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吸附式干燥机原理

时间:2015-01-05 10:17 来源:www.litianji.com 点击:

    虽然冷冻式压缩空气干燥装置工作稳定、能耗低,在处理高含湿量及较大空气流量时性能好,但其只能将空气的压力露点降到2~8℃。当要求压缩空气的压力露点更低时,吸附式干燥设备基本上是惟一的选择。

    “吸附”是两相交界面上物质分子浓度自动发生变化的自然现象。吸附过程的机理很复杂,目前有关吸附原理的理论,在解释吸附作用时都存在一定的不足。一般将吸附体系分为吸附剂和吸附质。具有一定吸附能力的材料叫吸附剂,被吸附的物质叫吸附质。对于吸附式压缩空气干燥机,常采用硅胶、活性氧化铝,以及分子筛为吸附剂。而存在于压缩空气中的水蒸气则为吸附质。一般按照吸附剂表面与吸附质分子间作用力的不同将吸附分为物理吸附和化学吸附。

    物理吸附的动力为范德华力。由于分子间范德华力的作用,促使吸附质向吸附剂渗透。化学吸附是吸附质分子与吸附剂表面的分子产生电子转移或形成化合物。压缩空气吸附干燥过程属物理吸附,其特点如下:

    1)吸附作用力小,被吸附的气体分子比较容易重返气相,较容易“解吸”。

    2)物理吸附的过程是可逆的,吸附和解吸的速度都很快。

    3)吸附过程为放热反应,其放出的“吸附热”比化学吸附少得多。

    4)物理吸附无选择性,任何固体都可以吸附任何气体,仅在于吸附量的不同。

吸附—再生循环原理

    对于压缩空气吸附干燥装置,当吸附过程达到平衡态时,吸附剂对压缩空气的水蒸气失去吸附作用,必须对其进行解析,使之再具有吸附功能,这个过程称为吸附剂的再生。根据吸附性能,再生(解析)过程为吸附的逆过程,因此,降压、升温是吸附剂再生的条件。根据吸附与再生时的温度及压力条件的状态,将吸附-再生的循环过程分为变温吸附(TSA)和变压吸附(PSA)二种。

    1)变温吸附这是在常温下进行吸附,而在较高温度下进行解析,从而恢复吸附剂的吸附功能。

    2)变压吸附这是在较高的吸附质分压力下进行吸附,而在较低(甚至真空状态)的分压力下进行解析。

    压缩空气吸附式干燥机针对不同的再生方式,分为加热再生吸附式干燥和无热再生吸附式干燥

    加热再生吸附式干燥
的工作原理基于变温吸附。这种装置吸附与再生工作时间长,吸附剂处于不断的变温状态下工作,整个装置的耗能大。无热再生吸附式干燥基于变压吸附的原理工作。吸附与解析工作时间短,吸附过程产生的吸附热基本存在于吸附床中,解析过程近似为等温过程。无热再生吸附式干燥在解析过程中,需消耗一定量的成品气用于吸附剂再生,但总的耗能较加热再生吸附式干燥小。无热再生吸附式干燥虽然在再生过程中无需外界加热,但成品气的消耗量较大。

    若对再生气体进行适量加热后用于吸附剂再生,可降低成品气的消耗量,因此产生了微热再生吸附式干燥
。微热再生吸附式干燥的工作循环周期大于无热再生吸附式干燥。微热再生吸附式干燥的再生气量小,经济性好,工作稳定。加热再生吸附式干燥、无热再生吸附式干燥及微热再生吸附式干燥均为双塔结构,一个塔吸附工作时,另一个塔进行再生工作,交替循环,以保证连续地对压缩空气进行干燥。

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