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三、干燥技术在压缩空气品质的应用
在第一章有说到：空压机排出的压缩空气是不干净的，含有水的压缩空气对提高生产效率、降低运行成本、提高产品质量都是不利的，因此就需要进行干燥净化处理。
压缩空气的含水量多少通常用露点来表示，露点温度就是当未饱和的湿空气通过降低温度，使其相对湿度达到100%时的温度。通常分常压露点和压力露点，之间的关系见图14。
3.1 压缩空气品质（含水量）评判标准：
①按ISO8573-1，表10的0～6级为压缩空气干燥器的评定,是考核供需合同约定或机器铭牌标注露点温度标准的依据。
②为了更直观地了解Class4～1级压缩空气饱和含水量，从表11做了一个对比。
③在表1中可以看到，在7bar时，压缩空气含水量的去除量从Class6～1级越来越少，但是难度却越来越大。见图15。
④压缩空气品质要求最低含水量，为避免像图1那样腐蚀管道，建议客户确保压缩空气相对湿度在50%以下。如图16(绿色区域)。
3.2 压缩空气干燥器选型推荐(见表12)。
3.3 压缩空气干燥器影响压缩空气品质的因数：
①产品质量
②压缩空气系统配置
③使用工况
④维护保养
3.3.1 产品质量
①冷干机生产只要按JB/T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》规定工况进行生产和规范。由于制冷技术成熟及压缩空气压力露点要求均在0℃以上，只要产品的制冷系统热负荷足够和热交换彻底，冷干机的压力露点保障应该不是件难事。
②吸干机生产是否按JB/T 10532-2017 《一般用吸附式压缩空气干燥器》进行生产和规范。然而选用吸干机对应的压缩空气品质等级相对较高，设计和生产吸干机相对于冷干机要困难得多，因而采购成本也高得多。特别是要求气体品质为Class0级，吸干机的采购成本是空压系统设备中最贵的也不足为奇。设计和生产对于产品质量尤为重要：
◆吸附剂的选用
吸附剂是吸干机中成本占比最大的零部件之一，如果想要追求压缩空气品质为Class0级，那么吸附剂说了算。如果吸干机使用氧化铝或分子筛的质量有差异，再好的吸干机也无法达到设计要求。好马配好鞍，好的吸附干燥器一定有好的吸附剂。压缩空气的品质离不开好的吸附剂，见图17。在笔者的《吸附在空压系统的应用》课程中对吸附剂要求及使用有详细解读。
◆流程设计
吸干机流程设计是保障压缩空气品质的基础，无论是无热、微热还是外加热，区别在于再生方式不同，而吸附过程类似。（见图18），当工作塔出口区域吸附剂达到饱和状态时，吸附剂对压缩空气失去了干燥能力，此时需要再生了。吸干机的露点深度取决于再生，就像种树一样，再生的坑挖得越深，吸附的露点可以越低，所以工作流程和周期是关键。2.2.2.2中有不同再生方式吸干机的流程和周期详细介绍，偏离理论计算流程或周期都会影响吸干机的性能。
◆空塔流速
是吸干机的主要设计参数，一是保障压缩空气与吸附剂有充分的接触，二来控制压缩空气通过塔体的压降。通常选择0.1～0.5m/s。无热再生取下限，有热再生取上限。
◆接触时间
就是压缩空气与吸附剂接触的时间。它决定了工作塔内吸附剂床层高度及压缩空气在工作塔的流速，时间越长，干燥度越高。一般选择4～8s，分子筛选择3～5s，氧化铝选择6～8s。从图19中看出，接触时间越长，露点越低。
◆吸附剂的填充量
也是保证压缩空气露点的关键指标，通常用以下公式计算：
吸附剂填充量M(kg/h)=压缩空气含水量G(kg/h)/吸附剂动态吸附量
余量系数一般取1.3。
一般来说，既要填充量少，又想吸附能力好，采用氧化铝+分子筛的填充方式最为合理。从图20看出，氧化铝在相对湿度高时吸附能力强，可以用于工作塔进口位置；分子筛则在相对湿度低的区域吸附能量好，可以用于工作塔的出口位置。既能保障吸附效果，又可以减少填充量。
◆工作塔吸附剂床层温度
根据热力学理论，吸干机工作塔内吸附剂吸附时是放热过程，因此工作塔内吸附剂床层温度因吸附作用会上升，其床层温度=成品气温度=进气温度+温升。床层温度上升对于吸附过程是不利的，如能规避尽量规避。
图21表示了床层温度与进气温度和工作压力有关：工作压力越高，床层温度越低；进气温度越高，床层温度越高；当工作压力0.8MPa；进气温度38℃，床层温度50℃。
◆再生温度
再生温度是吸干机的再生是否彻底的关键指标，它与吸附剂种类及再生方式有关：
