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        無熱再生吸附式干燥機的應用及優(yōu)化探究

        2018-10-21 09:37:23陳永北
        名城繪 2018年9期
        關鍵詞:干燥機優(yōu)化應用

        摘要:隨著壓縮空氣在工業(yè)領域的廣泛應用,用于去除壓縮空氣中水蒸氣的干燥設備也得到了相應的發(fā)展和應用。通常用于干燥壓縮空氣的方法有冷凍法、無熱吸附法、微熱吸附法、壓降法等,目前已有的無熱吸附干燥機存在吸附劑易破損、再生氣流量大,干燥效率低、出現(xiàn)故障不易排除等不足之處。本文主要分析了無熱再生吸附式干燥機的應用及優(yōu)化相關內(nèi)容,以供參考。

        關鍵詞:無熱再生吸附式;干燥機;應用;優(yōu)化

        1無熱再生吸附式干燥機的應用效果

        通過加裝無熱再生吸附式干燥機,使得壓縮空氣的水體積分數(shù)降至30×10-6以下,緩沖罐底部基本無凝結水排出。原儀表風干燥床在使用5到6個月后,儀表風水體積分數(shù)>5×10-6,需要再生干燥床,因為鉻系催化劑再活化時,需引入儀表風,將Cr3+氧化成Cr6+,而儀表風水含量的高低,影響催化劑產(chǎn)品的質量。采用干燥機后,儀表風干燥床已經(jīng)連續(xù)使用10個月,而且儀表風水體積分數(shù)長期穩(wěn)定在1.6×10-6左右。干燥機的脫水效果明顯,減少了緩沖罐及相關管線中凝結水的產(chǎn)生,并顯著延長了儀表風干燥床的再生周期,保證了催化劑的產(chǎn)品質量。

        2無熱再生吸附式干燥機的優(yōu)化

        無熱再生吸附式干燥機雖然能耗小,但耗氣量較大,其動作時序圖如圖1所示,在1個周期內(nèi),始終有12%的壓縮空氣用于再生,這個過程為240s,均勻過程也會消耗部分壓縮空氣,以使再生后的吸附塔壓力由0kPa升壓至800kPa。而空壓機至干燥機管道較短,導致管道內(nèi)壓力在幾秒內(nèi)從790kPa降為600kPa,達到壓縮機加載條件,加載幾秒即到790kPa,空壓機變?yōu)榭蛰d,如此反復。而緩沖罐壓力一直維持在750kPa左右??諌簷C頻繁加載,對設備損耗較大,而且容易發(fā)生排氣溫度高的故障,導致突然中斷用氣。此外,空壓機為75kW,對公司電網(wǎng)負荷造成沖擊。為了解決空壓機頻繁加載的問題,必須優(yōu)化干燥機。

        2.1干燥機再生氣流程改造

        空壓機頻繁加載是由于干燥機再生耗氣,導致壓縮機排氣管道壓力降低而引起的。若有外部氣體作為補充,減緩壓縮機至干燥機管道內(nèi)的壓降速度,即可解決壓縮機頻繁加載的問題。因此提出將位于干燥機后面的緩沖罐中的壓縮空氣引至壓縮機出口,即干燥機入口的方案。方案一:在干燥機跨線上再引出跨線,并增加單向閥,防止空壓機加載時壓縮空氣經(jīng)過跨線進入緩沖罐,此方法快捷,而且投資較省。方案二:從緩沖罐底部導淋增加單向閥,并引至壓縮機出口。緩沖罐底部空氣含水量高,而且鉻系催化劑再活化時緩沖罐底部導淋常微開,以保證儀表風水含量合格。所以采取第二種方案,將緩沖罐底部的潮濕空氣返回至干燥機,進行二次干燥,避免了常開導淋對壓縮空氣的浪費。將緩沖罐內(nèi)空氣引至空壓機出口,空壓機的加載頻率由幾秒延長至10分鐘一次,隨著空壓機加載頻率的降低,使得空壓機排氣溫度降低。緩沖罐壓力和空壓機排氣壓力、溫度的曲線如圖2所示。從圖2中可以看出,三者存在關聯(lián)性,當空壓機加載時,壓縮機排氣溫度迅速上升,排氣壓力和緩沖罐壓力上升,當達到設定壓力后,壓縮機空載,排氣溫度下降??諌簷C排氣壓力與緩沖罐壓力基本同時變化,只存在5kPa左右差別。

        2.2再生氣量的調(diào)節(jié)

        為了進一步延長空壓機的加載間隔時間,降低能耗。對再生氣量大小進行了考察,考察結果如圖3所示。從圖3中可以看出,隨著再生氣量的減小,壓縮空氣含水量先降低后增大,空壓機空載時間延長。調(diào)節(jié)閥全開時,加載間隔時間為5分鐘,壓縮空氣含水量為169×10-6;調(diào)節(jié)閥開度75%時,加載時間10分鐘;壓縮空氣水含量79×10-6,而開度50%時,壓縮空氣水含量為32×10-6。需要特別說明的是,閥門開度75%時,8h監(jiān)測數(shù)據(jù)為79×10-6,24到48h后,壓縮空氣水含量能降至35×10-6左右,而開度50%,經(jīng)24到48h后,壓縮空氣水含量將至28×10-6。由此得出,再生氣量偏大時,導致壓縮機頻繁加載,產(chǎn)生的大量含水空氣超出了干燥機的處理負荷,形成了惡性循環(huán)。隨著再生氣量減少,壓縮機空載間隔時間延長,使得干燥機的干燥效果提升,但再生氣量過小,使得再生效果變差,干燥效果降低。

        3結語

        采用無熱再生吸附式干燥機,不僅有效降低了空氣緩沖罐和相關管道中的水含量,并明顯延長了儀表風干燥床的再生周期,取得良好使用效果。由于干燥機再生干燥的耗氣量較大,導致空壓機頻繁加壓,能耗和設備損耗較大,通過將緩沖罐中壓縮空氣引至干燥機入口,并減小再生氣量,使得空壓機的能耗和設備損耗降低。

        參考文獻:

        [1]于維國,陳雅茹.儀表風管線凍凝事故分析及解決對策[J].化工機械,2012,39(4):515-516.

        [2]丁柏立.淺析微熱再生吸附式干燥機的應用優(yōu)勢[J].中國科技信息,2012,(6):93.

        [3]朱明剛.無熱再生吸附式干燥機的優(yōu)化設計[J].廣東化工,2014,41(6):162-163.

        (作者單位:中國石油冀東油田公司)

        作者簡介:陳永北(1984.01),男,山西運城人,河北石油職業(yè)技術學院城市燃氣輸配專業(yè)。

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