吸附干燥机的设计（PDF）

吸附干燥是工业气体实现高度干燥的主要方法之一. 吸附干燥机结构简单，操作方便. 常用的吸附式干燥机包括硅胶，活化的汽化铝和分子筛. 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. 1.恒温吸附干燥器（1）恒温吸附干燥器的选择吸附干燥器的选择主要基于: （1）原料气的水分含量和所需气体的干燥程度； （二）使用间歇性或连续性工作； （3）蓄热式加热方式； （iv）冷却吸附剂等的方法不同. 具体介绍如下: 1.根据原始气体的水分含量和所需的气体干燥度，如果原料气体的水分含量高，则在气体干燥时应使用硅胶吸附剂不高如果原料气的水分含量低（露点小于10），则在要求较高时可以使用气体干燥分子筛吸附器. 如果原料气体的水分含量高，并且气体干燥度也高，则可以将硅胶吸附剂用作第一阶段干燥，而将分子筛吸附剂用作后干燥或冷凝. 干燥冰柜干燥前，与干燥后一样使用分子筛吸附器. 2.根据间歇或连续工作模式进行选择. 如果吸附干燥机可以间歇工作，则只需要一个吸附干燥机，吸附剂的量就根据气体处理量和间歇工作的时间来确定. 如果吸附式干燥器需要连续工作，则可以交替使用两个吸附式干燥器（即一个吸附到干燥器上，另一个吸附再生）.

根据气体处理量，含水量，再生加热和冷却时间，确定吸附剂的量和转换周期. 3.根据吸附干燥机的再生加热方式进行选择. 小型吸附式干燥机可以通过电阻加热器直接加热，并在减压下进行再生. 当气体处理能力大时吸附器是干燥器吗?，吸附干燥器大部分通过加热气体而再生. 用载热气体进行加热和再生的过程流程如下: 1）循环气体的再生如图7-19所示，循环气体由气体循环泵2输送到电加热器5并加热，然后进入吸附干燥器进行再生处理. 再生气体被水冷却器3冷却并干燥，从而可以再循环该气体. 这种再生工艺流程常用于常压干燥装置的再生. 由于再生气体中较高的水含量，吸附剂再生中的残留水含量也较高. 2）部分产品气的再生如图7-20所示，部分干燥的产品气通过电加热器送至吸附干燥机进行再生. 然后，再生气体返回到原料气罐或排出. 此再生过程适用于压力吸附干燥机. 当再生气体出口的压力大于原料气罐中的原料气的压力时，再生气体可以返回到原料气罐. 吸附干燥器处理的气体量应等于纯化和干燥的气体量再加上再生气体的量. 3）部分原料气再生如图7-21所示，部分原料气被辅助干燥器5吸收和干燥. 在电加热器6加热后，它通过四路输送到吸附干燥器7. 阀8进行再生处理. 再生气体通过四通阀4，冷却器3和气水分离器2，并与通过减压阀1的原料气体复合，进入吸附干燥器9.

此方法适用于压力纯化和干燥设备. 减压阀1用于通过四通阀，辅助干燥器，电加热器，吸附式干燥器和水冷却器使减压阀的前后压力差大于再生气. 产生的压降. 只有这样，再生气体和原料气体才能再次融合. 由于在再生，维护过程中不使用气体循环泵，因此操作简单，安全可靠. 4.根据吸附剂再生后的冷却方法，自然冷却方法最简单，但冷却时间更长. 使用强制风冷时，必须严格控制强制风流的干燥度. 否则，由于冷却过程中的水分吸收，吸附剂将影响吸附式干燥机的干燥效果. （2）变温吸附干燥机的工艺计算吸附干燥机的工艺计算可以根据处理的气体量，初始水含量，气体所需的干燥度和所选吸附剂的吸附能力来计算. ，以及所需的吸附剂的用量，然后确定吸附干燥机的结构尺寸. 1.吸附剂的动态吸附能力严格来说，应在动态条件下测试吸附剂的吸附能力值，以确定吸附效率. 如图7-22所示，入口气体温度为1000 mm，入口气体温度为25，气体的相对湿度为10％，线性气体速度为0.5m / s. 根据试验，5A分子筛吸附转化点的吸附容量为15％，气干度为露点-96. 硅胶的吸附容量为8％，气体干燥度为-68. 活性氧化铝的吸附能力为12％，气干度为-75.

