結(jié)合幾種常用壓縮空氣干燥機(jī)的運行特性，并對各種干燥機(jī)的實際運行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析得出結(jié)論：壓縮熱再生式干燥機(jī)能效比高，節(jié)能效果顯著。

　　常用的壓縮空氣干燥機(jī)包含冷凍式和吸附式干燥機(jī)兩種。

　　冷凍式干燥機(jī)只能將壓縮空氣露點溫度處理到3℃左右，需要更低露點溫度只能采用吸附式干燥機(jī)，根據(jù)吸附式干燥機(jī)再生方式不同可分為無熱再生式干燥機(jī)、微熱再生式干燥機(jī)、鼓風(fēng)加熱再生式干燥機(jī)以及圧縮熱再生式干燥機(jī)。

　　首先論述壓縮熱再生式干燥機(jī)的工作原理，并以一個工程實例將各種干燥機(jī)的能耗進(jìn)行對比。重點討論壓縮熱再生式干燥機(jī)在工程應(yīng)用中存在的問題，從工程設(shè)計優(yōu)化及對設(shè)備工藝流程改造兩方面解決問題。

　　吸附式干燥機(jī)一般采用雙塔結(jié)構(gòu)，一個用于氣體干燥，另一個發(fā)生吸附劑再生過程。目前常用的吸附劑材料為活性氧化鋁和分子篩，活性氧化鋁對工作介質(zhì)溫度敏感，當(dāng)吸附劑環(huán)境溫度達(dá)到130℃以上時，吸附劑含水量只有1%左右，幾乎完全脫附。而分子篩對水分的吸附能力高于同等溫度下的活性氧化鋁，脫附?jīng)]有活性氧化鋁徹底。

　　吸附劑再生過程分為4個階段：加熱-降壓-冷吹-均壓。吸附塔和再生塔根據(jù)干燥機(jī)PLC 給定的控制信號切換。

　　高溫壓縮空氣（110℃以上）進(jìn)入干燥機(jī)，然后直接流入再生塔，因為高溫壓縮空氣是不飽和的，而且會使吸附劑儲存的水分汽化，汽化后的水分被不飽和高溫壓縮空氣吸附，進(jìn)入干燥機(jī)的后續(xù)配套冷卻器，冷卻至40℃左右，此時壓縮空氣處于過飽和狀態(tài)，析出大量液態(tài)水，液態(tài)水經(jīng)汽水分離器排除。冷卻后的壓縮空氣進(jìn)入干燥塔，達(dá)到露點要求后大部分輸出至壓縮空氣管網(wǎng)，供應(yīng)車間及各用氣工位使用，另有小部分經(jīng)控制閥流入再生塔，對吸附劑進(jìn)行冷吹，這個階段耗損的壓縮空氣占到總氣量的2% 左右。由于用于冷吹的壓縮空氣為干燥的壓縮空氣，可以使吸附劑二次脫附，冷吹過程結(jié)束后，這部分壓縮空氣經(jīng)消音器排出。

　　再生塔和吸附塔在切換之前需要經(jīng)過壓力均衡過程，這個過程由干燥機(jī)PLC 控制程序控制，每次切換意味著干燥機(jī)經(jīng)歷一個完整的工作周期，控制方式一般包括露點控制和時間控制。

　　壓縮空氣進(jìn)出干燥機(jī)是一個連續(xù)的過程，而干燥機(jī)的雙塔切換是一個間歇過程，所以二者存在不同步的狀態(tài)。當(dāng)再生塔正在進(jìn)行冷吹過程時，此時進(jìn)入干燥機(jī)的高溫壓縮空氣必須被旁通，直接進(jìn)入后置冷卻器和汽水分離器，然后再進(jìn)入干燥塔。這些過程必須經(jīng)干燥機(jī)控制程序?qū)崿F(xiàn)。

　　為了便于將幾種常用的吸附式干燥機(jī)能耗進(jìn)行對比，本文對其他幾種干燥機(jī)的再生過程進(jìn)行簡述。

　　無熱再生式干燥機(jī)再生過程不需要加熱，處理過的部分潔凈壓縮空氣減壓后流入再生塔，通過變壓吸附原理時吸附劑脫附，再生壓縮空氣帶走吸附劑水分后經(jīng)消音器排出，再生氣耗占總處理氣量的20%~25%。

　　微熱再生式干燥機(jī)再生過程也經(jīng)歷4 個階段，區(qū)別在于加熱階段，加熱階段需要外界提供熱源，加熱階段所用的壓縮空氣為處理過的潔凈壓縮空氣，再生過程氣耗占總處理氣量的7% 左右。

　　鼓風(fēng)加熱再生式干燥機(jī)用于加熱的壓縮空氣來自外界環(huán)境，冷吹階段需要用到潔凈壓縮空氣，再生過程氣耗占總處理氣量的7% 左右。

　　本文選用處理量為60m3/min 的吸附式干燥機(jī)作為對比基礎(chǔ)，空壓機(jī)選用無油螺桿式空壓機(jī)，空壓機(jī)電機(jī)功率為315kW，排氣壓力為0.75MPa，排氣量為51.3m3/min。干燥機(jī)和空壓機(jī)各選1臺，表1列出各種干燥機(jī)能耗數(shù)據(jù)。

