吸附干燥器的设计

1、吸附干燥器的设计吴彦敏,气体纯化，1983年6月第1版吸附干燥，是工业气体达到高度干燥的主要要方法之一。吸附干燥器的结构简单、操作方便，常用的吸附干燥剂有硅胶、活性气化铝和分子筛等。吸附干燥的方法可分为变压吸附干燥和变温吸附干燥两种类型。一、变温吸附干燥器（一）变温吸附干燥器的选择选择吸附干燥器，主要根据：（一）原料气的含水量和要求气体的干燥程度；（二）采用间歇或连续工作的方式；（三）再生加热方法；以及（四）吸附剂的冷却方法等而有所不同。分别介绍如下：1 .根据原科气的含水量和要求气体的干燥程度选择如果原料气体含水量较高气体干燥程度要求不高时宜用硅胶吸附器；如果原料气含水量较低（露点低于10C

2、）,气体干燥程度要求较高时可用分子筛吸附器；如果原料气含水量较高，要求气体干燥程度亦较高时，可用硅胶吸附器作为前级干燥，用分子筛吸附器作为后级干燥也可用冷凝干燥冷冻器作为前级干燥，分子筛吸附器作为后级干燥。2 .根据间歇工作或连续工作方式选择如果吸附干燥器可以间歇工作，则只需采用一个吸附干燥器，根据气体处理量和间歇工作的周期确定吸附剂用量。如果吸附干燥器需要连续工作，可用二个吸附干燥器交替工作（即一个吸附于燥器工作，另一个再生）。按气体的处理量、含水量、再生加热和冷却所需时间，确定吸附剂用量和切换周期。3 .根据吸附干燥器再生加热方法选择小型吸附干燥器可用电阻加热器直接加热、减压再生。气体处理

3、量较大时吸附干燥器大都采用载热气体加热再生。用载热气体加热再生的工艺流程如下：1）循环气体再生如图7-19所示，用气体循环泵2把循环气送入电加热器5加热后，进入吸附干燥器进行再生处理。再生气体通过水冷却器3冷却干燥，使气体能循环使用。此种再生工艺流程，常用于常压吸附干燥装置的再生。由于再生气含水量较高吸附剂再生的残余含水量亦较高。2）部分产品气再生如图7-20所示，用部分干燥的产品气通过电加热器送入吸附干燥器进行再生处理。然后，再生气体返回原料气罐或放空。此种再生工艺流程适用于压力吸附干燥器。当再生气体出口的压力大于原料气罐中原料气体的压力时，再生气体才能返回原料气罐。吸附干燥器处理的气体量，

4、应相当于所需纯化干燥的气体量加上再生气用量。图7-20用部分产品气再生1.2吸附干燥嚼，3电加热器14一可离式节流网“朗779用循环气体再生1.4吸附干爆器¥2一气体循环泵i2水冷却粉55电加热器.3）部分原料气再生如图7-21所示，部分原料气经辅助干燥器5吸附干燥.经电加热器6加热后，经四通阀8送吸附干燥器7进行再生处理。再生气经四通阀4、冷却器3和气水分离器2后，与经减压阀1的原料气重新汇合一起进入吸附干燥器9此法适用于压力纯化干燥装置，采用减压阀1进行调节使减压阀前后压力差大于再生气体通过四通阀、辅助干燥器、电加热器、吸附干燥器和水冷却器等所产生的压力降。国771用部分原料气再

5、生1一减压网E一气水分需器13-水裨却费八8一国通5一辅助干索普6电施热费7.9-嘤附干燃器g才能使再生气与原料气重新汇合。由于再生时不采用气体循环泵，故维护、操作简单、安全可靠4.根据吸附剂再生后冷却方法选择采用自然冷却的方法最为简单，但冷却时间较长。采用强制气流冷却，必须严格控制强制气流的干燥度。否则吸附剂在吹冷过程中会因吸湿而影响吸附干燥器的干燥效果。（二）变温吸附干燥器的工艺计算吸附干燥器的工艺计算可根据气体的处理量、初始含水量、气体要求的干燥程度和所选用的吸附剂的吸附容量进行计算，求出所需吸附剂的用量，再确定吸附干燥器结构尺寸。1 .吸附剂动态吸附量吸附剂的吸附容量值，严格来说，应在

