压缩空气吸附干燥技术

发表时间：2023-02-03

常用的压缩空气干燥设备有三种，即冷冻式压缩空气干燥机、吸附式压缩空气干燥机和组合式低露点压缩空气干燥机。冷干机由于其工作原理和结构所限，压缩空气出口压力露点不可能低于0摄氏度，一般在2-10摄氏度之间。在一些场合，对压缩空气的压力露点要求较高，如要求-40摄氏度的压力露点，此时只能选用吸干机或组合式低露点干燥机。吸干机的工业应用比冷干机早得多，在上世纪五、六年代，我国的一些工业就开始采用吸干机干燥压缩空气。吸附分离技术的应用相当广泛，如工业生产中物质的提纯、工业污水处理、大气污染的治理等等，吸附干燥式吸附分离技术的应用之一。

吸附式压缩空气干燥机吸附过程：当流体（包括气体和液体）与固体颗粒，特别是与某些多孔性颗粒接触时，流体中的某些组分便富集于固体颗粒中，这个过程叫“吸附过程”。因此，吸附是非均相系统（如气体-固体系统）中的两相界面上发生的传质与富集过程。吸附操作的逆过程，称为“解吸”或“脱附”，通常称为“再生”。具有一定选择吸附功能的多孔性固体物质称为“吸附剂”，在吸附剂上富集的物质称为“吸附质”。在压缩空气干燥中，吸附质为水蒸气。

根据不同的表面作用，吸附过程可分为物理吸附和化学吸附两类。前者也称范德华吸附，它是由分子间作用力和静电作用力引起的，后者是由化学键的形成引起的。化学吸附的作用强于物理吸附作用力，而且选择性也高。

压缩空气的吸附干燥以物理吸附为主。当待干燥的压缩空气与吸附剂接触时，空气中的水分子扩散到吸附剂上并因范德华引力而被吸附。与此同时，被吸附的水分子因本身的热运动及外界气态分子碰撞，有一部分离开吸附剂表面返回气相，即发生脱附。当单位时间内水分子的吸附量与脱附量相等时，就达到了一个动态吸附平衡，虽然吸附与脱附过程均在进行但速度相等。此时，单位质量吸附剂所吸附的水蒸气量称为吸附剂的“静态吸附量”，常用g（水）/kg（吸附剂）、或%表示。

在实际生产中，吸附经常在未达到吸附平衡时就结束，因为采用吸附的目的不是为了证明某种吸附剂的“静态吸附量”有多大，而是为了达到流体中两种物质的分离，如把压缩空气中的水蒸气分离除去从而实现干燥目的，因此吸附剂的“动态吸附量”才是吸干机的关键参数，当然静态吸附量与动态吸附量是有密切联系的。

所谓的“动态吸附量”指当湿空气通过吸附剂床层后，当吸干机出口压缩空气的露点温度达到设定值时，吸附塔内吸附剂所吸附水蒸气的量，单位与静态吸附量相同。很明显，吸附剂的静态吸附量比动态吸附量大。静态吸附量反映了吸附剂的性能，而动态吸附量往往是由设计人员根据静态吸附量、静态数据以及设计思路选定，它是吸干机的基本参数，吸附剂的充填量由它计算而的。

吸附剂吸附吸附质时，伴随吸附过程所产生的热效应称为“吸附热”，即吸附过程为放热过程，与之相反，解吸过程为吸热过程。不同吸附剂吸附不同物质时放出的吸附热是不同的。