技术创新 25
压缩空气是我国目前一种具备多种用途的工艺气源，同时也是仅次于电力的第二 大能源，广泛被应用于冶金、机械、汽车制造、石油、化工、纺织等行业。压缩空气 后处理设备在业内被统称为干燥机，主要针对空气压缩机处理后具备高温高压的空气
进一步处理，除去其中含有的气态水，以期获得更好的使用性能。本文针对现有市场 主流的干燥机进行简单的原理分析。 ◊
杭州山立净化设备股份有限公司尹小平冯中强
浅镂A
瘠空乞后处理设备的工作源理
总所周知，大气中含有一定量的气态水，且受季节、地理位置以及气候条件等因素的
影响，气态水含量时刻在发生着变化％压缩空气中的水蒸气可以通过加压、降温、吸附 等方法除去，也可以通过加热、过滤、机械分离等方法除去液态水分。经空气压缩机处理 之后的压缩空气通常处于饱和状态，其相对湿度为100%，且含有诸多杂质，这种压缩空气
fcDlk 上是不能够直接画的，需要融后处理设＞3—步进行
ZDlk 上一共用过三初法对压缩空气进行^Wb 理：①利用压缩空气中的水分子的分
压由温度的高低决定的特性进行降温脱水吸附；②利用吸附剂对压缩空气中的水分子进行
吸附的特性脱水干燥；③利用某些化学物质的潮解的特性进行脱水干燥呦。在上述三种压
缩空气设备中，第三种已被市场所淘汰，而第一种和第二种正在被广泛使用。
1冷冻式压缩空气干燥机
根据物理学有关性质，我们可以了解到，压缩空气中的水蒸气的量是由温度决定的， 在压力一定的情况下，温度越低，压缩空气中的水蒸气含量越少。降低压缩空气的温度使
多余的席气瞬成为液体而除去，冷冻式压缩空气干刪（以下简称冷干机）就是利用
这一原理来工作的。故冷干机具备制冷系统，而根据原理的不同制冷系统又分为水冷和风 冷两种，本文着重介绍水冷系统。制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部分 组成。压缩机将低温低压的冷媒气体变为高温高压的气体，由管道流向冷凝器，通过冷凝
器内循环的冷却水将冷媒由高温高压的气体变为低温高压的液体；冷凝器降温之后的高压
液体通过膨胀阀，使其变为低压的液体；低温低压的冷媒液流经蒸发器，与蒸发器内的空 气进行热交换，降低压缩空气的温度，除去多余的水蒸气。而此时冷媒由低温低压的液体
舲为气体，再次流懿缩机，ax 下一次循环。
如图1所示为冷干机的工作原理，湿空气
首先进入预冷器与蒸发器冷却之后的冷空气 进行第一次热交换，湿空气经由预冷器流向 蒸发器，与冷媒进行第二次热交换。两次热
交换之后在气液分离器中把多余的水排掉，
这时通过预冷器排出的压缩空气就直接可以 使用了。值得一提的是，预冷器并不是冷干 机的必备部件，但是现在冷干机都有预冷
器。这是因为预冷器主要回收被蒸发器冷却
后压缩空气所带的废冷，并利用这部分冷量
来冷却携带大量水蒸气的高温气体，大大减 轻了制冷系统的负荷。同时低温的空气在预
图1冷干机工作原理
冷器内得到回升，使»气管外壁不会因为温度过低而出现挂露现象。
2吸附式压缩空气干燥机
吸附式压缩空气干燥机是利用吸
wap服务附剂本身对水蒸气的毛细作用，来吸 附压缩空气中的水蒸气。吸干机一般
为双塔结构，其中一塔在较高的压力
之下吸附水分，另外一塔在较低压力 之下进行脱水再生，连续循环的工 作。吸干机根据再生方式不同分为无 热再生和有热再生，本文着重介绍无 热再生。图2所示为冷干机的工作原理
图2吸干机工作原理
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图，以A 塔吸附B 塔再生为例，湿空气经阀15进入A 塔进行吸附，经过止回阀1流出。在出
口处取成品器经调节阀5、限流板7及止回阀4进入B 塔进行脱水再生。
再生之后的气流通过
26內魁科技2021年•第2期
阀14流向消音器，最终排向大气。因为脱水再生流程的气流最终向大气，故吸干机存在气耗量。
3鼓风热再生吸附式压缩空气干燥机
鼓风热再生吸附式压缩空气干燥机也属于吸附式压缩空气干燥机的一种，利用吸附
剂对水分子的亲和作用除
去多余的水，但是有略有
