压缩空气干燥工艺技术研究

洪川

摘   要：压缩空气现在已经成为社会生产重要动力源，受到了广大企业的认可。在实际生产中，大部分企业对于工艺生产线配置以及设备选型安装分析不全面，只是关注到主体工艺设备的重要性，而忽视了空气动力的关键作用，导致相关投入较少，成为工艺生产线中的隐患。为提高压缩空气应用效率，必须要从根本上来就压缩空气干燥工艺技术进行分析，完善以往吸附干燥处理过程中存在的缺陷，争取以更少能耗来达到最佳处理效果。

关键词：压缩空气  干燥工艺  技术优化

中图分类号：TH41                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（c）-0090-02

压缩空气虽然是一种仅次于电力的重要动力源，但是其成本更为昂贵，大部分企业生产工艺所应用的压缩空气主要分为普气与洁气两种，且干燥工艺技术不同。对于压缩空气干燥工艺技术来讲，受供气气源、干燥装置、净化方法、用户使用方式以及设备配置等因素的限制，相互之间存在非常大的差异。为减少压缩空气干燥工艺技术的能源消耗量，还需要在原有基础上不断进行深入分析，争取做出更进一步的优化。

1  空气压缩干燥工艺

大气中含有一定量的气态水，且受季节、地理位置以及气候条件等因素的影响，气态水含量时刻在发生着变化。压缩空气现在已经被广泛的应用到石化、冶金、国防等多个行业内，尤其是钢铁行业中，炼钢、轧钢以及炼铁等多个重要环节均应用到了压缩空气。对压缩空气进行干燥处理后，其自身的含水量便是衡量压缩空气品质的关键指标，当含水量数值超出生产工艺所能承受的最大限度时，便会出现一系列问题，对生产工艺的实施效率产生严重影响。面对不同的空气压缩干燥工艺技术，兼顾其相互之间的差异性，为获得质量最佳的压缩空气，就需要综合多项因素来进行分析，然后选择适应性最高的干燥净化工艺以及设备，提高空气压缩干燥处理综合效率，减少相关能源损耗[1]。

2  常见空气压缩干燥工艺

2.1 吸附干燥技术

2.1.1 工艺原理

吸附干燥可选择硅胶、活性氧化铝以及分子筛吸附来对大气中含有的气态水进行吸附，以此达到空气压缩干燥的目的。应用此种技术来进行空气压缩干燥处理，能够控制压缩空气露点到达-20℃～-70℃，整个吸附为固、气两相传质的过程，因此又可将其分为吸附与再生两部分[2]。在流体与固体颗粒尤其是部分多孔性颗粒接触时，就是使得流体内的部分组分富集在固体颗粒内，即为吸附过程。而吸附的逆向操作即为再生，其是实现空气干燥的重要环节，根据实践经验可确定，所选用的吸附剂与再生工艺方法不同，最终空气露点、设备运行能耗以及供气持续性等也会产生明显差异。

2.1.2 工艺比较

第一，变压吸附。变压吸附装置应用的为短期周期运行方式，相比变温吸附装置，整个处理过程所需干燥剂更少，且吸附单体尺寸小，对应的处理设备更为简单、紧凑，占用的面积更小。并且受压力周期影响，必须要保证设备材质、吸附剂性能完全达到专业强度标准。第二，变温吸附。与其他技术相比，变温吸附所能够适应的空气处理量以及压力等参数范围更广，整个处理周期较长，但是工艺操作简单。变温吸附再生阶段需要通过加热的方式实现，对设备装置的耐高温性能有较高要求，并且再生后需要将空气全部放空处理。

2.2 冷冻干燥技术

冷冻干燥技术的应用，即以空气内含有水的饱和蒸汽压力以及温度见对应关系为依据，通过制冷设备来使得压缩空气的温度降低，确保能够在低温状态下促使压缩空气内水蒸气过饱和冷凝，最终达到干燥效果。在实际操作中，兼顾工艺连续性与经济性要求，应控制制冷剂蒸发温度在0℃以上，避免冷凝水结冰堵塞而无法继续处理。由此一般可将露点下限控制在露点温度2℃～10℃，避免过低露点温度而对工艺流程效果产生影响。

3  空气压缩干燥工艺技术优化

3.1 工程概述

有某企业为例，生产工艺所用压缩空气应用的为传统微热再生干燥工艺，再生阶段需要消耗10%～15%成品气，干燥处理需要消耗的气体超出设计标准。经过实际检测后確定，每年对于压缩空气干燥处理工艺折损成本就达到近3000万元，出现非常严重的能源浪费问题。

3.2 空气压缩干燥工艺优化

以零气耗鼓风加热型吸附式干燥机来进行生产处理，其吸附原理和过程与传统微热再生吸附式干燥机无差别，但是两者的再生工艺环节却存在显著差异。

第一，脱附加热环节。压缩空气进入到干燥塔B1中进行吸附处理时，水分达到饱和的干燥塔B2便会自主进入到再生阶段，且在此阶段开始前B2处于大气压力状态。零气耗鼓风热再生吸附式干燥机利用大气空气来进行脱附处理，即通过鼓风机促使环境大气由阀K8进入到热器中加热，待大气达到脱附温度后，经阀K6进入到干燥塔B2中完成脱附处理，而干燥机吸附到的水分被蒸发后随着空气流一同经过阀K4、阀K9排入到大气内，如图1所示[3]。

第二，脱附冷却环节。吸附后干燥塔B2内部会残留非常高的温度，为避免吸附阶段对初期排出空气温度与露点产生影响，还必须要进行冷却处理。零气耗鼓风热再生吸附式干燥机冷却工艺可满足此要求：一方面，冷却气流方向保持与吸附过程相同，由下向上流动，能够有效避免干燥剂过载，且可进一步提高干燥效率。另一方面，与传统微热再生吸附式干燥机通过运转塔出口部分成品气来进行冷吹的方式不同，为鼓风机吸入空气闭路循环冷却方式，促使空气在闭路状态下的冷却系统内流动，由外部冷却水逐渐将干燥塔B2中的热量带走，避免对洁气的消耗。

3.3 工艺优化效果

对空气压缩干燥处理工艺进行改造优化后，针对干燥机进行了阶段性的性能考核，得到实际运行数据：平均压力露点为-60.46℃，期损率0.06%，均达到设计指标。且改造后一台干燥机设备的运行可以达到原来两台设备的处理效率，能耗减少明显。

4  结语

空气压缩干燥工艺在不断优化，相应的设备装置也在持续更新优化，为更好地满足实际生产工艺要求，还需要不断对工艺技术进行研究，争取更好的来进行创新改良，将以前存在的不足全部消除。

参考文献

[1] 王锋.压缩热再生式干燥机的应用[J].中国设备工程，2018（8）：124-126.

[2] 裴永红.压缩空气零损耗干燥工艺技术研究与应用[J].冶金动力，2017（2）：17-19.

[3] 孙江虎.浅谈炼油化工企业压缩空气干燥器的选型[J].深冷技术，2012（4）：47-50.