Материал: Воздухоснабжение промышленного предприятия. учебное пособие. Портнов В.В., Орловцева О.А

адсорбента, воздух отдает ему свою влагу и осушается. Захваченные потоком воздуха частицы адсорбента задерживаются фильтром, который также периодически продувается. После фильтра берется отбор воздуха на измеритель влажности. Через вентиль 5 сухой воздух направляется к потребителю.

Рис. 2. Схема функциональная адсорбционной осушительной установки: АТ - воздухоохладитель: ВД - масловодоотделитель; A1, А2 - адсорберы; НВ - нагреватель воздуха; Ф1, Ф2 – фильтры, 1,2…13 - вентили

Часть воздуха (до 20 %) после адсорбера А1 через вентиль 12 поступает в электроподогреватель НВ и нагревается

10

там до температуры 350-400°С. Далее горячий воздух через вентиль 8 входит в адсорбер А2 и регенерирует его адсорбент. Впитавший в себя влагу горячий воздух из адсорбера А2 направляется через регулирующий вентиль 4, дросселируется и через вентиль 13 выбрасывается в атмосферу. Регулирующий вентиль настроен таким образом, чтобы воздух, проходя через подогреватель, нагревался до температуры 350-400 °С.

При достижении температуры регенерирующего воздуха 120 °С на выходе из адсорбера А2 подогреватель отключается.

Теперь уже холодный воздух продувается через адсорбер и охлаждает его. Емкость с адсорбентом остывает и при достижении температуры воздуха продувки на выходе 60 °С продувка воздуха прекращается, и переключением соответствующих вентилей адсорбер из режима регенерации переводится в режим готовности к работе на осушку. Длительность циклов переключения составляет в среднем около 5 часов. Переключение происходит автоматически.

Срок службы адсорбента составляет от 2000 до 4000 циклов регенерации. При эксплуатации адсорбционных осушителей следует иметь в виду факторы, уменьшающие поглотительную способность адсорбента: окисление зерен адсорбента, уменьшение гранулированной поверхности зерен вследствие ее износа, загрязнение масляными частицами, содержащимися в сжатом воздухе.

Особенностью данной схемы является применение входного и выходного воздушных фильтров. Входной фильтр предназначен для очистки сжатого воздуха от твердых и жидких включений размером более 0,01 мкм. Выходной фильтр служит для улавливания пыли адсорбента, которая может образовываться при декомпрессии, т. е. резком снижении давления при переходе на режим регенерации.

В современных конструкциях адсорбционных установок некоторых зарубежных фирм не применяется нагрев воз-

11

духа, подаваемого на регенерацию. Для этих целей используется часть сжатого осушенного воздуха, который дросселируется до давления 0,105-0,11 МПа и направляется сверху вниз для просушки адсорбента. Так как давление паров воды в этом потоке ниже, чем равновесная упругость пара под адсорбентом, то в адсорбере протекает регенерация адсорбента.

Баланс между остаточной насыщенностью адсорбента влагой и парциальным давлением потока регенерирующего воздуха устанавливается относительно быстро, поэтому для безнагревной регенерации необходимы автоматически переключающиеся циклы продолжительностью от 3 до 10 мин. Процесс регенерации требует примерно 15-20 % воздуха от номинальной производительности осушителя при рабочем давлении 0,8 МПа и достигаемой температуры точки росы под давлением -20 °С. Более низкая температура точки росы потребует большего расхода воздуха на регенерацию. Поэтому осушители с безнагревной регенерацией используются для небольших расходов осушаемого воздуха - до 10 м3/мин.

ВРоссии адсорбционные установки производительностью до 250 м3/мин выпускаются ОАО «Курганхиммаш» (г. Курган).

Внашей стране с успехом эксплуатируются современные осушители компании «Atlas Сорсо». Для безмасляных

винтовых и центробежных компрессоров используется серия осушителей МD производительностью от 5 до 42 м3/мин. В таком адсорбционном осушителе тепло, выделяемое компрессором, используется для регенерации.