a) 对于有热再生式吸干机来说，再生塔吸附剂的平均温度应不低于最低要求再生温度，见表13；
b) 无热再生吸干机再生温度=成品气温度（工作塔吸附剂床温）；
c) 微热再生吸干机再生温度=190～200℃。
◆工作压力
通常吸干机的设计生产及样本(或铭牌)处理量均按JB/T 10532-2017《一般用吸附式压缩空气干燥器》规定工况：0.7MPa。当实际工作压力高于规定工况，对吸附干燥过程有利的。但实际工作压力低于规定工况，由于饱和含水量增加，空塔流速增加，接触时间减少，再生耗气量增大，露点温度升高，对吸附干燥过程是不利的。
◆再生能耗
是吸干机为了能持续提供稳定可靠的低露点压缩空气必要的手段。吸干机的再生过程是吸热过程，根据热力学理论，必须要有外部能量补充才能完成吸附剂的再生。无热再生虽然没有外部热量补充，但是有需要成品气再生。表14列举了常规吸干机的再生能耗比较。
<注：未完待续，更多精彩见下期……>
参考资料
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《压缩空气 第1部分：污染物和纯度等级》；
T/CGMA033001-2018《压缩空气站能效分级指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用压缩空气干燥器选型指南》征求意见稿；
《压缩空气干燥与净化设备》；
《压缩空气应用指南》；
《容积式jdb电子游戏平台网站
技术手册 化工、动力、制冷》。
作者简介
第一作者：梁柳生，广西柳州，大学本科。高级工程师，1990开始从事空压机行业工作；有在国企、合资及外企工作经历，其中22年在AC集团工作。先后从事过空压机及后处理设备的产品设计、产品工艺、生产管理、产品质量跟踪服务等及全国销售总监，并有在欧洲学习和工作的经历。2017年创办上善气体工作室，专业从事压缩空气系统研究，精益生产管理及销售的培训工作。国家标准JBT10526-2005《一般用冷冻式压缩空气干燥器》第一起草人，全国jdb电子游戏平台网站
标准化技术委员会副主任委员。
第二作者：梁翰林，上善气体工作室讲师助理。
来源：本站原创
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三、干燥技术在压缩空气品质的应用
在第一章有说到：空压机排出的压缩空气是不干净的，含有水的压缩空气对提高生产效率、降低运行成本、提高产品质量都是不利的，因此就需要进行干燥净化处理。
压缩空气的含水量多少通常用露点来表示，露点温度就是当未饱和的湿空气通过降低温度，使其相对湿度达到100%时的温度。通常分常压露点和压力露点，之间的关系见图14。
3.1 压缩空气品质（含水量）评判标准：
①按ISO8573-1，表10的0～6级为压缩空气干燥器的评定,是考核供需合同约定或机器铭牌标注露点温度标准的依据。
②为了更直观地了解Class4～1级压缩空气饱和含水量，从表11做了一个对比。
③在表1中可以看到，在7bar时，压缩空气含水量的去除量从Class6～1级越来越少，但是难度却越来越大。见图15。
④压缩空气品质要求最低含水量，为避免像图1那样腐蚀管道，建议客户确保压缩空气相对湿度在50%以下。如图16(绿色区域)。
3.2 压缩空气干燥器选型推荐(见表12)。
3.3 压缩空气干燥器影响压缩空气品质的因数：
①产品质量
②压缩空气系统配置
③使用工况
④维护保养
3.3.1 产品质量
①冷干机生产只要按JB/T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》规定工况进行生产和规范。由于制冷技术成熟及压缩空气压力露点要求均在0℃以上，只要产品的制冷系统热负荷足够和热交换彻底，冷干机的压力露点保障应该不是件难事。
②吸干机生产是否按JB/T 10532-2017 《一般用吸附式压缩空气干燥器》进行生产和规范。然而选用吸干机对应的压缩空气品质等级相对较高，设计和生产吸干机相对于冷干机要困难得多，因而采购成本也高得多。特别是要求气体品质为Class0级，吸干机的采购成本是空压系统设备中最贵的也不足为奇。设计和生产对于产品质量尤为重要：
◆吸附剂的选用
吸附剂是吸干机中成本占比最大的零部件之一，如果想要追求压缩空气品质为Class0级，那么吸附剂说了算。如果吸干机使用氧化铝或分子筛的质量有差异，再好的吸干机也无法达到设计要求。好马配好鞍，好的吸附干燥器一定有好的吸附剂。压缩空气的品质离不开好的吸附剂，见图17。在笔者的《吸附在空压系统的应用》课程中对吸附剂要求及使用有详细解读。
