干燥机基本知识-自我总结

干燥机基本知识

一、 压缩空气干燥方法

压缩空气可以通过加压、降温、吸附等方法来除去其中的水蒸汽，可通过加热、过滤、机械分离等方法除去液态水分，在气动技术中常用的干燥方法主要冷冻法和吸附法两种。

1、冷冻式干燥机就是人工制冷方法对压缩空气进行降温来排除其中所含水蒸汽，从而获得相对干燥压缩空气的一种设备。

2、吸附式干燥机的原理是：利用某些具有吸附水份性能的吸附剂(如氧化铝、分子筛、硅胶等)来吸附压缩空气中的水份，以降低压缩空气的露点温度，使达到高品质的压缩空气。

二、 冷冻式干燥机系统

1、流程图

① 压缩机 ⑨ 压力表 ⑩ 气枪 ⑧ 前置冷却器 ⑥ 气水分离器 ⑤ 储液器 ④ 蒸发器 ② 冷凝器 ③ 节流阀 ⑦ 自动排水器 ⒁ 压缩空气进口 ⒀ 热气旁通阀 ⑿ 高低压保护开关 ⑾ 干燥过滤器

⑿ ⑤ ④ ⑾ ③ ② ① ⑨ ⑥ ⑩ ⑦

⑧ ⒂ 干燥空气出口 ⒂ ⒀ ⒁ ⒃ 预冷回热器

⒃

2、工作原理

※潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器（高温型专用）散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换，使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。

换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换，压缩空气中的热量被制冷剂带走，压缩空气迅速冷却，潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝，冷凝后的水分经凝聚后形成水滴，经过独特气水分离器高速旋转，水分因离心力的作用与空气分离，分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点最低可达2℃。

降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温潮湿热空气进行热交换，经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度，同时压缩空气还经过冷冻系统的二次冷凝器（同行独有的设计）与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热，确保出口空气管路不结露。同时充分利用了出口空气的冷源，保证了机台冷冻系统的冷凝效果，确保了机台出口空气的质量。

3、冷冻式干燥机主要零配件

①、压缩机

冷干机使用的制冷压缩机目前大多采用中高温型全密封往复式压缩机，其特点是：结构紧凑、体积小、重量轻、振动小、噪声低，能效比高。由于全密封压缩机的电动机与压缩机主体密封在一钢制壳体内，电动机处在冷媒气态环境中运行，冷却条件较好，寿命较长。壳体下部存有规定数量的润滑油，在压缩机工作时，对各部自动供油，平时不需再添加润滑油。在大型冷干机中，也选用半密封往复机或螺杆压缩机，它们的特点是制冷功率大，可进行负荷调节以适应不同需要。

②、热交换、蒸发器

热交换在冷干机里的主要作用是利用被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量（对绝大多数用户来讲这部分冷量属废冷）并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气的较高温度的压缩空气，从而减轻了冷干机制冷系统的热负荷，达到节约能源的目的。另一方面，低温压缩空气在热交换器里温度得到回升，使排气管道外壁不致因温度过低而出现结露现象。

蒸发器是冷干机的主要换热部件，压缩空气在蒸发器中被强制冷却，其中大部分水蒸气冷却而凝结成液态水排出机外，从而使压缩空气得到干燥。在蒸发器中进行的是空气与冷媒低压蒸气之间对流热质交换，通过节流装置后的低压冷媒液体，在蒸发器里发生相变成为低压冷媒蒸汽，在相变过程中吸收周围热量，从而使压缩空气降温。

为了尽可能获得较高的的传热效果，必须加大放热系数即加换热器的换热面积，因此冷干机蒸发器和热交换器铜管的外壁采用了套铝翅片的措施。同时热交器铜管上套翅片后可降低空气对铜管的冲击及避免铜管破裂。

③冷凝器、二次冷凝器（预冷回热器）

在冷干机中冷凝器的作用是将冷媒压缩机排出的高压、过热冷媒蒸气冷却成为液态制冷剂，使制冷过程得以连续不断进行。由于冷凝器排出的热量包括冷媒从蒸发器吸取的热量以及由压缩功转换过来的热量。所以冷凝器的负荷比蒸发器来得大，冷干机中冷凝器分空气冷却式（风冷型冷凝器）和水冷却式（水冷型冷凝器）两种。

