压缩空气干燥机如何选型

压缩空气干燥机如何选型

赵宇华

河南心连心化学工业集团股份有限公司

摘要：空压压缩机提供压缩空气供系统除尘、输灰、废油精制使用，使用前需要达到一定的空气质量表准，才能够使系统中稳定运行，不出现带水、带油堵塞，上冻损坏管道及附件。

关键词：干燥机、压缩空气、冷冻式、吸附式

一、课题背景：

我公司使用压缩空气为螺杆喷油式空气压缩机，为原老厂拆旧设备使用，自带一台冷冻式干燥机，原空气压缩机为老厂16年新增布袋除尘使用。在19年12月移入二厂并投入使用，在试运行期间检测气中水、气中油，气中水高达2230mg/m³，气中油为8.98 mg/m³检测数据如下表1，远远高于目前使用压缩空气中水分450mg/m3，气中油 mg/m3。

表1：空气水分及油分进行检测表
日期	气中水mg/m3	气中油mg/m3	备注
12月12日	2.53x103	8.98	冷冻式干燥机蒸发压力为0MPa
冷冻式干燥机蒸发压力为0MPa，期间联系进行加氟处理，运行中蒸发压力0.4-0.5MPa，排水正常。
12月24日上午	1.63×103	未检测	加氟后压力0.4-0.5MPa
12月24日下午	2.23 ×103	未检测
注：仪表用压缩空气要求水分冬季300 mg/m3，夏季1000 mg/m3，油含量没有相应指标控制；对比合成输灰空压机压缩空气其中水约在400-500 mg/m3左右

此压缩空气本计划用于废油精制系统和补充整个压缩空气系统，包括气力输灰系统和布袋除尘系统，但布袋除尘系统中对压缩空气和仪表空气有明确要求在如下表2，同时用于气力输灰系统如油分过大易出现粘结管壁，积存易结块现象。

表2：布袋除尘器用压缩空气要求
参数	压缩空气	仪表气
气源压力	0.7MPa	0.7MPa
含油量	≤1mg/m3	≤0.1mg/m3
压力露点	≤-10℃	≤-20℃
固体颗粒	≤5μm	≤3μm

从 表2中看出布袋除尘器对压缩空气要求的压力露点最少在-10℃，查压力露点换算表此压力下对应的大气露点为-32℃，含水分约： 看出水分要求苛刻，目前空气压缩机中空气水分远不能达到布袋使用要求。据了解在老厂布袋除尘器运行中布袋压差偏高，输灰系统易堵塞可能与此有关。

二、干燥机分析：

所用干燥机为冷冻式干燥机，冻式干燥原理： 高温潮湿压缩空气进入后与蒸发器来冷空气进行热交换，使进入蒸发器的压缩空气的温度降低，换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换，压缩空气中的热量被制冷剂带走，压缩空气迅速冷却，潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝，冷凝后的水分经凝聚后形成水滴，经过水分离器高速旋转水分因离心力的作用与空气分离，分离后水从自动排水阀处排出。从原理中看出其除水原理为压力不变降低压缩空气温度，从而达到一新压力露点，经过物理分离除去水分。

干燥机一重要参数为压力露点，压力露点指湿空气被压缩后， 水蒸气密度增加， 温度也上升，当压缩空气冷却时，相对湿度便增加， 当温度继续下降到相对湿度达 100％时， 便有水滴从压缩空气中析出， 此时的温度就是压缩空气的“ 压力露点”，可见压力露点为此压力下的饱和湿蒸汽，此压力下相对湿度¢100%代表了压缩空气饱和含水量。压力露点与压力有关，通过压力露点换算表能够将一定压力下的压力露点对应到大气露点，压力露点约低，大气露点越低，其含水量就越小。

冷冻式干燥机ZH-60DC压力露点温度0-8℃，实际厂家提供为5-8℃，查压力露点换算表此压力下对应的大气露点为-16℃~-20℃，查空气密度表计算其含湿量为879~1.28*10³ mg/m³。故冷冻式干燥机处理过后理想状态下的水分含量本身偏高，达不到目前运行中系统用压缩空气水分值，远达不到仪表用空气水分值。

