杭州山立净化设备股份有限公司 浙江杭州 311107
摘要：本文依据微热再生吸附式干燥机的工作原理，结合了微热再生吸附式干燥机露点节能的优势。当出口露点达到要求露点时，这时吸附塔还可以在吸附压缩空气中的水分，通过露点仪反馈回来的信号和要求露点值作比较，当低于要求露点值时，延长吸附时间，延迟两塔切换，而再生时间不变，这样在整个周期内，再生耗气量就会相对减少，增加成品气的产出，从而达到一个节能的效果。并且通过该种技术应用，使微热吸干机在运行中更加节能，降低运行成本。
关键词：无热再生；干燥机；露点；节能；吸附；周期
引言
随着自动化的发展，机床或仪器等应用压缩空气的情况越来越普遍及广泛。现在压缩空气已是人类生产、生活中一种不可缺少的动力。正确的使用及妥善处理，将有助于生产，反之则会造成生产上的不便！然而空气压缩机排出的压缩空气是不干净的，除了含有水（包括水蒸气、凝结水）和悬浮物外，还有油（包括油雾、油蒸气）。随着现代工业的不断发展，对压缩空气质量的要求也越来越高，而且呈多样化。就干燥度（即含水量或露点温度）的要求：不同的工艺对压缩空气露点温度要求也不同，如用在电镀喷漆、食品、制药等行业生产工艺中的的压缩空气压力露点一般要求在-23℃，化工、电力仪表方面的压缩空气压力露点一般要求在-40℃以下，而在半导体芯片厂对压缩空气的压力露点可能要求在-70℃。压缩空气的露点要求通常由干燥机来实现。当前，实现节能工作目标面临的形势十分严峻，近几年来，全国上下各部门加强了节能工作的力度，为了提高生产效率、降低运行成本、提高气体质量。下面介绍一项干燥机节能控制——微热吸干机的露点节能控制。
1、微热再生吸附式干燥机的特点和工作原理
1.1微热再生吸附式干燥机的特点
（1）露点低
与冷冻式干燥机相比较，吸附式干燥机的露点要远远好于冷冻式干燥机，吸附式干燥机一般露点可达到-40℃，如有的行业用气品质比较高的地方，也可以经过特殊的设计制造，露点可以达到-70℃。
（2）耗电量
根据变压吸附、再生循环的原理，采用外部（电加热）微加热再生方式对压缩空气进行吸附干燥。该产品综合了无热再生和有热再生干燥机的优点，利用外部微加热少量的成品气，减少了再生气量的损耗，同时也避免了有热再生干燥机电能消耗大的缺点。
（3）吸附剂完全再生
吸附式干燥机是利用吸附剂在不同压力和温度下的吸水性能不同这一特性来设计。吸附式干燥机的露点稳定不稳定也是要看吸附剂能否完全再生。在微热再生吸附干燥机里的吸附塔内部经过特殊设计与制造，充分保证理想的空塔流速0.2～0.3m/s，使压缩空气与吸附剂有不少于5.5秒的接触时间，实现吸附水分彻底，冷却充分，保证干燥机出口露点稳定，避免吸附剂的窜动，从而减少了吸附剂的液化和粉碎的可能性，加强了吸附式干燥机的使用可靠性，延长吸附剂的使用寿命。
（4）性能可靠
微热再生吸附式干燥机产品集有热再生和无热再生的优点，对再生形式采用微加热的方式，从而减少再生耗气量，达到节能的目的。根据变压吸附原理，利用高效吸附剂，根据毛细作用吸附空气中的液态微粒，同时通过微加热来脱去所吸附的水份，以达到除去压缩空气中水分的目的。设备制成双筒形式，在全自动PLC控制下，两筒交替连续循环工作。微热再生吸附式干燥机采用干燥气体和再生气体采用逆向对流方案，因为吸附床中未使用部分的吸附剂不用解吸，再生气逆向流动可以使吸附床层的末端残余负荷低，对下一循环吸附操作时保持高干燥度比较有利。除以上描述外，在使用过程中，微热再生吸附式干燥机还有结构简单、寿命长、无基础安装等优点。
1.2微热再生吸附式干燥机的工作原理
一个吸附塔在工作压力下进行吸附干燥，而相应另一个吸附塔从主管路抽取极少量压缩空气经减压、加热过程，作为再生气体对其进行微热再生。经微热再生的干燥剂。其残余含水量有较大幅度降低，提高了装置可处理容量。首先。从出口处取少量的成品气作为再生需要的再生气，经过微加热器对再生气进行加热（加热到150℃左右），然后再生气进入再生塔，对所需的吸附剂进行解析，除去吸附剂中的水分，达到吸附剂再生效果。最大限度地降低能耗。本系列产品集有热再生和无热再生的优点，对再生形式采用微加热的方式，从而减少再生耗气量，达到节能的目的。