6、动态条件下试验测得吸附转效值。如图7-22所示采用吸附柱长1000毫米入口气体温度为25C,气体相对湿度为10%,气体线速度为0.5m/so试验测得5A分子筛吸附转效点的吸附量为15%,气体干燥度为露点-96C。硅胶的吸附转效点吸附量为8%,气体干燥度露点-68C。活性氧化铝的吸附转效点吸附量为12%,气体干燥度据点-75C。100'水为吸附造意蚤弘）图7-22动志吸附干燥曲练AP耍做需蛀肥出蟋吸附剂的动态吸附量和气体干燥度，与下列因素有关：1）与吸附剂床层高度有关（更确切地说，应和气体与吸附剂接触时间或空间、速度有关）。表7-5列出吸附干燥器高度不同时的数据，由表可知，随着吸附柱高度

7、增加，气体与吸附剂接触时间增加，吸附容量的变化不大，气体干燥度有比较明显的提表7T吸附干燥器高度不同的教搦柱而柱内施照附剂他的懑陶吸附自如;气体人气体出气体流速体职重量时阿混现水喷口班点£鹿；米眄何俎米（蜃米）必小时）网（郭血国】co36413156.615.7-10-767.63-»203122疑却1516.0iiFIO力后7.S*】*IBSlift3S15III.7J6.T|+10r醛九6洛】表7-5所得数据的试验条彳是吸附剂柱高16cm,内径2cm,温度15C,采用的吸附剂为5A分于筛28g（37.5ml）,气体速度3.8cm/s。3）与吸附温度有关。表7-7列出吸附

8、温度不同时的数据，其试验条件是吸附剂柱高16cm,内径2cm,吸附剂采用5A分子筛28g（37.5ml）,入口气体的露点10C,气体速度3.8cm/so表7-7吸附温度不周的数据woU瑛配时同小时）I吸附水牛般的容录（,正值）i气怵出n蔬点ro由表7-7可讯吸附温度降低有利于吸附容量的增加4）与气体速度有关。表7-8为气体速度不同时通过试验所得的数据。试验的条件是吸附剂拄高14cm,内径3cm,温度50C,吸附剂采用分子筛60克（74毫升），入口气体露点13C0表了T气体速度不同时的毅据3库速度（鼠亲/酢）甜时闽£小时）峡附水猛（扰】i/住出口篇点CC）1,3如J4.2t.e14讥4

9、(155-B55.J79616.6-77£行5.5：日一底16,0|-77由表7-8可知，气体速度越小，气体干燥度高。5）与吸附剂再生程度有关。吸附剂的再生程度，主要决定于再生气体的干燥度和再生温度。如图7-23图7-25所示。由图7-23图7-25可见，再生温度高有利于再生完全但温度过高，容易给操作带来困难使吸附剂使用寿命缩短，甚至烧坏。如果再生气体的露点低，也有利于再生的完全性，并可降低再生温度。吸附剂再生越完全，残余水分含量越低。气体干燥度越高.如分子筛完全再全，残余水含量达到0%,0c时，水汽的平衡分压力1.74X10-5毫米汞拄，气体的露点可达-96Co-o-*vtt-oG

10、g42246807-33再生温度和再生气干燥度对磋股残余水量的影响1一或余水分1%.I一质余水分2%I成余水分5M.F7-21再生温度和眇生气干湿度对活性氧化掰残余水啜的步响I一播电水分L5%，I一般余水分1%】I残亲水外1.&%*一瘴余水分2笈：一残氽水笄2.5%.我残余水*台外.再生翼度裂0图7T5再生温度和再生气干燥度对分子筛残余水量的罂嗝1一嗯余水升。.2%，I一而余水分Q方*/I一班余水弁1%才用一我余水分之界tV残余水分3%,甘一残余水升H我亲水牛5*吸附容献审慢)F心n.ai耍附籥内径占咬M粒桂出吸附干燥器在常压操作情况下，工艺计算的数据选择，可参考表7-9。表了T吸脚干

11、燥器设计数将选择吸附剂小丁邦凯凡催胶；活性书化幅Ia-batiiMu-”g|46runhrlfk'.kv1:h集墙面爱与苴住比虫iff，体迷nrc/>型间速度-J>进气温度LC)<0.6?。0。一泣7曲46<0.1-Ch3如加5皿。i冽glUE仙再生泡比tr>2523M1302502W3皿>302,吸附鬻的设计计算1）设计依据条件设汁的依据条件有以F数项t处理气体量，（标准立方米/小时）.工作压力P（於矛/平方跑来），工作温度t（七卜进口气含水量X（克/立方米）,出口气含水盘X*（克/立方米）,工作周期p（小时2）吸附剂重量和体积所需吸附剂的祖量和体