Осушители этого типа оснащаются вращающимся барабаном из стекловолокна, поверхность которого покрыта силикагелевым порошком. Три четверти поверхности барабана работают в режиме адсорбции, а одна четверть - регенерируется частью потока сжатого воздуха, поступающего от компрессора с температурой 130…160 °С. Барабан медленно вра-

12

щается электродвигателем, тем самым под регенерацию плавно подходит новая зона поверхности барабана (силикагеля).

Перед концевым охладителем, водяным или воздушным, поток сжатого воздуха разделяется. Основной поток сжатого воздуха проходит через концевой охладитель, затем через смешивающий эжектор идет в зону осушки и выходит в сеть. Дополнительный поток горячего воздуха (до 25 %) для регенерации идет в обход концевого охладителя и подается в зону регенерации, где испаряет влагу от силикагеля. Затем регенерирующий воздух охлаждается в водяном или воздушном теплообменнике, от него отводится конденсат, и он возвращается через эжектор в основной поток воздуха. Эта система работает без потерь сжатого воздуха, здесь не требуется ни масляного, ни пылеулавливающего фильтра. Дополнительной энергии для термической регенерации адсорбента не требуется по той причине, что для процесса используется тепло, вырабатываемое самим компрессором.

Работа такого осушителя протекает без циклических изменений, пиковых перепадов по давлению и температуре, а значит, без разрушения силикагеля и сопутствующей этому его замены.

Другая оригинальная разработка этой компании - осушители адсорбционного типа серии XD производительностью 80-420 м3/мин. Осушитель состоит из двух адсорберов, содержащих цеолит. Термическая регенерация адсорбента проводится по схеме с двумя поочередно работающими адсорберами, причем функции адсорберов (адсорбция/десорбция) меняются каждые четыре часа. В отличие от классической схемы регенерации подогретым вентиляторным воздухом XD использует тепло самого сжатого воздуха с незначительным потреблением электроэнергии для подогрева его до нужного температурного уровня на входе порядка 100 °С.

Сжатый воздух после компрессора с температурой выше 100 °С поступает в один из адсорберов, где регенерирует

13

адсорбент. Затем с избыточной влагой поступает в водяной теплообменник, где происходит конденсация до температуры точки росы и зависимости от температуры окружающей среды. Водяной теплообменник выполняет здесь функцию концевою охладителя, удаляющего влагу собственно сжатого воздуха, поступающего из компрессора в адсорбер, и влагу десорбции. После теплообменника воздух поступает в другой адсорбер для его осушки и затем потребителю. Температура точки росы находится в пределах от -10 °С до -20 °С в зависимости от температуры окружающей среды.

При выборе адсорбционного осушителя учитывают его эксплуатационные параметры: температуру точки росы под давлением, максимальную температуру сжатого воздуха на входе, максимальный объемный расход сжатого воздуха и минимальное рабочее давление. О важности роли температуры сжатого воздуха на входе дают представление такие цифры: возрастание температуры с 35 до 45 °С, т. е. всего на 10 °С, приводит к увеличению влаги в сжатом воздухе на 70 °С. К тому же способность поглощать влагу адсорбентом резко падает с увеличением температуры. Например, при одном и том же расходе сжатого воздуха размер осушителя, рассчитанного на входную температуру тех же 45 °С, окажется в 2 раза большим (и такой осушитель будет в 2 раза дороже), чем для температуры в 35 °С. В этом случае выгоднее поставить дополнительный охладитель перед осушителем. В отношении рабочего давления существует такая зависимость: при меньшем давлении необходим больший осушитель и наоборот. Речь в этом случае идет об одном и том же осушаемом сжатом воздухе. Максимальный объемный расход или пропускная способность влияет на потери давления в осушителе. Следствием выбора слишком маленького по расходу осушителя будут значительные потери давления при больших потоках осушаемого воздуха, повышение частоты переключения адсорберов, износ адсорбента и др.

14