　　吸附式干燥機(jī)耗能主要出現(xiàn)在兩個階段：即吸附劑的加熱和冷吹階段。為便于對比，將各種能耗統(tǒng)一折算為電功率。

　　只表示一種工況，但是其他工況定性分析結(jié)果與本工況類似，由此得出結(jié)論：圧縮熱再生式干燥機(jī)總再生功耗最低，單位功耗最低，能效比最高，而無熱再生式干燥機(jī)能效比最低，微熱再生式干燥機(jī)和鼓風(fēng)加熱再生式干燥機(jī)能效比居中。

　　壓縮空氣站一般工藝流程為：空壓機(jī)-前置儲氣罐-前置過濾器-干燥機(jī)-后置過濾器-后置儲氣罐-壓縮空氣管網(wǎng)。

　　因為吸附劑的最佳再生溫度為130℃以上，低于100℃時再生效果急劇下降，所以進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣溫度不宜低于110℃。這導(dǎo)致干燥機(jī)前無法設(shè)置前置過濾器，因此要求進(jìn)入干燥機(jī)的空氣含油量必須控制在較低水平，只有離心式空壓機(jī)和無油螺桿機(jī)才能滿足這個要求。

　　采用壓縮熱再生式干燥機(jī)作為后處理設(shè)備時，空壓站工藝流程更改為：空壓機(jī)-干燥機(jī)-后置過濾器-后置儲氣罐-壓縮空氣管網(wǎng)。

　　經(jīng)干燥機(jī)處理后的壓縮空氣露點能否達(dá)到要求，從設(shè)備層面講取決于吸附劑的種類及填充容量；從運行層面講取決于吸附劑的再生是否徹底。

　　活性氧化鋁脫附速度快，吸附劑再生過程短，雙塔切換周期短，但是吸附能力不及分子篩，所以要求壓力露點溫度為-40℃時，吸附塔可以只填充活性氧化鋁作為吸附劑，當(dāng)需要壓力露點達(dá)到-70℃時，必須填充一定數(shù)量的分子篩。

　　干燥機(jī)的運行工況會對吸附劑的加熱過程產(chǎn)生影響。因為壓縮機(jī)出口的高溫壓縮空氣全部進(jìn)入再生塔對吸附劑進(jìn)行加熱，所以進(jìn)入的壓縮空氣流量和溫度都會對加熱時間產(chǎn)生影響。而進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣流量受空壓機(jī)排氣量及空壓機(jī)與干燥機(jī)之間壓縮空氣管網(wǎng)水力特性影響；進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣溫度受空壓機(jī)排氣溫度及設(shè)備和管網(wǎng)與外界熱量交換有關(guān)。

　　為了保證圧縮熱再生式干燥機(jī)出口壓力露點穩(wěn)定，結(jié)合工藝流程，在工程應(yīng)用中應(yīng)遵循以下原則：

　?。?）空壓機(jī)和干燥機(jī)應(yīng)該一一對應(yīng)。每臺干燥機(jī)和對應(yīng)的空壓機(jī)匹配，空壓機(jī)和干燥機(jī)之間的連接不宜采用母管方式，空壓機(jī)和對應(yīng)的干燥機(jī)直接連接?？梢员苊庖驗樵O(shè)備臺數(shù)較多造成水力失調(diào)，處于最不利環(huán)路的干燥機(jī)入口壓縮空氣流量偏低。連接管路越簡短，熱量損失越小，可以保證干燥機(jī)入口壓縮空氣溫度符合工藝要求。

　?。?）壓縮熱再生式干燥機(jī)不宜與變頻空壓機(jī)配套。因為變頻空壓機(jī)的流量范圍為60%~100%，如果進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣流量過小，干燥劑加熱階段時間變長，干燥劑再生效果不理想。如果空壓機(jī)必須選用變頻空壓機(jī)，吸附塔切換控制方式宜采用露點控制方式。

　?。?）壓縮熱再生式干燥機(jī)的進(jìn)氣管道及附件應(yīng)做保溫處理。干燥機(jī)進(jìn)口壓縮空氣溫度越高，干燥劑再生效果越理想。如果進(jìn)氣管道系統(tǒng)不做保溫處理，壓縮空氣在輸送過程中會降溫，而且導(dǎo)致壓縮空氣管道管壁溫度升高至60℃以上，造成燙傷事故。

　　（4）對于用氣負(fù)荷變化較大的壓縮空氣系統(tǒng)，壓縮熱再生式干燥機(jī)的控制方式宜選用露點控制和時間控制兩種方式。當(dāng)壓縮空氣系統(tǒng)系統(tǒng)處于用氣高峰，且運行工況比較平穩(wěn)時，采用時間控制模式，當(dāng)運行工況變化較大時，宜切換至露點控制模式，保證處理后壓縮空氣露點合格。

　　（5）當(dāng)干燥機(jī)入口溫度有可能出現(xiàn)偏低工況時，干燥機(jī)宜配置電輔熱系統(tǒng)，對入口壓縮空氣進(jìn)行二次加熱。

　　綜上所述，壓縮熱再生式干燥機(jī)用于用氣負(fù)荷大，負(fù)荷波動小的場合，采用常規(guī)時間控制模式即可取得理想的運行效果，節(jié)能效果顯著。

　　當(dāng)用氣負(fù)荷波動較大時，需要對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，改為露點控制模式，并增加電輔熱，以防止露點控制模式失效時，自動轉(zhuǎn)換為微熱再生式干燥機(jī)運行。