压缩空气进气温度对吸干机影响分析

文章开始前，我们先来对比一下手头现有的不同品牌对吸干机的进气温度的规定：欧系 品牌的进气温度为35℃，而国产 品牌的进气温度为38 ℃（ 设备类型： 闭式循环零气耗鼓风热吸干机，标准7～8barG工作压力。 ）

至于其他要求进气温度低于32℃，或者42℃/45℃，这些非主流设计条件，这里就不单独列出来。我们可以看到欧系干燥机普遍要求更低的入口温度，而国产干燥机的标准机更高些。那么具体的进气温度对吸干机的工作有什么影响呢？吸附的过程，需要了解吸附的吸附性能两个相关的参数，我们先看两个曲线图：

1.吸附温度

我们可以看到温度对吸附剂的吸附性能影响非常大，但是分子筛在高温段，不管是吸附能力还是吸附衰减速度远比硅胶、氧化铝好很多。我们后面讨论设计会用到这个结论。

2.压缩空气的相对湿度

同样由曲线图上，我们可以看到分子筛在不同的相对湿度下，吸附性能非常平稳。而硅胶机氧化铝则在低水蒸气分压的条件下，吸附性能非常不好，吸附能力衰减非常快。

那么干燥机的吸附入口对上述两个因素究竟有什么样的影响呢。

我们可以通过Q=(CgV+CsW)(T1-T0)

Q为吸附时的发热量=MH2O*q

MH2O为单位时间内吸附的水分

q为吸附的吸附热(吸附剂不同，发热量不同，800～1200kcal/kg不等)

Cg为气体的比热（kcal/kg.℃）

Cs为吸附剂的比热（kcal/kg.℃）

V为气体的流量（kg/hr）

T1为吸附层受热后的温度

T0为吸附层的初始温度

根据以上公式：假定吸附剂为活性氧化铝，我们可以在不同的温度及压力下，计算出表1数据（不考虑吸附性能的衰减，都是吸附满水分的情况）。

以上数据通过不同的计算方式会得出稍有差异的结果，但是整体趋势是不会受到影响的。

我们可以看出，随着压力的降低，单位时间内吸附温升显著增加，而此时吸附床层内的压缩空气的相对湿度又显著变小。有了吸附床层内的相对湿度，我们可以根据下面的BASF的F-200活性氧化铝曲线，查询到对应工况下的最大吸附容量。比如：0.55MPaG，25℃进气时，F-200吸附剂最大吸附容量q0约22%。

有了此数据可以根据

f(c)=q0（1-Za/(2Z)）

f(c)为吸附工况下动态吸附容量

Za为吸附带

Z为吸附床层

比如：Φ800*1620mm吸附塔内填充AA，吸附塔操作压力0.6MPaG,AA的MFaV取3.15/S。

我们计算出Za=4 =1550mm

f(c)=q0(1-Za/(2Z)）=0.49*0.22%=10.78%

而假如，同样的吸附剂装填条件下，我们进气输入条件改变为0.35MPaG,35℃进气时，q0约15%，通过计算可得动态吸附容量仅约为6%。

若此时我们选用分子筛，进气输入条件为0.55MPaG,35℃进气时，床层温度为51.5℃，q0约22%，通过计算可得动态吸附容量约为12%。

进气输入条件为0.35MPaG,35℃进气时，床层温度为65.6℃，q0约21%，通过计算可得动态吸附容量约为11%。

由上述计算过程，我们可以得出结论：当长周期（比如零气耗鼓风热）吸干机入口含湿量增大或者在吸干机前增加回热型冷干机，会随着吸附温升或者回热导致气流相对湿度减小，氧化铝或者硅胶吸附的性能会大幅下降。

此现象也导致了众多国产设备厂家在多次试错露点不好后，往往采用活性氧化铝+分子筛的混床，吸附塔顶部填充一定量的分子筛来保证出气露点。其实此时不是吸附剂做不到好的露点，而是吸附状态下，相对湿度降低导致吸附剂性能过差。而欧系品牌则要求更低的进气温度或者增加预冷（预冷机或者冷冻水冷却器），以控制吸干机工作过程中的床层温升，然后使用大吸附容量低再生温度的硅胶，能在-60℃露点(硅胶理论能达到的合理干燥机)范围内，既能保证排气露点温度，又能降低设备整体功耗。

故，我们在设计吸干机时，应充分考虑整个吸附过程的动态，在制造成本、系统能耗与用户采购预算之间做合理取舍。若客户需求最低的能耗，我们则推荐使用预冷+真空（硅胶）零气耗鼓风吸干机；若客户工况恶劣，且无法满足预冷的条件，我们则应补充使用高能耗的（分子筛/氧化铝混床）零气耗鼓风吸干机，甚至微气耗型鼓风吸干机作为最佳选择。我们也希望国内能大面积的推出经济实惠、性能优异的真空鼓风零气耗吸干机。

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