吸附剂的动态吸附能力和气体干燥度与以下因素有关: 1）与吸附剂床的高度有关（更确切地说，应与气体的接触时间或空间和速度有关）吸附剂）. 表7-5列出了吸附干燥机高度不同时的数据. 从表中可以看出，随着吸附塔高度的增加，气体与吸附剂的接触时间增加，吸附容量变化不大，气体干燥度更加明显. 在7-5中获得的数据的测试条件是，吸附剂柱的高度为16 cm，内径为2 cm，温度为15，所用吸附剂为5 A，分为28 g（37.5 ml）屏幕上的气体速度为3.8 cm / s. 3）与吸附温度有关. 吸附温度不同时的数据如表7-7所示. 测试条件为: 吸附剂柱高16cm，内径2cm，5A分子筛28g（37.5ml），入口气体露点10，气体流速3.8cm / s. 从表7-7可以看出，降低吸附温度有利于提高吸附容量. 4）与气体速度有关. 表7-8显示了当气体速度不同时通过实验获得的数据. 实验条件为吸附剂的高度为14cm，内径为3cm，温度为50，分子筛为60g（74ml）吸附器是干燥器吗?，入口气体露点为13. 从表7-8，气体速度越低，气体干燥度越高. 5）与吸附剂再生程度有关. 吸附剂的再生程度主要取决于再生气体的干燥度和再生温度. 如图7-23〜图7-25所示.

从图7-23〜图7-25可以看出，较高的再生温度有利于完全再生，但温度过高，容易给操作带来困难，缩短了吸附剂的寿命，甚至耗尽. 如果再生气体的露点低，则也有助于再生的完整性并降低再生温度. 吸附剂的再生越完全，残留水分就越少. 气体干燥度越高. 如果分子筛完全重新完成，则残留水含量将达到0％. 在0时，水蒸气的平衡分压为1.7410-5mm汞柱，并且气体的露点可以达到-96. 对于常压运行的吸附干燥机，有关工艺计算的数据选择，请参见表7-9. （3）变温吸附干燥器的结构吸附干燥器的结构与催化反应器的结构相似. 根据具体要求，应考虑以下几点: 1）由于吸附剂颗粒较小，塔内的上下吸附剂床应装有筛板，并衬以不锈钢丝网. 2）为了防止气体夹带吸附剂粉尘，在塔中用玻璃球等填充物填充顶部出气口，或设置过滤器； 3）在塔内需要安装测温管，以测量吸附干燥器在运行和再生过程中的温度，以制定合理的运行程序； 4）由于吸附剂吸附水分时会释放大量的吸附热量，因此需要安装水冷管以带走热量，以保持等温吸附. 5）塔的外壁需要隔热层，以减少再生加热过程中的热量损失； 10 6）吸附式干燥机再生加热滤芯可以直接安装在吸附式干燥机中，也可以额外配备再生加热器. 11 12 13 14 2.无热再生干燥机压缩气体干燥法是过去最常用的加热再生吸附干燥法.

在1960年代初期，开发了无热再生变压吸附工艺，并将其应用于气体干燥，氢气净化和氧气富集. 特别是在压缩气体干燥中，使用无热再生变压吸附装置可以大大减少吸附量，设备体积小，省去了电加热器，鼓风机和保温层，减少了金属材料的消耗和设备投资，以节省功耗和运营成本. 表10-1列出了加热再生和非加热再生气体干燥装置的技术和经济比较. （1）无热再生变压吸附的基本原理对于任何一种吸附剂，对于相同的被吸附物，在吸附平衡的情况下，温度越低，压力越高，每单位吸附剂的吸附量就越大. 相反，温度越高，压力越低，吸附容量越小. 因此，气体吸附分离法通常采用温度吸附或变压吸附两个循环，如图10-1所示. 如果压力不变，则在常温或低温下进行吸附，而高温解吸的方法称为变温吸附. 当温度恒定时，在常压或减压下进行压力吸附和解吸的方法称为变压吸附. 在恒温情况下，压力与吸附容量之间的关系如图10-2所示. 吸附等温线有两种: 直线15和弯曲（或朗缪尔）. 它在压力下解吸. 此时，有效吸附容量是在吸附等温线上相应的吸附容量之差. 由于加压吸附和减压解吸的组合循环过程，因此无需从外部提供热量来再生吸附剂.