12、积，可按下式计算(7-10)g_y(xi；口)6一1000a(7-12)式中G,所需吸附剂重量（公斤）1所选用的吸附剂吸附容量（物重量）.匕一所需吸附剂体积（立方米L一.Y1t吸附剂的堆比重（公斤/立方米靠3）确定吸附干燥器尺寸吸附于喉器的尺寸，可由下列各式痫定D-,36D0n«(772)(7-13)(7-H)式中D一吸附T燥器直径（米万实际处埋气体量（立方米/小时）,口气体线速度（米/秒）。式中H吸附剂装填高度（米工B=-D式中B吸附剂装填高度与直径比D4）吸附干燥器再生所需热量吸附干燥器再生时所需的热量Q，可由下式计算q=&±QK&母+Q.千卡/小时0-

13、15）%.信式中Ql水的显热（干卜卜。工水的吸附热（千卡力Qa吸附剂显热（千卡%Q,吸附干燥器外壳（T"卡）】Qs热损失（千卡/小时A丁加也一*再生加热时间1小时）。Qi=弓也心4（1。0一.右）子广;-IOU）式中G&b一吸附水量（:公斤1C；水的比热（千卡/公斤F）.八吸附温度（七或水汽的比热（千V公斤七力it一脱附温度（十九Q产G电n式中ah一水的脱附热（千卡/公斤），Q产Get”式右1）式中G累吸附剂重贵（公斤NK贩附剂比热（"/公。产6o班（与一白）式中G.吸附干燥黯外壳变量（公斤卜d吸附干爆器外壳比热（千卡/公斤七）。5=产交小心f）式中F更吸附干燥器外

14、壳表面积平方米）：吸附干燥器外壳放热系数（于卡/平方小小时七%/一4附干燥器外壳表面温度rca/环境温度（七九5）再生气需要量再生气体需要量匕！，可按下式计算匕9"'时），号2J式中Q吸附干燥器再生时每小时所需热量。卡/小时内丁再生气体的比热（千卡/立方米,七卜也一一再生气体进口温度（七万/同一再生开始时再生气体出口温度（七卜-再生终止时再生气体出口温度（七上6）吹冷气密饕量吸附干燥器再生时，吹冷用气需要盘，“可用下式计算（文方米力j、时）式中6一吸附荆显热（千卡方Q-吸附干燥能外壳显然（千卡上/比政冷气体的比热（千卡A龙米七）。干一一吹冷气体出口平均温度（七九工参吹冷气体进

15、口温度（V）fTRt*一一-吹冷所需时间小时工7）再生加蒸器所需功率再生加热器功率N.可由下式计算(7F)(7-17)(7-18)(779)(7-20)(7-21)（7-22）(7*23)*业江哈二"（千瓦）已知:处理气体量炉二25限掂立方米/小时（氢气），进口气体温度九二35七，干燥前氢气含水量距=4-45克/立方米，干燥后气气含水量覆=D.OO9克/亚方米。试计算.1.第一级用细孔硅腹吸附干燥器f2.第二级用分子筋吸附干煤器解L计算硅胶吸的干黑黑的有关数据假设第一级硅胶吸附干燥器可把气体干燥至露点一4。七，吸附干燥器工作时间取24小时，硅胶的吸附量取15物.L）计算所需硅胶的重量

16、一40七时，干气体饱和含水量为0.102克/立方米，由式"一10）潺。健二用端薇含詈）-x24=189公斤2）计算所需硅胶的体积实际取硅胶20Q公厅，硅胶堆比重为7Q0公斤/立方米，由式rI（7-11）得/推一m=0.2/立方米3）计算吸附器内径选用空塔气体速度为0.3米/加由式（7-12）得；,.二；,_.D=J6.472米V3600X3.14X0,3小按计算结果取外壳简体尺寸为。478M4毫米电-ns-°aP4）计算吸附干燥器装填席度由式（7T笛得0.2861上磨山H瓦瓦乂,235万价米5）计算再生时所需热量设150第为平均脱附温度，0.53千个/公斤c为水汽的比热,则

17、水的显热由式（7-16）得Ql=200x15%XC1X（100-35）+033X（150-100）=2,745千卡若700千*/公斤HQ为硅胶的脱附热，则水的脱附热由式（7-17）得。工=200XI5%x700=21,000千k吸附剂显热0.22于卡/公斤.七为硅胶比热，2。0七为再生气进塔温度，10。七为再生气出塔温度，由式（7T8）得上0200X0.22200+10035=5,060千卡简体显热外亮重量为200公斤,钢材比热为0.12千卡/公斤.七，由式（M9）得Qq=200x0,13-35）=2,760千卡外壳表面散热保湿外壳外表面积为4.7平方米，放热系数为10千卡/平加"小

