Internal Combustion Engine & Parts• 143•零气耗压缩热再生吸附式干燥机在压缩空气 净化系统中的节能效果分析
刘萍
(中国汽车工业工程有限公司，天津300113)
摘要：随着能源成本的不断上涨，节能型设备越来越受到企业的重视。压缩热再生空气干燥机是一种可以利用空压机自身压缩热 或余热完成吸附剂再生，并且可以在冷吹时不需消耗干燥压缩空气，使得它成为零气耗，而且也不需要鼓风机和电加热器，以微热再 生吸干机为基准，其能源节约率可达95.5豫。在能源危机的今天，它确实成为一种最理想的节能型干燥机。 关键词院压缩热再生吸附式干燥机；空压机余热回收；节能
0引言
当今节能已成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的 “第五能源”。我国工业压缩机每年的电耗占全国总电耗的 9.4%以上'其中很大一部分是空气压缩机能耗。而作为 压缩空气净化过程中起关键作用的干燥机其能耗也不容 小视，因此降低空气干燥机的能耗也逐渐成为专家们研究 的课题。
1目前压缩空气干燥机现状
目前常用的压缩空气干燥机根据其工作原理可分为 冷冻式干燥机、吸附式干燥机以及这2种干燥机的组合式 干燥机。
针对达到压力露点-40益的压缩空气干燥机，目前使 用较为广泛的无热、加热及组合式干燥机的能耗为：无热 再生吸干机消耗12~15%的成品气源；微热再生吸干机消 耗6~8%的成品气源外加0.0045kW/Nm3电耗；鼓风加热再 生吸干机消耗2~3%的气源外加0.0135kW/Nm3电耗；组合式干燥机消耗3~5%气源外加0.005kW/Nm3电耗。全部转 化为电耗约为每产生Nm3干燥空气分别要消耗0.014kW、0.0095kW、0.0095kW及0.009kW的电能。对于一般的工业 生产企业，压缩空气小时用气量几万Nm3属十分常见，其 年能耗总量也不容小视。
针对上述情况，一款利用压缩机较高排气温度所含能 量的新型吸附式干燥机一压缩热再生吸附式干燥机问世了。
2压缩热再生吸附式干燥机语音会议
压缩热再生吸附式干燥机是一种新型的加热再生吸 附式干燥机，其充分地利用了空压机高温排气的热量使吸 附干燥剂加热再生（对应空压机还可省去末级冷却器），取 消了微热再生吸附式干燥机的电
加热器，大大节省了电力 能源的消耗和压缩空气成品气的消耗。压缩热再生吸干机 又分为有气耗（1%)和零气耗两种。
两种压缩热再生吸干机的工作原理与传统变温吸附 工艺类似。即吸附剂在吸附过程中吸附压缩空气中的水
处理能力：6-11m3/h
处理完水的质量20-30滋m
尺寸：LxBxH:1，42mx2，2mx1，5m
2.4过滤站
空调线束
过滤单元由一个离心泵、4个初过滤器和4个最终过 滤器组成，总共有2个过滤单元。过滤单元安装在一个钢 结构的框架内，整个过滤单元全部由不锈钢材料制造，加强，并且平行工作。
技术参数：
离心泵：600 l/min6 bar
初级过滤精度:40滋m
终级过滤精度：10滋m
材料:V2A-Edelstahl
尺寸：匕伊丑伊丑：，瓜杜伊2,2瓜&伊1，5mtr
初级过滤器中水的流动过程是由内向外的，被过滤出 的固体物将保留在壳体内，可以很快地清洁掉。二级过滤 器独具连续从低黏度的流体中分离固体物的能力，被分离 的物体可以和滤芯一起更换掉。
2.5清水箱
洁净水箱由不锈钢制造呈圆柱形，带有排气阀，液未显示窗和工作孔。
技术参数：
容量：15,000 L
空载重量2,00kg
无纺布挂历尺寸：匕伊丑伊丑:4，7瓜伊2，3瓜伊2，6m
2.6离心泵
这是一个由电机驱动的离心泵，它被安装在一个钢制 的框架单元内，通过吸液管，和洁净水箱相连，通过这个离
心泵将洁净水送往工作地点。
离心泵：1200 l/6bar
3结论
经过试验，该水循环系统具有显著的有益效果。①环 保效果明显：能最大限度的较少废水的产生，避免因环境 恶化导致工作中断和影响工人健康;②极大提高了打钻的 自动化水平，减轻了作业人员的劳动强度；③降低了生产 成本，水的损失率控制在10%以下；④延长使用寿命。
参考文献：
m余勇.关于松软突出煤层瓦斯抽放钻孔施工技术的研究「J1.华东科技,2014(6).
[21李彦明，杨明艳.大转矩钻机在松软煤层中的应用[J1.矿业 安全与环保,2011(3).
