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冷冻式干燥机与吸附式干燥机的区别

冷冻式干燥机与吸附式干燥机主要都是用来去除压缩空气中的水分,区别在于去除水分的原理不同。由于压缩机内的冷凝水会导致腐蚀,从而导致泄漏或损坏气动设备部件以及整个制氮机装置。更重要的是,系统内残留的水会污染工艺并导致输送出来的氮气纯度低。

每套制氮机装置都需要一台干燥机来保持空气供应不受潮,在选择干燥机时,主要是考虑吸附式干燥机还是冷冻式干燥机。本文主要介绍冷冻式干燥机和附式干燥机之间的区别,以便您可以根据您的制氮机装置做出最佳选择。

冷冻式干燥机与吸附式干燥机的区别
冷冻式干燥机

冷冻式干燥机

冷冻式干燥机以相当低的压差用节能的方式去除压缩空气中的水分。冷冻式空气干燥器由空气干燥回路和制冷回路组成。

空气干燥回路:在热交换器中,进入的热压缩空气与离开的冷干燥压缩空气而被冷却,在该处水蒸气开始凝结。然后预冷的进气进入空气制冷剂热交换器,在该热交换器中,空气被冷液态制冷剂冷却至3℃左右。在此步骤中,剩余的水分凝结成液体并从回路中排出。最后当干燥的冷压缩空气进入热交换器时,在那里它被进入的热空气加热到室温附近,以减少下游空气管路结露。

制冷回路:制冷压缩机将高压热气制冷剂泵入冷凝器,冷凝器将热量从制冷剂传递到环境空气,从而将高压气体冷凝成高压液体。然后高压液态制冷剂流过空气制冷剂热交换器,制冷剂从空气侧吸收热量,然后转化为低压制冷剂,然后转化为低压气体作为空气侧被冷藏了。最后现在低压制冷剂气体被吸入制冷压缩机循环压缩。

冷干机类型

非循环冷冻式干燥机无论空气流速或水分含量如何,都能使制冷剂压缩机持续运行,并通过热气阀或膨胀阀控制压力露点,使制冷剂再循环以防止内部冻结。它们的购买成本通常较低,因此比循环干燥机更常见,并且与吸附式干燥系统相比具有高稳定性和低维护成本。

循环冷冻式干燥机就像您家里的冰箱,具有独特的能力,可以根据您的实际用气量来增加或减少冷却能力,从而减少能源消耗。大多数循环式冷干机能够做到这一点要归功于两个特点:制冷剂压缩机一侧的调节阀可以限制制冷剂流量和高热质量,能够在低空气负载下储存制冷能力。由于它们能够调节能源消耗,因此它们比非循环模型更节能。

冷干机优点

  • 与吸附式干燥机相比,初始、运营和维护成本更低。
  • 不受气流中油的损害,尽管也会配备过滤器。
  • 如果与环保制冷剂一起使用,可以实现高度稳定的压力露点。

冷干机缺点

  • 不能用于对水高度敏感的应用,因为可能会有一些水蒸气残留在产品中。
  • 冷干机露点能达到2℃左右,而吸附式干燥机的露点-40~-70℃。
余热吸附式干燥机
余热吸附式干燥机

吸附式干燥机

在吸附式干燥机中,空气经过吸附塔中的分子筛(例如硅胶、分子筛或活性氧化铝),分子筛从空气中吸收水蒸气。吸附式干燥机有两个吸附塔,一塔吸附一塔脱附,在分子筛达到饱和后两塔往复循环。吸附式干燥机可以借助定时器或露点监测设备促进干燥剂再生。

使用吸附式干燥机需要在压缩空气进入干燥机之前制定合适的水分离和排水装置。如果使用传统的油润滑压缩机,要安装高效除油器(0.01微米)和自动排水装置。另外建议在空气干燥器之后使用颗粒过滤器(1.0微米),以防止产出气体中含有细小的磨蚀性颗粒灰尘。

吸附式类型

无热吸附式干燥机使用膨胀(“吹扫”)压缩空气,在加压状态下吸附压缩空气中的水份,减压时用大约15%干燥压缩空气吹扫吸附剂,使吸附剂再生,两塔交替循环除去水份。这种吸附式干燥机在机械上最为简单,适用于广泛的空气流量范围,并且可以实现低至-70℃的压力露点,但是消耗了大约15%的压缩空气。

微热吸附式干燥机的能效比无热吸附式干燥机高近25%,但微热干燥机操作成本比无热干燥机低。微热干燥机的再生回路中装有加热器,这种吸附式干燥机使用热量和气流相结合的方式来再生塔中的干燥剂吸附剂。当有热再生吸附式干燥机与辅助加热器一起消耗额外能量时,它们使用再生压缩空气的量只是无热再生吸附式干燥机的一半。

鼓风吸附式干燥机装有鼓风机,从周围环境中吸收空气进行再生。这种干燥机不再消耗压缩空气使干燥剂再生,而是用鼓风机进行再生,可实现-40℃的压力露点。由于干燥机在再生过程中不需要压缩空气,但使用约2%的压缩空气吹扫来冷却塔,以防止露点峰值出现在塔切换。另外需要考虑驱动鼓风机的电耗,相比微热吸附式干燥机电耗高,消耗压缩空气少,总体能耗比微热干燥机低。

余热吸附式干燥机利用空气压缩机本身提供的热量进行干燥剂再生,减少了加热器的使用。余热干燥机是最节能的吸附式干燥机,因为它们可以达到-20℃左右的压力露点,而无需额外的能源(假设压缩机满负荷运行)。可以安装额外的加热器来抵消部分负载的压缩机或实现较低的压力露点。由于工作温度高,余热吸附式干燥机只能安装排气温度大于110℃的空压机后。

吸附式优点

  • 能够实现极低的压力露点(-40~-60℃),适合用于对水高度敏感的行业。
  • 相对较高的能源效率,特别是对于不依赖外部能源的余热吸附式干燥机。
  • 无热吸附式干燥机可以气动启用,以便在偏远或危险场所有效运行。

吸附式缺点

  • 初始成本高于冷冻式干燥机。
  • 需要每三到五年更换一次干燥剂。
  • 需要使用净化空气进行操作,降低整体能源效率。
  • 如果不进行预干燥过滤和排水,容易受到油气溶胶的污染。

冷冻式干燥机比吸附式干燥机具有更低的前期和能耗运行成本,但是它们不能提供像吸附式干燥机那样干燥的空气。对于一般的制造工艺而言,选择冷冻干燥机就可以了。吸附式干燥机为严苛的工艺要求提供干燥的空气,但是投入成本也更高。另外用户应考虑压缩空气管道是安装在有温度调节的空间,还是安装在室外。如果管道暴露在恶劣的条件下,如温度低于4℃,吸附式干燥机是最好的选择。

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