二次冷凝器（预冷回热器）在机台与热交换功用相同，两者区别在于热交换器主要是高温和低温的压缩空气的换热，而二次冷凝主要利用低温的压缩空气与冷冻系统的高压部分进行冷却，使冷媒达到充分的冷却，从而提高机台的制冷效率，同时避免机台冷凝器散热不良所带来的高压跳机或机台故障。

④旋风分离器（气水分离器）

旋风分离器也是一种惯性分离器，较多地用于气固分离。压缩空气沿筒壁切线方向进入分离器后，在里面产生旋转，混在气体中的水滴也跟着一起旋转并产生离心力，质量大的水滴所产生的离心力大，在离心力作用下大水滴向外壁移动，碰到外壁（也是挡板）后再集聚长大并与气体分离。

⑤热气旁路阀

压缩空气在蒸发器中冷却时，有大量凝结水析出。如果冷媒蒸发温度过低，使蒸发器铜管表面温度在负荷条件下低于水的冰点，则凝结水就会在蒸发器里结冰，严重时阻塞气流通道，使供气管道瘫痪。为了防止这种情况的出现，必须对冷媒蒸发温度加以控制。其简单有效的措施就是在冷凝器和蒸发器之间加设一只热气旁路阀，热气旁路阀的测压管与蒸发压力直接连接。当蒸发压力低于一定程度时，热气旁路阀自动开启，冷凝器中的高温冷媒蒸气直接进入蒸发器，提升蒸发温度，避免冰堵现象。

⑥热力膨胀阀或毛细管（节流阀）

膨胀阀（毛细管）是制冷系统的节流机构。在冷干机中，蒸发器制冷剂的供给及其调节者是通过节流机构来实现的。节流机构使制冷从高温高压液体进入蒸发器。当负荷变化时，热力膨胀阀通过检测压

缩机吸气过热温度来调节阀芯开启度，从而控制进入蒸发器冷媒供给量。毛细管则具有自补偿特点，即当蒸发压力降低时，两端压差会相应升高，从而加大流入蒸发器的冷媒量。毛细管由于结构简单，工作稳定，在小型冷干机获得普遍应用。

⑦自动排水阀

在冷冻式干燥机中，凝结的冷凝水应及时排放出设备外，避免因冷凝水排放不及时造成空气含水量上升，为了方便冷凝水的排放，在设备上装备了自动排水阀当排水阀贮水杯内水位未达到一定高度时，压缩空气的压力将浮球压下关闭排水孔，就不会造成气流泄漏：随着贮水杯内水位升高（此时冷干机内并不积水），浮球上升到一定高度时便打开排水孔，杯内凝结水在气压作用下很快排出机外。除常◎用的浮球式自动排水器外，还经常使用电子自动排水器，这种排水器时间及两次排水的时间间隔都可调整，而且能耐较高压力，应用也很普遍。

⑧干燥过滤器

运行中的制冷装置，由于制冷剂和冷冻油存在水分、固体粉未、污垢等杂质，情况严重时会使节流结构的节流孔产生脏堵。因此在冷媒供液管前必须装设干燥过滤器。另外，制冷剂中微量水分对制冷系统的危害最大。对冷媒，冷冻油及蒸发器、冷凝器和配管的干燥处理是极为重要的。

