陳禮甲蔡金玲（.貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 55008；.貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 55400）

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淺談新型干燥裝置在氧化鋁廠空壓站的應(yīng)用

陳禮甲1蔡金玲2
（1.貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550081；2.貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 551400）

摘 要：目前國內(nèi)氧化鋁廠空壓站大多采用傳統(tǒng)空氣干燥器。該類干燥裝置能耗高，氣耗高，在氧化鋁廠壓縮空氣供應(yīng)的成本中占比較大。結(jié)合鋁行業(yè)節(jié)能控本的要求，傳統(tǒng)的空氣干燥器急需跟新?lián)Q代。本文簡述了新型空氣干燥裝置的特點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，介紹了新型干燥裝置的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：壓縮空氣干燥；吸附式空氣干燥裝置；節(jié)能

目前國內(nèi)氧化鋁企業(yè)壓縮空氣用量巨大，噸鋁的壓縮空氣耗量在45m3～55m3左右，其中傳統(tǒng)型干燥器能耗占空壓機(jī)耗能的15%以上，因此在空氣壓縮環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能，尤其在干燥裝置進(jìn)行升級改造對節(jié)能降本有重要意義。

1 吸附式干燥裝置的發(fā)展

壓縮空氣吸附式干燥技術(shù)通過40～50年來的發(fā)展，至今已進(jìn)入第四代技術(shù)。由于空壓機(jī)氣電價(jià)格差距越來越大，其升級的核心，是著重于少用氣或不消耗再生氣。按目前實(shí)際計(jì)算，電價(jià)僅占無油干燥壓縮空氣價(jià)值的40%左右。

2 新型余熱再生零汽耗干燥技術(shù)

2.1 新型干燥器的基本原理

吸附式干燥器的再生方式一般分為變壓、變溫、清洗、置換四種工作方式，在實(shí)際操作中，并不按某一種單一模式運(yùn)行，都是兩種以上方式的組合。

圖1新型干燥裝置工作流程圖

根據(jù)壓縮空氣干燥計(jì)算公式：

式中：

E為再生系數(shù)；

P為出口氣體中水蒸氣分壓；

P0P2分別為出口和再生溫度對應(yīng)的飽和水蒸氣分壓；

P1為再生氣的水蒸氣分壓。

因此，本文選取京津冀、長三角和珠三角三個(gè)典型城市群的城鎮(zhèn)居民生活用電為研究對象，結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展因素，從城鎮(zhèn)居民生活用電現(xiàn)狀和影響因素出發(fā)，將能源強(qiáng)度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素納入模型，分析三大典型城市群城鎮(zhèn)居民生活用電趨勢和規(guī)律，比較經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相近的城鎮(zhèn)地區(qū)的居民生活用電影響因素貢獻(xiàn)度差異，擬為優(yōu)化居民生活能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和完善城市群用電市場提出建議。

在上述過程中：無熱再生工況即完全利用低分壓成品氣（P1）；微熱再生工況即利用低分壓成品氣（P1）并提高溫度（P2）；加熱再生工況即充分利用高溫（P2），且不消耗成品氣；冷干加吸附工況即降低出口溫度（P0），且大幅度降低進(jìn)入吸附干燥器的水負(fù)荷。

2.2 新型干燥器的工作流程

流程簡述及分析：

①余熱再生工況

離心空壓機(jī)排出過熱壓縮空氣進(jìn)入B塔脫附水分后進(jìn)入冷卻器、分離器、A塔吸附水分后經(jīng)后置過濾器排出。

②混合再生工況

③電熱再生工況

過熱壓縮空氣經(jīng)旁通直接進(jìn)入冷卻器、分離器、A塔、后置過濾器排出，同時(shí)循環(huán)風(fēng)機(jī)抽取部分干燥成品氣經(jīng)輔助加熱器提溫至180℃～220℃，進(jìn)入B塔進(jìn)一步深度脫附水分后再與主氣流匯合一并進(jìn)入冷卻器。

④吹冷工況

加熱器停止運(yùn)行，循環(huán)風(fēng)機(jī)繼續(xù)抽取部分干氣經(jīng)再生氣冷卻器進(jìn)入A塔對吸附劑進(jìn)行吹冷。

通過上述工況組合循環(huán)，除了輔助電加熱器和循環(huán)風(fēng)機(jī)電耗以外，再生不再消耗空氣，新型干燥裝置將產(chǎn)生較大的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

3 干燥裝置改造經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算實(shí)例

某氧化鋁廠空壓站共有160Nm3/min的空壓機(jī)4臺，三用一備運(yùn)行。原配備微熱再生干燥裝置，與空壓機(jī)成單元制配置。

3.1 改造前微熱再生裝置年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

計(jì)算基本參數(shù)包括電價(jià)：0.53元/kW·h；氣價(jià)：0.13元/m3；年運(yùn)行時(shí)間：300天（7200小時(shí)）。微熱再生干燥裝置參數(shù)包括處理氣量：160Nm3/min；再生汽耗：12%；運(yùn)行周期：4h；再生時(shí)間2h；再生微加熱裝置功率：76kW。

微加熱電費(fèi)：0.53元/kW·h×76kW×2h×24/4次×300天=14.5萬元/年

再生氣耗折算電費(fèi)：0.13元/Nm3× 160Nm3/min×12%×60min× 7200h=107.8萬元/年

3.2 改造后新型干燥裝置年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

計(jì)算參數(shù)包括電輔加熱器功率：96kW；循環(huán)風(fēng)機(jī)功率：11kW×2臺；運(yùn)行周期：5h；電輔加熱器工作時(shí)間：0.5h；單次循環(huán)風(fēng)機(jī)工作時(shí)間：1.5h；其余基本條件同上。

干燥裝置電耗：0.53元/kW·h× （96kW×0.5h+11kW×2×1.5h）×4.8次/天×300天=6.2萬元/年

從上述計(jì)算可以看出，新型零氣耗干燥裝置較傳統(tǒng)微熱再生干燥裝置的運(yùn)行費(fèi)用有大幅的節(jié)省，年節(jié)省費(fèi)用約：107.8+14.5-6.2=116.1萬元。

結(jié)語

根據(jù)該廠改造實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，改造后的干燥裝置年運(yùn)行費(fèi)用基本符合上述計(jì)算，改造取得了成功。但是，新型干燥裝置會對空壓站的供氣壓力有影響。上述氧化鋁廠改造后，供氣壓力從0.8MPa降低為0.65MPa。因此，在選擇干燥裝置時(shí)，需要校核用氣點(diǎn)的用氣壓力。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TU831

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract:Currently the air station in alumina plant in China mostly use traditional air dryer. These type of drying apparatus are high energy consumption， high air consumption， and take larger proportion of the alumina plant compressed air supply costs. Under the demands of the alumina plant energy efficiency and lower costs requirements， the traditional air dryer faced with the new generation replacement. This article first introduces the characteristics of a new generation of air-drying apparatus and combined with specific examples of projects in alumina plant， introduces the application of a new generation drying device.

Keywords:Compressed air drying； Gas generator； Adsorption air drying apparatus； Energy Saving