压缩空气的干燥方法及基本原理是什么？

2017-03-04 17:37分类：电工基础知识阅读：

压缩空气的干燥方法及基本原理如下。

1．干燥方法及其特点

压缩空气经冷却器后仍含有一定的水分，其含量取决于空气的温度和压力。工业上常用的气体干燥方法有吸附法、冷冻法等。

吸附法是利用硅胶、活性氧化铝、分子筛吸附空气中的水分，从而达到干燥压缩空气的目的。该方法可以使压缩空气的露点达到- 20 - - 70C。冷冻法是利用制冷设备将压缩空气冷却到一定的露点，析出过饱和的水分，达到干燥压缩空气的目的。该法可以使压缩空气的露点达到2 - lOC。

表8-34给出了几种常见压缩空气干燥方法的基本特性。

2．压缩空气的吸附干燥

(1)吸附干燥的基本原理

1)吸附传质及吸附平衡。吸附过程是压缩空气中的水蒸气扩散到吸附剂上并被吸附的一个传质过程。

当压缩空气与多孔质的固体吸附剂相接触时，水分子碰到固体吸附剂的表面后被吸附。在吸附的同时，被吸附的水分子由于本身的热运动和外界气态分子的碰撞，有一部分离开吸附剂表面返回气相中。当被吸附的水分子数量等于离开吸附剂表面的水分子数量时，即达到吸附平衡。

2)吸附剂的再生。吸附剂的再生方式分为加热再生法、无热再生法和微热再生法。

①加热再生法。加热再生系统一般采用双塔式，一塔进行吸附，另一塔进行再生。再生时，使用的热源有电、蒸汽及其他热源。工作周期8h以上，再生气的流向一般反向于工作气流方向（逆流再生）。采用不同的吸附剂和再生条件，加热再生法可得到露点温度为-40 -- 70℃的合格空气。加热再生时，吸附剂再生温度越高，吸附剂的再生越完全，残余水分越少，有利于增大吸附容量和制取低露点的干燥空气。实际操作的再生温度一般为：硅胶150 - 200CC，活性氧化铝250—300℃，分子筛300 - 350C。

②无热再生法。吸附剂对水的吸附容量与吸附时压缩空气中的水蒸气分压力成正比。利用吸附剂的这一特性，使吸附在压力下进行，再生在常压或真空下进行，由此产生了无热再生压缩空气干燥法。

无热再生压缩空气干燥系统一般采用双塔式，一塔进行吸附，另一塔进行再生。压缩空气通过吸附塔被干燥，大部分干燥空气作为产品气送往用户，部分干燥空气返流入另一塔，脱除吸附剂中所含水分。工作周期2 - lOmin。采用不同的吸附剂和再生条件，无热再生压缩空气干燥法可得到露点温度为- 40℃的合格空气。

③微热再生法。微热再生压缩空气干燥法是在无热再生的基础上，对再生气进行适当加热，提高再生气温度，以减少再生气耗量。工作周期30 - 60min。加热再生压缩空气干燥法、无热再生压缩空气干燥法、微热再生压缩空气干燥法的比较如表8-35所示。

(2)吸附干燥法中部分参数的选取与计算

①吸附过程是一个放热过程，伴随着吸附过程的热效应，称为吸附热。几种吸附剂的吸附热值、再生温度等参数如表8-36所示。

②无法再生法最小再生气耗量可按下式计算：v-pv1 P1式中v-吸附塔进气流量( m3/h)；v1 -吸附塔再生气流量( m3/h)；

p-吸附塔内吸附侧气体绝对压力(MPa)；

Pi-吸附塔内再生侧气体绝对压力(MPa)。

③在选定了吸附剂、吸附容量、工作周期后，根据处理的压缩空气量、压缩

3．压缩空气的冷冻干燥

(1)冷冻干燥的基本原理冷冻干燥的基本原理是根据压缩空气中水的饱和蒸汽压力与温度之间的对应关系，利用制冷设备降低压缩空气的温度，使压缩空气中的水蒸气在低温下过饱和而冷凝，从而得到干燥。在实际使用中，冷冻干燥法通常降低压缩空气含水量至压力露点温度2-100C。由于工艺流程将变得比较复杂，冷冻干燥法一般不采用更低的露点温度值。冷冻干燥法可独立使用，也可作为吸附干燥装置的前级与吸附干燥装置联合使用。

(2)冷冻干燥的设备计算

1)所需冷冻干燥设备制冷量Q (kj/h)的计算公式为