4、制冷系统冷媒循环原理

☆开机后冷媒经压缩机压缩由原来的低温低压状态变成高温高

压的蒸气。

☆高温高压的蒸气流入冷凝器及二次冷凝器，其热量通过热交换被冷却介质带走，温度下降，高温高压的蒸气因为冷凝变成了常温高压的液体。

☆常温高压的液体冷媒流过膨胀阀，因为膨胀阀的节流作用压力降低，使得冷媒变成常温低压的液体。

☆常温低压的液体进入蒸发器后，因为压力的降低液态冷媒沸腾蒸发变成低压低温的气体，冷媒蒸发时吸收了大量压缩空气的热量，使得压缩空气的温度下降达到干燥的目的。

☆蒸发后的低温低压冷媒蒸气，从压缩机的吸气口流回，被压缩压缩后排出进入下一循环。

压缩机冷凝器

蒸发器节流装置

三、 吸附式干燥机

1、概述

在应用许多类似于精密电子行业或高精密仪表的运用上,因为工艺要求需将压缩空气中的压力露点降到0℃以下时,因冷冻式干燥机的压力露点低于0℃时会出现管路结冰的现象,此时采用冷冻式干燥已不能满足工艺的要求,我司在引进先进的冷冻式干燥机制造技术同时,也引进了无热式吸附式干燥机的制造技术,其最低露点温度可达-70℃；同时采用优质的材料如进口不锈钢气动阀、不锈钢单向阀等制造,避免管路的污染,提高空气品质。在引进和吸收的同时结合国内的运用经验,为降低无热式干燥机的气耗问题而衍生微热式干燥机及组合式干燥机,以降低压缩空气的耗气量,最低耗气量可达5%。以满足不同用户的需求。

2、无热式干燥机的产品流程图及工作原理

由空压机排出的大量空气，由压

缩空气入口管流入，通过气阀进入两

个塔中的运转塔，其中的湿气会被吸

附剂所吸收而干燥。当空气流通到塔

顶时，空气中的水份被全部吸收，露

点温度可达-40℃，从而达到干燥目

的。整个循环标准需10分钟，每塔

各运行5分钟，一塔在工作的过程中(运转塔)，另一塔处于再生状态(非运转塔)再生时间为4.5分钟,续压时

间0.5分钟。在再生的过程中，运转

塔中一部份干燥的空气经再生风量调节阀进入非运转塔将塔内的水份

经消音器带到大气中去。其运转时耗气量为设备处理量的12% 4、 塔压力表(小型机

组不安装)

5、 逆止阀

6、 再生风量调节阀

（节流阀）

1、 塔压力表

2、 逆止阀

3、 再生风量调节阀

3、微热式干燥机的产品流程图及工作原理

由空压机排出的大量空气，由压缩空

气入口管流入，通过气阀进入两个塔中的

运转塔，其中的湿气会被吸附剂所吸收而

干燥。当空气流通到塔顶时，空气中的水

份被全部吸收，露点温度可达-40℃，从而

达到干燥目的。整个循环标准需4小时，

每塔各运行2小时，一塔在工作的过程中

(运转塔)，另一塔处于再生状态(非运转

塔)再生时间为1.5小时,吹冷和续压时间

0.5小时。在再生的过程中，运转塔中一

部份干燥的空气经再生风量调节阀进入加

热器加热后进入非运转塔将塔内的水份经

消音器带到大气中去。其运转时耗气量为

设备处理量的7%

4、无热式组合干燥机的产品流程图及工作原理

机台工作原理参考冷冻式干燥机及无热吸附式干燥机工作原理,

采用组合式其再生风量最低可降至5%.

5、吸附式干燥机基础知识

①什么是吸附？吸附作用是如何发生的？

吸附就是物质在两相交界面上浓度自动发生变化的现象。

一切固体都具有不同程度的将其周围介质的分子、原子、或离子

吸附到自己表面的能力。从热力学观点来说，固体表面之所以能吸附

其它介质，是因为固体表面有过的能量—物理上称作“表面自由焓”，

它具有吸附其它物质而达到降低自身表面能量的趋势。

②什么是吸附剂？什么是吸附质？

对特定介质有明显吸附作用的物质称为“吸附剂”。被吸附的物质称为“吸附质”在一定条件下，吸附剂的表面积越大，它的吸附能力越强。因此为了提高吸附剂的吸附能力，必须可能增大吸附

③什么是压缩空气吸附式干燥机？它有什么特点？

压缩空气干燥机是利用吸附剂在常温下对空气中水蒸气有较大吸附量的特点制成的压缩空气干燥设备。特点是经吸附式干燥机处理后的压缩空气露点更低，含水量更少，但耗能更多。

④吸附式干燥机常用的吸附剂有哪些？

常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、分子筛。

⑤吸附式干燥机有哪几种形式？

按吸附剂再生方式来分类，主要可分为无热再生吸附式干燥机和有热再生吸附式干燥机两种。由于无热吸附式干燥机是按等温吸附工作，又称“变压吸附”。有热吸附式干燥机是按等压吸附工作，又称“变温吸附”。在实际使用中还有一种叫微热式干燥机，从形式上看，微热式再生干燥机也是对再生气体进行加温，但是由于它使用的再生气体是来自本身的含水量很低的干燥空气，因此它也是属于“变压吸附”干燥机。