18、时七，外兖外表温度为40七，环境温度为20,由式（7-20）得QB=4.7X10x（40-20）=940千卡/小时吸附干燥疆再生时所需热量设再生加热时间为16小时，由式（7-15）得门27454-21000+5050+27604上，Q=Tr-4-640-2912.8平米/小时6）所震再生气员氧气平均比热为k打3千卡/立方米”,由式（7-21）得v2912,8,(200"4居)7）再生加物炉所需功率由式（7T3）得«1.1X70X0,313（200-35）_普痂-4.62千瓦aOv5080+2760立方米/小时8）吹冷气体量吹冷时间为8小时“由式（7-22）得=c70.313

19、X8x(S0-35)°fZ.计算分子蹄吸附器的宥关数据假设第二级分子筛吸附器的进口气体含水量取-10七露点，出口气体含水盘为-605露点，工作时间取1的小时，分子筛加热再生后，自然冷却。分子端的吸附适取10驰.1）分子筛用量-10*C干气体泡和含水量为2.27克/立方米，-6。七干气体饱和含水盘为0.009克/立方如由式（7-10）得乂100=57公斤25(2,37-0.009)Hioooxo7l62）所用分子筛体积取分子解60公斤，分子筛的堆比重为800公斤/立方米，由式（入。）得Z*=f=0*,175立方米OUU3）吸附器尺寸如取高径比%=5,则由式（7-12）得吸附器内径为刀工

20、虑薪。加米吸附剂装填高度由式（7-13）求出，为H=5XO,267=1.335米4）再生时所需热量（1）水的显热平均脱附温度为2套七，由式（上16）得Q=60xln%xClX（100-35）+0.53（245-100）J=851千卡（2）水的脱附热分子弹的脱附热为915千卡/公斤，由式（7-17）得ft=G0x100xgi5>=5dS（）千卡（3）吸附剂显热分子筛比熟为Q.25千至/公斤秽，再生气进口温度为350七，再生气出口温度为140，由式（7T8）得Qa=60X0.25（-才"-S5）=3.150千卡（4）外壳显热由式（7T9）得Q.=60X0,2（步号如-35）=1.5

21、12千卡（5）外壳表面散热外壳外表面积为12平方米，放热系数为10平卡/平方米小时,七，由式（7-20）得Qft=3.2X10X（502。）=960¥米/小就QS=3-2XIQX（50-2g=96Q千卡/小时6）再生所需热量设再生加热时间为16小时）由式（7-15）得8514-5490+3150+1512_,Qef.、3年上九Q=-不+9601648千卡/小时5）所需再生气量由式（7-幻）得,1648”0.313,50-9竽包）"立方米/小时6）再生加热炉功率由式（7-23）得y_九八？0义,313（35。一陶不廿%一860242千乩（三）变温吸附干燥器的结构设讨吸附干燥器

22、的结构与催化反应器的结构相仿。根据具体要求应考虑下列各点：1）由于吸附剂颗粒较小塔内吸附剂床层的上、下直装筛板和衬填不锈钢丝网；2）为了防止气体夹带吸附剂粉尘，在塔的顶部气体出口处装填玻璃球等填料，或设置过滤器;3）在塔内需设置测温管，测定吸附干燥器在工作和再生时的温度，以制订合理的操作规程；4）由于吸附剂吸附水分时会放出大量吸附热，故需设置水冷却管将热量带走，可能保持等温吸附；5）塔外壁需有保温层，以减少再生加热时散热损失;6）吸附干燥器再生加热元件可以直接安装在吸附干燥器内，也可以另外附设再生加热器。7）为了方便装卸吸附剂，需要有装料和珅料孔,关于保温层厚度的计算，可用下列公式艾FXAf式

23、中b保温层厚度（米方F散热面积（平方米）j2保温材料的导热系数（千卡/米,小时）3再生气体进出口平均温度与环境温度差（七方0散热量（千卡/小的工已知吸附干燥器外表面积F=3.2平方米，再生气体进口温度为350七，出口温度为140(,再生气体进出口平均温度与环境温度差"=-超吟里5-20-2255C,保温材料选用矿渣棉，取入=0.04千卡/米小时P，散热量Q=960中卡/小时.则保温层厚度为8=32喘一-5=。03米表7-10为常用隔热材料的性能。表7To船用隔热材料性能品名适用激度()比克(公斤/立方米)导熟京：数仔卡/W小时£)特点蠢塞珠珠省(亦称珠光修)Z568。0昔科