◆流程设计
吸干机流程设计是保障压缩空气品质的基础，无论是无热、微热还是外加热，区别在于再生方式不同，而吸附过程类似。（见图18），当工作塔出口区域吸附剂达到饱和状态时，吸附剂对压缩空气失去了干燥能力，此时需要再生了。吸干机的露点深度取决于再生，就像种树一样，再生的坑挖得越深，吸附的露点可以越低，所以工作流程和周期是关键。2.2.2.2中有不同再生方式吸干机的流程和周期详细介绍，偏离理论计算流程或周期都会影响吸干机的性能。
◆空塔流速
是吸干机的主要设计参数，一是保障压缩空气与吸附剂有充分的接触，二来控制压缩空气通过塔体的压降。通常选择0.1～0.5m/s。无热再生取下限，有热再生取上限。
◆接触时间
就是压缩空气与吸附剂接触的时间。它决定了工作塔内吸附剂床层高度及压缩空气在工作塔的流速，时间越长，干燥度越高。一般选择4～8s，分子筛选择3～5s，氧化铝选择6～8s。从图19中看出，接触时间越长，露点越低。
◆吸附剂的填充量
也是保证压缩空气露点的关键指标，通常用以下公式计算：
吸附剂填充量M(kg/h)=压缩空气含水量G(kg/h)/吸附剂动态吸附量
余量系数一般取1.3。
一般来说，既要填充量少，又想吸附能力好，采用氧化铝+分子筛的填充方式最为合理。从图20看出，氧化铝在相对湿度高时吸附能力强，可以用于工作塔进口位置；分子筛则在相对湿度低的区域吸附能量好，可以用于工作塔的出口位置。既能保障吸附效果，又可以减少填充量。
◆工作塔吸附剂床层温度
根据热力学理论，吸干机工作塔内吸附剂吸附时是放热过程，因此工作塔内吸附剂床层温度因吸附作用会上升，其床层温度=成品气温度=进气温度+温升。床层温度上升对于吸附过程是不利的，如能规避尽量规避。
图21表示了床层温度与进气温度和工作压力有关：工作压力越高，床层温度越低；进气温度越高，床层温度越高；当工作压力0.8MPa；进气温度38℃，床层温度50℃。
◆再生温度
再生温度是吸干机的再生是否彻底的关键指标，它与吸附剂种类及再生方式有关：
a) 对于有热再生式吸干机来说，再生塔吸附剂的平均温度应不低于最低要求再生温度，见表13；
b) 无热再生吸干机再生温度=成品气温度（工作塔吸附剂床温）；
c) 微热再生吸干机再生温度=190～200℃。
◆工作压力
通常吸干机的设计生产及样本(或铭牌)处理量均按JB/T 10532-2017《一般用吸附式压缩空气干燥器》规定工况：0.7MPa。当实际工作压力高于规定工况，对吸附干燥过程有利的。但实际工作压力低于规定工况，由于饱和含水量增加，空塔流速增加，接触时间减少，再生耗气量增大，露点温度升高，对吸附干燥过程是不利的。
◆再生能耗
是吸干机为了能持续提供稳定可靠的低露点压缩空气必要的手段。吸干机的再生过程是吸热过程，根据热力学理论，必须要有外部能量补充才能完成吸附剂的再生。无热再生虽然没有外部热量补充，但是有需要成品气再生。表14列举了常规吸干机的再生能耗比较。
<注：未完待续，更多精彩见下期……>
参考资料
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《压缩空气 第1部分：污染物和纯度等级》；
T/CGMA033001-2018《压缩空气站能效分级指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用压缩空气干燥器选型指南》征求意见稿；
《压缩空气干燥与净化设备》；
《压缩空气应用指南》；
《容积式jdb电子游戏平台网站
技术手册 化工、动力、制冷》。
作者简介
第一作者：梁柳生，广西柳州，大学本科。高级工程师，1990开始从事空压机行业工作；有在国企、合资及外企工作经历，其中22年在AC集团工作。先后从事过空压机及后处理设备的产品设计、产品工艺、生产管理、产品质量跟踪服务等及全国销售总监，并有在欧洲学习和工作的经历。2017年创办上善气体工作室，专业从事压缩空气系统研究，精益生产管理及销售的培训工作。国家标准JBT10526-2005《一般用冷冻式压缩空气干燥器》第一起草人，全国jdb电子游戏平台网站
标准化技术委员会副主任委员。
第二作者：梁翰林，上善气体工作室讲师助理。
来源：本站原创
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