[实用新型]零耗气吸附式干燥机的温度控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种吸附式干燥机，尤其是一种零耗气吸附式干燥机。

背景技术

压缩空气是除了电力之外的最重要的工业动力源，在机械、电子、石化、汽车、纺织、化纤、有色金属、电力、煤炭、食品、医药等领域都有极其广泛的应用。由于空气压缩机（以下简称空压机）输出的压缩空气不可避免地含有油、水、汽和灰尘颗粒等，如果不进行净化处理，会使得后续的用气设备及管道被锈蚀、用气质量低劣，最终严重影响产品的质量。因此，必须要对压缩空气进行除水、除油、干燥和净化处理，也就导致几乎所有需要压缩空气的场所都要用干燥机。

压缩空气干燥设备主要有两大类：一类是冷冻式干燥机（以下简称冷干机）；第二类是吸附式干燥机（以下简称吸附机），这两类干燥机各有优缺点和应用场所。冷干机的优点是不耗气、压降损失小、能耗较低，但缺点是露点温度受冰点的限制，无法做得很低，因而其应用范围大受局限。此外，由于冷干机有制冷系统和压缩机驱动系统，因而使得其结构比较复杂，返修率较高。吸附机在发展历史上经历了较大的起伏。在上世纪70－80年代，冷干机还没有或刚出现时，干燥机以吸附机为主。当时的吸附机耗能很高，气压损失达15%左右。80年代冷干机出现之后，由于冷干机的能耗比吸附机低，因此，冷干机逐渐占据了上风，吸附机只在大型机以及一些需要极低露点温度的领域得到了应用。

近年来，随着全球科技的发展以及对能源问题的日益重视，制约吸附机的几个关键因素（特别是能耗高的问题）已经被人们逐步克服。吸干机有5种不同的再生方式：无热再生式、微热再生式、加热再生式、普通压缩热再生式、零耗气压缩热再生式。从能耗的角度来看，吸附机的发展历程从高能耗到低能耗，从无热再生式（极高能耗）→微热再生式（高能耗）→加热再生式（较高能耗）→普通压缩热再生式（低能耗）→零耗气压缩热再生式（极低能耗）。具体能耗比例为：无热再生式（按100%计）：微热再生式（~80%）：加热再生式（~60%）→普通压缩热再生式（~25%）→零耗气压缩热再生式（~10%）。由此可见，零耗气压缩热再生式吸干机的能耗极低，是目前国际上能耗最低的一种机型，并且已经开始逐步在行业中应用开来。

吸干机工作的基本机理是利用吸附剂具有吸附水分的特性，其吸附过程是一个自行放热过程，而要解吸（即“再生”），就要耗能，也就是说必须由外界向其提供能量。无热再生式纯粹靠压缩空气本身提供此能量，微热再生是部分靠压缩空气本身，部分靠电能提供此能量。而压缩空气又是空压机提供的有用的能量形式，电能又是一种高品质、高能级能源，从此角度看，无热和微热再生式耗能方式均属不合理的方式。

零耗气压缩热再生式吸干机依据的基本原理是“变温吸附”，即吸附剂在低温下吸附，在高温下解吸附再生，形成一个循环周期，在整个循环过程中压力保持不变。常规的、典型的零耗气吸干机的结构及工作原理见附图一。尽管图一所示的是一种典型的结构，但对于大多数以双塔（罐）形式工作的零耗气吸干机，其工作原理都与图1相近。

图1中的“空气进口”通过管道与上游设备——空气压缩机的终出口直接相连，由于空压机去掉了最后级冷却器，故输出压缩空气温度高达（110～130）℃，即为下面所提到的“高温压缩空气”。

工作过程如下：

①左吸附罐加热（解吸附）、右吸附罐干燥阶段流程：

高温压缩空气→第五受控阀11→左吸附罐→第十一受控阀16→第九受控阀15→水冷却器3→气水分离器4→第八受控阀14→右吸附罐→第二受控阀8→用户。设置该流程的目的是要利用高温压缩空气中的“高温”来加热左吸附罐中的吸附剂，使吸附剂脱附（因为脱附需要高温），达到吸附剂再生的第一步。在这个过程中，左吸附罐内的吸附剂的温度升高到与高温压缩空气相等（110～130）℃，过程结束。

②左吸附罐冷却（吸附）、右吸附罐干燥阶段流程：

高温压缩空气→水冷却器5→气水分离器6→第十受控阀18→第十一受控阀16→左吸附罐→第三受控阀9→水冷却器3→气水分离器4→第八受控阀14→右吸附罐→第二受控阀8→用户。设置该流程的目的是冷却左罐中的吸附剂，从而完成左罐吸附剂的再生，并除去工质中的水份。在这个过程中，左吸附罐内的吸附剂的温度从高温降低到低温（~45℃），与①过程开始时的初始温度相等，吸附剂完成了解吸－吸附的一个完整的过程。

③右吸附罐加热（解吸附）、左吸附罐干燥阶段流程：