• 144•内燃机与配件
表1各种空气干燥机的运行费用汇总表
吸干机种类干燥机功率(kW)自耗气功率(kW)干燥机循环水耗量(t/h)空压机冷却水利用情况年费用合计（万元/年）节能效果无热再生0.2165(15%)0没利用92.46-30%微热再生10077(7%)0没利用71.121
鼓风加热再生18233(3%)0没利用69.44 2.36%普通余热再生1.022(2%)50(水泵功率11kW)利用50t/(11kW)12.6082.3%零气耗压缩热再生0.25080(水泵功率16.5kW)利用50t/(11kW)3.2295.5%
分，在再生过程中，用来自空压机的高于110益高温气体 作为再生气进入干燥塔，依靠热空气的热扩散作用，由再 生气体析出、并携带水蒸气，带出干燥塔，彻底清除吸附的 水分。有气耗和零气耗压缩热再生吸干机的差别之处就在 于冷吹阶段，有气耗压缩热吸干机冷吹时是从干燥机的出 □引一部分气流经过节流孔，完成对再生塔的冷吹，这一 小部分气流最后通过消音器排放到大气中，而零气耗压缩 热吸干机的冷吹方法则是先将高于110益左右的全部高 温气体在水冷却器I中冷却到40益后，作为再生吹冷气体 进入再生塔中冷却吸附剂，吹冷后气温又升高了，再在水 冷却器I I中辅助冷却到40益后进入干燥塔中，经吸附干 燥后流出。全流程无气耗，不用电加热器或鼓风机等耗电 设备。
压缩热吸干机的主要能耗是循环冷却水的能耗，对于 闭式循环冷却水系统，主要是循环水泵的电耗。
但采用压 缩热再生吸干机可以省去空压机的末级冷却器，减少空压 机循环冷却水的能耗。经计算，压缩热再生吸附式干燥机 平均每生产1Nm3干燥空气只消耗0.003k W电能。可以 说，压缩热再生干燥机是真正意义上的节能产品。
3节能分析
我们知道无论是什么压缩机，气体在被压缩时，都会 产生大量的压缩热，所以压缩机将气体压缩后就要配冷却 器将气体冷却到常温。再送入后级设备进行干燥处理。这样，大量的热能被浪费。而余热再生干燥机就是利用了这 部分能量。使得加热再生时不耗费压缩空气，在冷吹时才 消耗2~3%的干燥压缩空气，完全利用了压缩机的余热来 完成吸附剂的再生（压缩机还可省去末级冷却器），也不需 要鼓风机和电加热器。玩具车漂移>家庭自制黄豆芽机
下面以各种压缩空气干燥机的运行费用作为比较依 据进行比较分析，为在同一标准下比较，以-20益压力露点 作为基准来比较，故不考虑冷冻式干燥机。
以200Nm3/m in(1100kW)离心式空压机为例，分别对 无热再生吸干机、微热再生吸干机、鼓风加热吸干机、普通 压缩热再生吸干机、压缩热再生干燥机作一次运行费用的 比较。
计算初始条件：200Nm3/min离心式空压机，每台功率 为1100kW；空压机循环冷却水量:50t/h；循环
水泵房按贴 建考虑，循环水泵电机功率11kW;—年工作8000h(333 天伊24 h)干燥机加热时间均按50%计算，电费0.7元/度(干燥机自耗气量折算成空压机功率）。
以鼓风加热再生吸干机为例示范计算步骤:200Nm3/m m 鼓风加热再生吸干机额定功率为182kW，开机时间按 50%，自耗气量按7%计算，则其年运行电耗费用为：(182kW x8000h伊50% +3%x l l00kW x8000h)伊0.7元/度=694400元/年，其对空压机循环水利用率为0，故其年运行 费用合计为69.44万元/年。节能效果以微热再生吸干机年 费用为基准计算（71.12-69.44 )■衣71.12x l00%=2.36%。
其他干燥机按以上方法计算得到各种空气干燥机的 运行费用计算汇总表1所示。
由表1可以看出，无热再生吸干机因其自耗气量大，尽管干燥机本身电功率小，但总体能耗比微热再生吸干机 还要高，不是节能型的产品。而使用余热再生干燥机，不用 压缩机末级冷却器，压缩机末级冷却用水转移到余热再生 干燥机使用，相当于余热再生干燥机不耗冷却水，同时回 收了空压机产生的高温余热。
以热热再生干燥机为基准，余热再生干燥机节能 82.3%，而压缩热再生干燥机节能高达95.5%。如此大的节 能效果，值得我们大力推广！长期使用余热再生干燥机，用户可获得较大的节能带来的经济效益，可以减少企业单位 产品的水、电等项目的消耗，可以直接降低生产成本；可以 减少生产过程单位产品的废物流(废水、废气）的负荷及其 中的污染物负荷；随着生产效率的提高，产品的产量和质
量也会得到相应的提高。
4环保效益煤炭水分
使用节能干燥机的具体效益包括经济效益和环境效 益两方面，经济效益方面包括：节水、节电、单位产品消耗 降低、单位产品生产成本下降等。
环境效益方面，表现为单位产品污染物负荷排放的减 少，如废水量、COD、BOD、S S等。
以前述实际工程为例，空压站安装4台200Nm3/min 空压机，若采用压缩热再生吸干机，与微热再生吸干机相 比运行一年可节电3888000度，折合1388016k g标准煤，节约电费272.2万元，减少CO2排放3.7x l06kg，减少SO2排放3.1伊101^。可见，压缩热再生吸附式干燥机在压缩空 气净化过程的应用是完全可行的，并且节能效果明显，具 有很好经济和社会效益。
5结论
在达到同样压力露点的情况下，余热再生干燥机耗能 最低。以微热再生干燥机为基准，余热再生干燥机节能 82.3%，而压缩热再生干燥机节能高达95.5%。相对于几十 万元的设备成本，1~2年节省的运行费用就可以收回其成 本。无疑余热再生吸附式干燥机出现为我们提高压缩空气 系统供气品质，降低系统能耗提供新的解决方案。
参考文献：
m李莉.提高工业压缩空气系统能效途径的探讨「j i.能源技术 与管理，2007 (03): 87-89.
「2]邵浔峰，王天龙.余热再生吸附式干燥机在压缩空气系统中的应用研究.建筑热能通风空调，2009.
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