24、110左右Q,1H6。.。5导热茶敕小适用慈损广超新载萧梯100T5。*a0.0290.03容重小蜓水存品-20*10008A2800.045Q6适用于寄够新演幅<65070130。0350.04$价虚，只比安充用粉尘大石柏斑融7rMQ.CUQJ&时火，耐喳、修硅藻上保温密<9O1J160-650O，054OES6强度大，耐热岛，船生火他8t掴肝雄<1/。1500.Q90,13前离温，.客国轻小型的气体纯化装置，因处理气体量较小，可采用直接电加热吸附剂，通人干爆气体或抽真空再生方式，在工作过程中，吸附热常散热或气体带走s因此，吸附干燥器结掏比较简单，见图7-26和图7

25、-2%对较大的气体结化干燥装置，因吸附剂用量较多，故大都采用型气流再生.并在吸附过程中采取除去吸附热，在再生过程中对外光和吸附剂来取冷却的措施。下面列举几种典型的吸附干燥结构，供参考u用7-看相电加热管的吸附干操需1一窜£一电怖热管I3一吸的篇4-外筒I5-内符16不翳附壁网；7,国一测濯勃也帼押门.L用电加热管加热的吸附干燥普用电加热管加热的吸附于澡器，结构紧凑，操作方便、安全可靠如图76所示，吸附干爆器工作时，潮湿气体由底部进气管入口自下而上地通过吸附干爆剂层，除去水分后由上部出气管出去.吸附干燥器再生时，再生气体自进气管进入电加热管，被加热后，自上而下地经过吸附干燥剂层带走水分

26、，由底部再生气出气管（即潮湿气体进气管）排出.即吸附时和再生时气流方向相反。图r-打阳蛇管冷却的吸附干掘需1 ,7一热电解描筲l2气体出口管.3一琥格球填料过渡器米一外壳后一吸附器商体6一蛇野.8一不精的法网】e-Wfii1一排污管i11一保温博科.2 .用蛇形管冷却的吸附干燥强如图7-27所示吸附干燥器内吸附剂再生时，镭要用外电炉把再生气体加热,工作过程中通过水冷却戳带走吸附热，吸附剂再生后用冷却器使吸附剂和外壳迅速降温+为了防止在高温时引起冷却器内兽即水绪垢，故先采用气流强制吹冷.待吸附剂温度降至IOOP以下，冷却器的蛇形管内再逋过冷却水，加速冷却蛟附剂，二、无热再生干燥器压缩气体干燥的方

27、法，以往最常用加热再生吸附干燥法。在六十年代初期，发展了无热再生变压吸附工艺，并在气体干燥、氢气纯化和制取富氧等方面应用。尤其是在压缩气体干燥方面，采用无热再生变压吸附装置，可以显著减少吸附剂量，设备体积较小，取消了电加热器、鼓风机和保温层等，减少了金属材料消耗量和设备投资费用，节约耗电量和运行费用。加热再生和无热再生气体干燥装置的技术经济比较列于表10-1o表107加热再生和无热再生气体干燥装置的技术经济比较项目:加孤再生无热再生原理I温度波动法；常温吸附，高湖悔吸1压力减动注高压吸附，低JE解吸吸附容度源度吸酎；蛆附容量或2死麦面殿附r喙网各型取干燥气体露点采用硅胶.脂枝或分子防时常压露点

28、为-4C,-6。七或一了5七与加热再生相近撵作用期3B小时切换一次,周期怩分钟切搅一次.周期想工作压力不跟压力低时不蜡济（取415公斤/平方圈米）役谷停租校大卜霜有再生，体加热课和控毡装置等悻积较小，需有阀门白动控制器附的声器嚅投赍观击投贾和稳纲.包控大波费投究和把铜漆较小运用费用m取器电耗和自耗气量的占压轴弋悻i电起的川邦白艳与盘妁占压缩气体电伴肾的2。%可靠性再期热器官易烧环,经常要维修P自动操作运行可拿对气体百训的限感程度不致感.要求气库中含油最小于序PPD1j歧锹殖，武求气体中含油量小于ippiu（一）无热再生变压吸附的基本原理被唳附，体分瑶FPi>Pi图10-1变温和变去吸附过

