露點要求、能耗成本、設備采購成本、維護成本以及應用場景等多方面因素,權衡利弊,選擇最適合自身生產需求的干燥機,以實現高效生產和成本控制的雙重目標。