因此，变压吸附法称为无热再生吸附法. 10-3表示常温下动态吸附和解吸循环的对称性. 根据测试结果，使包含水分的气体在常温下通过吸附剂，从而使吸附剂逐渐将水分吸附至饱和状态，然后使干燥气体通过吸附剂，从而使吸附剂的水分逐渐解吸再生. 如果气流速度相等，则在循环开始时吸附和解吸的时间不相等. 但是，经过反复的吸附和解吸过程，两者的周期趋于相等. 16为了实现压缩气体吸附和干燥的无热再生，还必须遵循以下基本原则: 1）在变压吸附过程中，当再生气体与原料气体的实际体积比等于1，再生气出口的最高露点等于原料的入口齐气点. 因此，为了获得纯净的产物，必须使吸附床中每个点的实际反吹气量超过每个循环中的实际进料气量，即再生气与进料气的实际体积比. 应当大于1. 这时，再生气体的出口露点可以低于原料气的入口露点. 如果再生气体与原料气体的实际体积比小于1，则吸附剂的再生不充分，气体干燥效果差. 根据该原理，变压吸附所需的最小再生气体消耗量可通过以下公式计算: 17-吸附压力（MPa）. 从以上公式可见. 吸附压力越高，解吸压力越低，再生气体的损失越少. 如果降低原料空气的入口温度和含水量，还可以降低再生气体的损失率，如图10-4所示.

如果所需的干燥气体的露点较低，则产生的再生气体损失会非常高，如图10-5所示. 另. 因此，必须缩短吸附干燥器的工作时间. 当吸附剂的温度略微升高时，它会立即切换到再生状态. 严格控制和适当缩短干燥机的运行周期，有效利用吸附热，并使吸附剂床用作具有高热容量的热飞轮，是无热再生的必要条件. 否则，随着操作周期的延长，气体排出的热量将增加，这将不可避免地增加再生气体的损失. 图10-7显示了床温与循环时间之间的关系. 当循环时间在10分钟以内时，吸附床的温差约为2，循环时间为60分钟，则温差约为10. 图10-8显示了再生气体损失率与循环之间的关系. 时间. （2）无热再生干燥工艺无热再生气体干燥设备中常用的吸附剂包括硅胶，铝胶和分子筛.

在变压吸附装置中，由于长期频繁切换引起的压力冲击，吸附剂容易破碎，因此必须具有相同的机械强度. 因此，当达到相同的干燥深度时，通常使用强度更高的铝胶作为吸附剂. 19 20 21 22 23（3）无热再生干燥机的工艺计算I.设计依据24 II. 选择设计数据III. 计算公式25（4）干燥塔干燥塔通常可以根据压力缸（缸）进行设计. 钢瓶应尽量减少内部零件和无用的空间（例如入口均衡室，分配器和出口收集室等）. 干燥塔的入口和出口应设计在干燥塔的顶部，并应安装过滤器. 干燥塔的上下位置应有吸附剂填充口和排出口. 吸附剂的填充应尽可能紧密. 为了减少由气流的反复冲击引起的机械磨损，可以设计一种特殊的压紧装置. 典型的干燥塔结构如图10-17所示. 26 3.消音器由于干燥塔从工作阶段切换到再生阶段时突然降压，因此释放了大量的加压气体. 根据干燥单元的尺寸，会产生不同级别的噪音，当噪音严重时，噪音可能达到125 dB. 另外，在干燥塔的再生期间，正常排气疏散的噪声也达到约100dB. 因此，必须在干燥设备的排气口安装专用的. 常见的包括电阻，电阻和阻抗复合. 电阻式由吸音材料制成，主要用于消除高频噪声. 表10-4列出了各种吸声材料的吸声系数. 27

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