29、程示苴图任何一种吸附剂对于同一被吸附质来说，在吸附平衡情况下，温度越低压力越高，单位吸附剂的吸附量越大。反之，温度越高压力越低，则吸附量越小。因此，气体的吸附分离方法，通常采用温度吸附或变压吸附两种循环过程，如图10-1所示。若压力不变,在常温或低温的情况下吸附，用高温解吸的方法，称为变温吸附。在温度不变的情况下，加压吸附，用常压或减压解吸的方法，称为变压吸附。在温度不变的情况下，压力和吸附量的关系，如图10-2所市其吸附等温线有直线型和曲线型（或称朗格缪尔型）两种。在压力Ph时吸附，压力Pl时解吸，此时有效吸附量为吸附等温线上对应的吸附量之差。由于利用加压吸附和减压解吸相组合的循环过程，不需

30、由外界供给热量进行吸附剂的再生。因此，变压吸附法办称为无热再生吸附法。图10-2限阳等沿线示意的直观型,16）版缄型.图10-3表示在常温下动态吸附和解吸周期的对称性。根据试验所得在常温下把含有水分的气体通过吸附剂，使吸附剂逐渐吸附水分达到饱和状态再将干燥气体通过吸附剂，使吸附剂水分逐渐解吸达到再生。如果气流速度相等，在循环过程的初期，吸附和解吸的周期并不相等。但是，经过反复进行吸附和解吸过程，两者的周期逐渐趋于相等。时向c»为了实现压缩气体吸附干燥的无热再生，还需遵循以下的基本原则：1）在变压吸附过程中，再生气与原料气的实际体积比等于1时，再生气的出口最高露点等于原料气的入口露点。

31、因此，为了获得纯产品，必需在每个循环中，使吸附床内各点的实际逆向冲洗气体积都超过实际原料气体积，即再生气与原料气的实际体积比应大于1。此时，再生气的出口露点就能低于原料气的入口露点。如果再生气与原料气的实际体积比小于1,吸附剂再生就不完全，气体干燥的效果就差。根据此原则，变压吸附所需再生气的最小消耗量可由下式计算：VR=VPR式中Vr再生气消耗量（m3/min）；V原料气处理量（m3/min）；Pr再生压力（MPa）;P吸附压力（MPa）。由上式可见.吸附压力越高，解吸压力越低，再生气损耗越少。如果降低原料空气的人口温度和含水量，也可以减少再生气损耗率，见图10-4所示。如要求的所得的干燥气的

32、露点越低，则所得的再生气损耗量超高，如图10-5所示。另外，气体的流速增高，再生气损耗率也相应提高，如图10-6所示。在不同操作的条件下，再生气损耗率的变化情况，列于表10-2。11*_*-*-?0Q20压力下蹲点温度七）图再生气损耗率和空气人口露点温度曲线所示祖度）的美系劭就骅4r糊吧阵010.20ao4050入n水分凝1克/立力来）图1。-5再生气损耗零和所要求干燥隹的露点温度的关系气速速度f厘米/秒）圉10-6再生气损耗率和气体流速的关系表10-2不同操作条件下再生气损耗率变化情况入1川i11i七、flC夕用大X停I玉(匕h里I.T气悻j5A75气体鸯升/分)强改£入0*1口i

33、i所wi?JhA1口出口1冉所r*i七男分*比人口出口SS所R石苜%H,A口«u*s%八121-IT-du13$99皿4609f6：3；2用3“3648740531R76IK工.980'1512S&8G1E363Q居i1.4133门啊211双f；阴2Ci4412328期i39239339S,1162-1so277ISfi15420°238G88s养3923921420部32r17-40-751魄2447：4：liid沁含公36364334656151IM«612i2i11487385Q43fi36364442*於iS11)98&428176

34、15961。3578433£S923g工202T3323B17Q140aQ1SS131100a6a3*j23933S21623284GJ-17-4。-737061G0B5：斯2t此$6?23Ji3&t40能5S12f9534(J!1189国638476363636441加3»J1(B22泅I201】洗。«687283英3艘|392311JJ39s154134a'Q|j11591149WG1ai!392I3922Q25302）在变压吸附过程中，循环周期要短，吸附量要少，尽量使吸附热能用于脱附过程。因为在吸附过程中放出热量，在脱附过程中吸收热量。吸附剂

35、每吸附1公斤水分所放出（或吸收）的热量为：硅胶760千卡、铝胶721千卡、分子筛915千卡。为了使吸附剂在吸附时所放出的热量贮藏在吸附剂上，应尽量避免热量被气体带走和通过器壁向周围散失。所以，必须缩短吸附干燥器的工作时间，当吸附剂稍有温升时，立即切换投入再生。严格控制和适当缩短干燥器的操作周期，有效地利用吸附热，使吸附床起着高热容量的热飞轮作用，是无热再生的必要条件。否则随着操作周期延长，气体带走的热量增多，必然会使再生气体损耗量增加。图10-7表示吸附床床层温度与周期时间的关系。当周期时间在10分钟以内，吸附床温度差约2C,周期时间为60分钟，则温差约10Co图10-8表示再生气损耗率和周期