图1 微热吸附式干燥机的工作原理流程图
如图1所示，压缩空气进入微热再生吸附式干燥机之后，气动阀20打开，进入吸附塔14吸附，经过吸附塔14A的吸附后，一路经过单向截止阀2到用气管道，一路经过手动调节阀6、限流孔板10到加热器筒体12进行加热，加热过后经过单向截止阀5进入吸附塔14B，对吸附剂进行脱水再生处理，最后再生气带着吸附剂解析出来的水分通过蝶阀19，利用消音器15排到大气中。一般在微热再生吸附式干燥机额定处理量的7%左右。
2、微热再生吸附式干燥机露点节能改造的实现
2.1基本思路
目前市场上的微热再生吸附式干燥机都按“固定时序”短周期控制双塔切换。用户希望“节能”，厂家标榜“节能”。而且大家也知道吸干器以“变负荷”为常态（不然就不存在“露点控制”这个话题了），用常年不变的固定程序来控制双塔切换，岂不浪费能量。于是想用“露点”这个耀眼参数来控制“时间变量”—譬如吸附时间或再生时间，事实上在再生调节阀“定开度”条件下，固定再生时间延长吸附时间，或固定吸附时间缩短再生时间都能实现“露点控制”，且吸附时间与再生时间比值越大越节省气耗。本着使用最简便的方法，在最短的时间内实现最大限度的长期效益的原则，在保证原有的露点不变的情况下，在压缩空气出口处加装露点仪，测量空气出口露点的变化，通过露点的变化，来控制微热再生吸附式干燥机的再生耗气量以及微热再生吸附式干燥机的吸附时间。在保证再生时间的不变，在保证露点要求的前提下，延长吸附时间，使整个周期加长，最终达到减小平均再生耗气量，从而实现节能的控制要求。
2.2改造安装
设备在压缩空气出口处焊一个套作座安装露点仪[1]，然后把露点仪的信号通过4-20mA的信号传到PLC上，在经过PLC的控制程序加以改进，在控制面板上显示，改装后的电气原理图如图2所示，从电气原理图上的PLC采用的是西门子S7-200 SMART PLC2，露点仪采用的英国米歇尔露点仪。控制系统是通过露点仪把出口的露点值用4-20mA的信号传到PLC控制系统，PLC控制系统经过分析露点与设定的露点值相对比，然后对吸附时间进行调节，如图3所示的程序梯形图，再通过把限流板小孔调小，这样用原来额定处理量的7%的量，通过吸附时间的加长，耗气量不变，时间加长。这样在相同的时间内就会小于以前的再生耗气量，从而达到节能的效果，减小再生耗气量。
图 2 加装露点仪电气图 图 3程序梯形图
3、测试及节能效果
通过测试效果图3所示，我们可以很清楚的看到露点的变化，露点越低，再生时间也就越长，在相同时间内所消耗的压缩空气成品气也就越少。也可以理解为：当出口露点达到要求露点时，这时吸附塔还可以在吸附压
缩空气中的水分，通过露点仪反馈回来的信号和要求露点值作比较，当低于要求露点值时，延长吸附时间，延迟两塔切换，而再生时间不变，这样在整个周期内，再生耗气量就会相对减少，增加成品气的产出，从而达到一个节能的效果。
图 4测试效果图
4、结论
本文从上的分析可以看出，微热再生吸附式干燥机经过加装露点仪，在控制系统里通过露点仪反馈的信号，对吸附时间进行调节，可以达到减小再生耗气的量，让更多的压缩空气成品气进入用气管道，使成品气的利用率提高，减少成品气的损耗。也大大的降低了设备运行成本，为企业降低成品产品的成本。可以预见，这样的改造在以后吸附式干燥机上应用应该很有利用价值，可以让吸附式干燥机减少成品气的消耗，提高成品气的利用率，也可以对露点进行调节，让吸附式干燥机更加的节能。
参考文献：
[1]李申.压缩空气净化原理及设备[M].浙江大学出版社2005.（7）
[2]廖常初.S7-200 SMART PLC 编程及应用（2）[M].机械工业出版社2015，（4）01
[3]史国平，韩俊英.压缩空气净化技术资料选编（3）[C].机械部合肥通用机械研究所1994.10
论文作者:张礼祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/18
标签：干燥机论文; 露点论文; 压缩空气论文; 吸附剂论文; 时间论文; 节能论文; 成品论文; 《基层建设》2018年第16期论文;