压缩空气干燥工艺的选择

· 60· 梅山科技 2006年第 3期 压缩空气干燥工艺的选择 葛春贵 (梅山钢铁公司能源部 南京 210039) 摘 要：分别对吸附、冷冻和组合干燥 3种不同压缩空气的干燥工艺进行了介绍，并 了3种干燥方法的适用工况，得出不同的干燥方法适用的不同工艺条件。 关键词 ：压缩空气；干燥工艺；露点 Selection of Drying Process for Compressed Air Ge Chungui (Energy Department of Meishan Iron＆ Steel Co．，Nanjing 210039) Key words：Compressed air；Drying process；Dew point 压缩空气是在国民经济中应用非常广泛的动 力能源，普遍应用于冶金、石化、国防等各个行业。 在钢铁企业，炼铁、炼钢、轧钢等各个工序的重要 设备都要使用压缩空气。压缩空气的含水量是衡 量压缩空气品质的一个重要指标，如果含水量超 过了工艺要求，将会带来诸如冬季结冰堵塞等一 系列问题，严重的将影响生产的正常进行。 1 几种工艺简介 1．1 吸附干燥 (1)工作原理 吸附干燥是分别利用硅胶、活 性氧化铝、分子筛吸附 3种干燥方式(表 1)来吸 附压缩空气中的水分，达到干燥压缩空气的目的。 吸附干燥法可以使压缩空气的露点达到一20----一 60℃，压缩空气的吸附干燥属固、气两相传质过 程，其过程由吸附和再生两部分组成，当流体(包 括气体和液体)与固体颗粒，特别是与某些多孔性 颗粒接触时，流体中的某些组分便富集于固体颗 粒中，这过程叫“吸附过程”。因此，吸附是非均相 系统(如气体一固体系统)中的两相界面上发生的 传质与富集过程，吸附过程分为变温吸附和变压 吸附两种方式。吸附操作的逆过程，称为“解吸” 或“脱附”，通常称为“再生”，再生是实现空气干燥 的一个很重要的方面，干燥设备所选用的吸附剂 及其再生工艺方法及效果，直接影响所处理空气 的露点、装置运行的单位能耗和供气持续性，再生 方式分为加热再生、微热再生合和无热再生3种， 其基本特性见表 2。 表 1 3种不同吸附干燥方式基本特性 ] 干燥方式 分子式 要 露点 巡 g 0 m 硅胶吸附 Si()2·H2O 0．03 活 铝 0 3．H20 0．o。5 分子筛吸附 ‘ ～ 。．。 ~ 01 。 1 。 ~ 一 52 — 64 — 6O～ 一 7O 表 2 3种再生方式的基本特性 (2)变压吸附与变温吸附特点的比较 a．变压吸附 变压吸附装置采用短周期运行 方式，与变温吸附装置相比，具有干燥剂用量少，吸 附单体尺寸小，设备紧凑、简单、占地面积小的特 点。由于压力周期性变化，设备材质、吸附剂性能 应满足强度的要求。 维普资讯 http://www.cqvip.com 葛春贵 压缩空气干燥工艺的选择 · 61 · b．变温吸附 变温吸附装置对空气的处理量 及压力等参数适应范围宽，运行周期长，操作简单。 因变温吸附装置再生是利用加热方式实现，所以设 备材质、干燥塔密封及阀门应具有相应耐温能力和 温度变化的要求，再生后空气一般放空。 1．2 冷冻干燥 冷冻干燥的基本原理是根据空气中水的饱和 蒸汽压力与温度之间对应关系(见表 3)，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，使压缩空气得到干燥，从 表 3中可以看出压缩空气的压力越高，干燥就越易 获得 。 表3 空气饱和含水量表 ] 为实现空气过程的连续性及经济性，一般制冷 剂蒸发温度要求在0℃以上，防止系统因冷凝水结 冰引起堵塞而引起中止运行，因此采用冷冻干燥工 艺的压缩空气之干燥深度不宜太深，其露点下限通 常控制在露点温度2"-'10℃，由于工艺比较复 杂，冷冻干燥法一般不采用更低的露点温度。冷冻 干燥工艺对待处理空气的含水量无限制，对处理高 含水量、大流量的压缩空气其优越性较为显著。 1．3 低露点组合式干燥 (1)基本原理 在待处理空气含水量高，且对 处理后空气的含水量要求严格的场合，常采用冷冻 干燥与吸附干燥组合的干燥系统，冷冻干燥作为吸 附干燥的前级处理，这样相应减轻吸附干燥的负荷 及容量，充分利用冷冻式干燥机与吸附式干燥机的 特性，对压缩空气进行深度干燥，处理后的压缩空 气压力露点可达--80℃以下，其工作原理见图 1。 (2)组合式干燥机的两种组合方式 组合式干 燥机按照连接方式可以分为外接和内接两种组合 方式，分别见图2、图3。 图 1 组合式干燥机原理 图 C 1 l ／ 器I 网 冒 千 干 I l 巷 燥 ．I ’ 磊： E器I L_J 塔 『 _亡= 冷冻式干燥机 吸附式干燥机 图2 外接式组合干燥机 }I l ／ l l 广_1 ． 匕： 广卡—] I谰 干 干 燥 燥 塔 塔 f I 莲筮盟 I L一 I -【= =了_ ● r 冷冻式千燥机 吸附式千燥机 图3 内接式组合干燥机 从图2、3看出，两种组合方式的区别在于干燥 后的压缩空气进入预冷器方式的不同，即进入吸附 式干燥机的压缩空气温度不同。外接式由于进入 干燥塔前经过在预冷器内与湿热空气进行热交换， 温度得到一定的提高(20℃左右)，比内接式(2℃ 左右)要高，由于较低的温度更有利于吸附式干燥 机的吸附，所以经内接式组合干燥机处理的压缩空 气露点要低于外接式组合干燥机。 2 结 论 3种干燥工艺选择主要是根据露点的高低再 辅以其他工艺参数进行的。 (1)当压缩空气的露点要求>2℃时，宜采用 冷冻干燥工艺。按照工艺所需露点的不同，选择适 度制冷量的制冷系统及设定热交换器的参数。 (2)当压缩空气露点要求一60"-,一2℃时，按 照工艺所需露点由高到低依次采用硅胶、活性氧化 (下转第 64页) 维普资讯 http://www.cqvip.com · 64 · 梅山科技 2006年第 3期 4．1 库存盘流程 (1)库存盘点处理中心的任务 根据盘点流程 处理中心的报告，正确给出盘点赢亏物资的品名、 数量、单价和质量降级情况，统计出盘点前后物资 价值的差异总量，上报错误处理。正确按盘点指令 和盘点作业单进行盘点；准确报告盘点物资的品 名、数量、质量；报告盘盈盘亏物资品名、数量及形 成原因。 (2)库存盘点的工作流程见图5。 盘库流程： 盘库作 实物库： 业单； 盘 库清 仓储数据处理 库位与 单： 在库物资的 (盘赢 中心： —_-- 对照表； ．卜_ 盘亏物资品 盘库指令； 物资品 名、代码、库 盘库报表。 ．- 名与编码对 位、原因)： 照表； 盘 库作 在库物 业单回单(盘 资清单． 库责任人)。 图5 库存盘点处理中心的工作流程 核算处理流 进货 单 仓储数据处 程： 进货清单 I 理中心： 进 货 费 在 库 物 —|-． 用核算： 提货 提货清单 I 资保管单价 保 管费 价格表； 用核算； 在 库 物 盘 库 盘 资品名、单价 ．一卜一l 赢盘亏汇总： 麟 盘库清单 I 在库物 与编码对照 表； 资 占用资金 在 库 物 核算； 保管发生卜_◆ 资清单： 其他费 费用清单 l 用。 图6 核算处理流程 随着企业改革的深入，企业的仓储中心也必将 进行重组。重组后的企业仓储管理应该是在原有 的管理的基础上，在 ERP技术平台上建立仓储数 据处理中心，实现进货、提货处理，在库物资保管和 盘点处理及核算处理等4个流程的统一管理。以 达到精干人员，提高效率，确保安全，减少资金占 用，实现科学、合理、高效的仓储管理。 4．2 核算流程 (1)核算处理流程的任务 根据库位占用的面 参 考 文 献 积(空间)、时间、保管等级正确计算库存物资的保 1郑克俊．仓储与配送管理．北京：科学出版社，2005．1 管费用； 2 用友软件有限公司．ERP生产管理系统应用专家实验 根据物资进出库结算价的差异，正确计算物资 教程·北京：机械工业出版社，2003·3 存储的毛利总额。其流程见图6。 (编辑：于留春) 5 结 论 (上接第 61页) 铝、分子筛等不同材料作为吸附剂，同时还要根据 处理气量、工作压力、周期、供气平衡等因素综合考 虑采用变压吸附还是变温吸附及何种再生方式。 (3)当压缩空气露点要求<一6O℃时，根据露 点、能耗等方面综合考虑采用内接或外接组合式干 燥机，通常当工艺要求露点<一8O℃时，宜采用内 接式组合干燥。 参 考 文 献 1 动力工程师手册编辑委员会 ．动力工程师手册 ．北京： 机械工业出版社，1999 (编辑：于留春) 维普资讯 http://www.cqvip.com