36、时间的关系。同期时间f小时）入口空气垢120标准立方米/小时压力公斤/平方理米.人口温度.30X水分里秘）.图10-7吸附床床层温度和周期时间的关系一理网平均温度I一入口温度,一解限平均温度.粉阴叼问（小时图108再生气损耗率和周期时间的关系一慨一转求豆V炳新的再生空气量上可变.（二）无热再生干燥工艺在无热再生气体干燥装置中常用的吸附剂有硅胶、铝胶和分子筛等。在变压吸附装置中，吸附剂由于受到长期频繁切换所造成的压力冲击很易引起破碎，故必须有相当的机械强度。因此，在都能达到相同干燥深度的情况下，常选用强度较好的铝胶作为吸附剂。简单的无热再生气体干燥装置的工艺流程，如图10-9明示。含水压缩气体经

37、四通阀进入吸附干燥器I吸附干螺，干燥后气体经单向阀由出口送使用点。取一小部分干燥气体经节流洞减压，进入吸附干燥器I吹气再生，废气经四通阀和消声器排入大气.无热再生气体干燥装置的起动过程，见图10-10所示，如果含水压缩气体的压力为4录斤/平方膜来，水汽分压为16毫米汞柱，起动时，每个周期的吸附量和脱附坦是不平衡的.图10T'无热再生气体干燥流程1一四通附2.&-眼附干爆器I.11臬？一国力表,4一节就搁,5,6单向网力超声器.尸再4翘序公斤/平方厘米在第一个周期中，吸附干澡器1气体经节流阀，使压力由4公斤/平方厘米降至1烝斤/平方咀来，水汽分压由16毫米汞柱降至4毫米汞柱，进行

38、吹扫吸附干燥器I.图工oro无热厚生气体干煤装置起动过程示总图I在第二个周期中，吸附干燥器U气体经节流阀，使压力由4公斤/平方用来降至1芸斤/平方厘汨水汽分压由4毫米或柱降至1毫米汞柱，进行吹打吸附干燥器I°按此过程经过几个循环后，吸附床即达到超干燥状态，并使每个周期的吸附量和脱附萤达到平衡。无热再生气体干燥装置的操作循环周期，一般在1020分钟之间，即510分钟切换一次。小型整置的周期可以短些.在上述疮围内，周期长短对干燥气体的质量影响不大.吸附干燥器再生结束时处于常压（或减压）.如果直接切换，用含水体充压，再进行吸附干燥效果较差如果先用干燥气体（即产品气）充压，吸附干燥器达到工作

39、压力后，再进行切换，气体干燥的程度较好°用产品气充压的无热再生工艺流程如图W-1I所示。当I第工作，I组再生时湿气通过四通海1,吸附干燥器2、除去水分后经单向阀5送出干气.而部分干气经节流阀4,送入吸附干燥器3,再生吸附剂，废气经四逋阀1和二通阀7,消声器8放空。当I组再生结束后，关闭二通阀7,停止废气排出，造成吸附干燥器3充压过程，待吸附于燃器3的压力达到或接近工作压力时，切换四通阀1,即湿气通过四通阀1,吸附干燥器3,除去水分后，经单向阀6送出干气;同时打开二通阀7,使吸附干臊器2迅速卸压，并行部分干气经节流阀4,送入吸附干燥患2.再生吸附剂、废气经四通阀1和二通阀7、消声器3放

40、空，转入【组再生和I组工作状态。一般工作周期为工作5分钟，再生4分30秒，充压30秒.双塔变压吸附装置在两个塔互相切换时，如果控制阀为电磁阀，动作比较迅速不致引起管网压力发生较大的波动,如果控制阀为气动阀时，因切换动作有一个短暂的时间过程，容易引起管网压力和流量的波动。为此，可以采用四阀控制的，有两个吸附干燥器同时供气阶段的光热再生流程，见图1OT2,图中（。）为流程示意图，（b）为工作程示意图。图10-11用产品气充压的无热再生工艺流程工一姆通询12,3吸附干燎裨.It4一节流阀.5.6一单向阀,7一二通网，8一消声器.废气经阀工排出.1组再生结其工作过程如下上当【组再生.1组工作时，湿气经