冷冻式干燥机为老厂运行设备，老厂运行中环境差，据了解现场粉尘较大，运行中空压机和干燥机散热片需要经常吹扫，否则会出现温度高跳车现象。在冷冻式干燥机相关内容中有正确配置过滤器要求，因其气源为螺杆空压机，内会含大量液态水、固体颗粒粉尘及油污、油蒸汽等，通常讲来冷干机在凝结水分的同时也能将所含的少量油分一起凝结出来，当空压机中油气分离器损坏或失效时， 会使排气中含油量大大增加， 含油空气进入冷干机后会在换热铜管表面蒙上一层油膜， 油膜的传热阻力比铜管大 40~70倍， 大大降低换热器的换热性能，在此次投运空压机时因干燥机前并未设置油水分离器，只有螺杆空压机本身自带油分析器，长时间未更换，在干燥机进口管道螺纹连接处有渗水现象。水分偏白有乳化的油分，同时检测干燥机后系统油分偏高，可知干燥器的换热器如长期使用必定会使干燥性能下降。

三、干燥机对比

表3干燥器对比表
压力露点等级	出口压力露点℃
	冷冻式干燥器	吸附式干燥器
1	----	≤-70
2	---	≤-40
3	---	≤-20
4	≤3	≤3
5	≤7
6	≤10

我厂用干燥机为吸附式可再生干燥机，冷冻式干燥机第一次使用，干燥机的重要参数为干燥性能，即可达到的压力露点温度，对比两种类型干燥机的干燥性能见下表3

从表中看出吸附式干燥器所达到的压力露点远远低于冷冻式干燥机所能达到的压力露点，及吸附式干燥机能够达到更高要求的压缩空气标准。

综上所述，目前公司冷冻式干燥机与目前空气系统控制质量相差较大。可以用在对水分无要求或要求不高的岗位。（后附系统用吸附式干燥器与冷冻式干燥器压力露点对比表1）。目前水汽用系统用输灰压缩空气岗位主要有吹风气布袋，锅炉输灰、吹风气脱硝。其中只有布袋有要求为下表2，显然干燥机目前状况达不到-10℃压力露点，水分、含油都无法满足。锅炉输灰由于油分、水分偏高会造成灰粘壁结块不建议使用。吹风气脱硝用气量约6-7m³用气量大无法满足其使用。故只建议废油单独使用。同时为保证其长期稳定运行降低干燥机负荷，建议增加前置油过滤器、水分过滤器，和后置过滤器，保证干燥机蒸发器的运行。

表4吸附式干燥器对比
干燥器类型	耗气量	压降
无热再生干燥器	≤25%	3%
微热再生干燥器	≤16%	3%
鼓风加热再生干燥器	≤4%	3%
压缩热再生干燥器	≤5%	7%

如果需要并入系统需要选用吸附式干燥器，吸附式干燥器仍有无热再生、微热再生、鼓风再生、压缩热再生等形式，在选用中除根据用气量选用外，对其耗气量、压降进行对比，从表中看出如系统要求压力不高和气量充足情况下可选用压缩热再生干燥器，如要求压降低、耗气量小可选用鼓风加热再生干燥器。

四、干燥机选型改造

我公司因压缩空气使用量大，系统要求压力在5-6公斤，综合节能可考虑微热再生式吸附干燥机。减少气源浪费，同时压降能够降低至最小。

【参考文献】：

[1] 李申 《压缩空气干燥机选型比较》压缩机技术

[2] 魏艳萍 于振生《冷冻式压缩空气干燥机概况》

[3] JB_T 10526-2017 一般用冷冻式压缩空气干燥器

[4] JB_T 10532-2017 一般用吸附式压缩空气干燥器

[5]GB-T 13277.1-2008 压缩空气