不同。鼓风热吸干机利用
鼓风机抽取环境空气经过
加热后去对干燥塔的吸附
剂进行再生，大大减少了
成品气的消耗，如图3所示
为鼓风热吸干机的工作原
理，可大致分为三步，即
吸附再生阶段、冷吹阶段
以及均压阶段。由于均压
图3鼓风热吸千机原理图
过程只是在冷吹完成之后
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让两个吸附塔内的压力保持一致，在很短的一瞬间完成，本文不作详细的介绍。
(1)吸附再生阶段。湿空气从入口处经1号阀门流向A塔进行吸附，经5号阀门排出。同时鼓风机抽取环境空气经1皤阀门流向电加热器，加热之后具有高温的空气经8号阀门对B塔进行再生，同时将吸附剂里的水分再走由K12排出，而再生气流通过4号阀门排向大气。吸附再生阶段的再生气由鼓风机从环境抽取，最后排向大气，故无气量消耗，最大程度地节约了能量。 (2)冷吹阶段。A塔吸附过程同吸附再生阶段一致，这里不再过多的赘述。不同的是在出口处取部分成品气经嗨阀门流向电加热器(此时的电加热器处于关闭状态，只相当于一个管道)，再经由8号阀门对B塔进行冷吹，冷吹之后由4号阀门把气体排向大气。这一过程虽然有气量消耗，但其消耗量远小于吸附XEE缩空气AOL，适用于要求再生耗气量小的场合。
4压缩热再生吸附式压缩空气干燥机
压缩热再生吸附式压缩空气干燥机本质上也属于吸干机的一种，但从结构上也区别于吸干机，其与吸干机最大的区别在于首先利用空压机排出的高温气体对其中一塔的吸附剂进行加热再生，除去吸附剂中多余的水分，然后进行冷吹和均压。根据有无成品气的消耗将其分为有气耗压缩热再生吸附式干燥机和零气耗压缩热再生吸附式干燥机。压缩热吸干机的功能原理也大致分为三步：吸附再生阶段、冷吹阶段以及均压阶段。
4.1有气耗压缩热吸附式压缩空气干燥机
(1)加热再生阶段。如图4所示，经空压机排出的高温气体经由阀门9流向A塔，首先对其进行加热再生，排出多余的水分；再通过阀门3进入后部冷却器和气液分离器进行降温和排水，再通过10号阀门流向
B塔，B塔对压缩空气进
行吸附处理，融12号阀
门将空气排出得到成品
www.kaixin001气。
家和万事兴之双喜临门(2)冷吹阶段。压
缩空气经过阀门7直接进
入后部冷却器和气液分离
器进行降温处理，排出多
余的水分，再由10^■阀门
进入B塔进行吸附处理，
最后经由12号阀门排出。与加热再生阶段不同的是，冷吹阶段需在出口处经由17号阀门取部分成品气流经13号阀门对A塔进行冷吹，冷吹气由14号阀门排出。
4.2零气耗压缩热吸附式压缩空气干燥机
如图5所示为零气耗压缩热吸附式压缩空气干燥机的工作原理图，与有气耗相比最直接的区别在于零气耗压缩热吸干机有两个冷却器和分离器。以A塔再生B塔吸附为例：
中国电信互联星空(1)加热再生阶段。空压机排出的高温气体经过1号阀门进入A塔进行加热再生，经过2号阀门和3号阀门进入冷却器和分离器排出多余的水分再通过4号阀门进入B塔进行吸附处理，最后由5号阀门排出。
(2)冷吹阶段。高温空气首先进入冷却器和分离器进行冷却，再通过6号阀门和2号阀门对A塔进行冷吹，经过7号阀门进入第二个冷却器和分离器再次进行冷却，通过4号阀门进入B塔进行吸附处理，最后经5号阀门排出。
图5零气耗鼓风热吸干机
【参考文献】
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[2]上海御诺制冷设备工程有限公司.一种制冷式压缩空气净化干燥机：中国,201220751855.4[P].2012-12-28
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[3]杨国志，江业峰.基于python的聚焦网络爬虫数据采集系统设计与实现U].科学技术创新,2018(27):73-74
作者简介：李文华(1984-)，女，汉族，山东德州人，本科，助教，研究方向：计算机科学与技术
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