41、阀3,进入吸附干噪器I除去水分，干气经单向闽9送出，部分干气经节流阀7进入吸附于燥器I,再生吸附剂、束，关闭阀1,使吸附干燥器I充压。待吸附干燥器的压力达到或接近工作压力时，打开阀2,湿气经阀2和阀3,分别进入吸附干燥器I、I,干气经单向阀8、9送出，使I组和I组同时处于工作状态点然后关闭阀"打开阀3转入I组工作，I组卸压口吸附干燥器I,由于打开阀4,接通大气，瞬间卸压，吸附剂所吸附的水分,随之部分被排除：接着吸附干燥器I出来的干气部分经节流阀7,送入吸附干蟆器I,进一步吹气再生吸附剂，废气经阀4排出，即为【纲工作（其中同时工作时间约10秒），再生时间为4分30秒其中卸压过程时间相当

42、短，几乎瞬间卸压,充压时间为30秒.无热再生气体干燥工艺的优劣,重点在降低再生气损耗率。采用负压再生（如采用喷射器喷射，或用真空浆抽气成负压h可以降低再生气损耗率。特别是当操作压力较低时（小于4必斤/平方斑祟），再生气损耗率增大.随着再生气损耗率的增大，在经济指标上无热再生已无优越性-必须采用喷射器（或真空泵）使再生吸附干燥器内造成负压，实现减压再生，其工艺流程如图10T3所示.采用真空泵抽真空实现减压再生，当真空度达到10020Q亳米汞柱时，再生气损耗率可降至10%以下。其工艺流程见图采用减压再生时，再生气体损耗量可用下式计算式中瞑再生气体损耗量（立方来/小曲.心一人口气体量（立方米/小时支

43、Pl吸附压力（公斤/平方厘米其凡解吸真空度（毫米汞柱）.例已知；变压吸附装置处理气体量为1000立方米/小时，气体压力7捻斤/平方限来，解吸时的真空度100毫米汞柱。求再生包体损耗量。再生气体损耗量为*再口,=68.49豆方米/小时7100再生气体损耗率为克=5%：；X10。物=6.85%降低再生气体损耗率还采用以下几种方法，简略介绍如下1）把未干燥的压缩气体，先通过冷凝干燥器降温和除湿，再进入变压吸附装置除湿,同时还可以除去二氧化碳等.其工艺流程如图10T5明示。2）在再生气体管路上加上一只功率不大的电加热器，使再生气有很小的温升（约UTC）,这祥.既降低再生气的水蒸汽分压，又提高吸附剂表面

44、水分的蒸汽分压*在达到同样质量指标的前提下，可以节约更多的再生气曷“这种微热再生法是要在加热再生法和无热再生法之间，寻找出一个技术经济指标最律点，其工艺流程如图10T6所示.微麹再生法与加热再生法和无热再生法的技术经济比较，列干表1Q7,微热再生法比加熟再生法切换周期显著缩短，强化了工艺流程，吸附剂用量少，吸附群体积小。微热再生法比无热再生法切换周期长。减少阀门切换的频率，可以增加控制系统和阀门的使用寿附.表107加热再生法，无热再生法和微热再生法的比较加科再更tTSA>|五慈再生CPSA）J徵耀再生（PT&_眼的靖张枳1.0相普于可购再生呜加热再生的!吸附荆外类法就.铭放等忸放

45、.分子端等相股、小子孙寻处喝，量（柱布立方米/小暗）10D-&U00OI-1QW1WU工作不力（合斤/平方厘米）区心5153To人口或井f悒和）zmt初3甲。飘7ate扪摸时间6-（小时5分30M分出口0点2Q40<-40<-40再生震度£七】150200时7。405心再生Y体恤耗率（%30&152004g。城黯用坦善费用大无小在T公斤/平方厘米压力下的数提,微热再生法比加热再生法再生温度低得多，耗电量少事比无熬再生法再生气损耗率小,此外，减热再生吸附装置的处理气量范围和工作压力适应范围都较宽.可见微熬再生法技术经济效果较好。一回舄-i13"均分吗I招生工作I工作1再生用10TZ有同时供气阶段的无热再生流悭1九八4一二通阀，5,6-暝附T建舞、h7一节律阀：K.9一单向隅.111:图10-14带真空泵的无热再生气体干燃装置h九八4rT一二地5.5-眼的干燥器I、118,%1弧U一单向fth12-港量计*13节麓归.H一真空蒙.图10-13带喷射器的无热再生气体干理装置1一再通阀卜入3-吸附干爆器I,Ji45.7.8-单向的*一节施蔺9一唆射藉10-潸声器.图10-15带有冷凝干燥器的变压吸的气体干燥装置1-挣款干爆器1