⑥消音器在吸附式干燥机中起什么作用？

消音器的作用是降低吸附式干燥机再生气体中排出的噪声。由于再生废气在排出时有一定压力，排气速度较快，会引起气体震动并产生强烈的排气噪声，一般可达到80～110dB。按有关规定，在排气噪

声大于75dB时，就要求采取消声措施。在吸附式干燥机中，由于再生排气中带有大量的粉尘和水气，在温度适宜时会有凝结水积聚，很容易造成消音器堵塞。因此消音器吸附式干燥机中的工作条件是十分恶劣，是吸附式干燥机中的一个易损配件。

⑦再生阀的节流孔在吸附式干燥机中起什么作用？

无热吸附式干燥机依靠取自身的干燥空气对吸附剂进行脱附。再生气体经过再生阀后再进入再生塔。节流孔起以下几种作用：①使再生气压力降低到接近大气压状态。②使再生气压至少能大于吸附床阻力，以确保脱附出来的水气能顺利排出塔外。③使再生气在规定时间里连续流过吸附床，并在离塔前可能接近饱和。

6、吸附式干燥机注意事项

进塔空气含油量应控制在0.01mg/m3以下；鉴于无油空压机目前还不能做到真正无油，为防止微量油分在吸附床中累积（这种累积是很快的），干燥器进气口装设除油器是必要的；

吸附干燥机应在额定温度压力条件下使用，当进气温度高于或进气压力低于额定值时，应进行容量修正；

吸附干燥机与活塞式空压机连用时，应前设稳压储气罐，以消除脉动气流对吸附剂高速冲击；

切忌刻意“节能”而减少再生气耗（包括再生气量和加热功率）；

当有“冷干机前置”时，吸附干燥机与冷干机的连接，只要场地许可，应尽量分体安装，以减少空气压降，改善冷干机通风条件及便于日常的维护检修；

供气量充分时，应将无热再生干燥机列入首选，它的综合耗能不会比加热再生高，而它的露点更低，更稳定。

7、吸附式干燥机的易损件

传统上将吸附剂、控制器和阀门及消音器合称为吸干机四大易损

件。

①作为干燥器的工业主体，吸附剂在大部分的时间里承受着压力、水汽和热量的频繁冲击，容易受机械性破碎和受介质污损，使吸附剂性能劣化。自从活性氧化铝取代硅胶成为主选吸附剂后，各种性能都大为提高，尤其抗压强度和抗液态水浸泡性能方面达到了很高的水准，只要不出现“再生能耗不足”等操作因素，经活性氧化铝处理后，压缩空气露点稳定达到－40℃在技术上是有保证，且寿命可达2－3年以上。

②控制器是吸附干燥机的指挥中心，附着电子技术的发展及PLC 技术广范应用，在控制精度与可靠性方面均比早期的机械－电气控制有了质的飞越。除了加热再生元件在抗干扰性及抗过载性方面还进一步提高外，其它的控制元件已经不属于易损件了

③控制阀是吸附干燥机中比较容易损坏的零部件。频繁的切换和长期遭受水分及吸附剂脱落物的混合侵袭是阀门损露坏的重要原因。

④消音器是较容易出现故障的部件，其主要表现形式是消声排气通道堵塞。一旦消音器出故障（堵塞），给整机带来的损伤是致命的，将导致吸附剂再生性能下降，过早老化。因此消音器是吸附干燥机日常维护的重点！

四、大气压力/压力露点换算表

五、常用单位换算表

1）压力单位

1Mpa =10.2Kg/cm2 (千克力/平方厘米)工程大气压

1Bar（巴）=1.01Kg/cm2 (千克力/平方厘米)

1Kg/cm2 =14.2235PSi (磅力/平方英寸)

1Kg/cm2 =735.57mmHg (毫米汞柱或托Torr)

1atm(标准大气压) =760mmHg (毫米汞柱或托Torr)

2）温度单位摄氏C 华氏F

华氏温度F =9/5×℃+32 摄氏温度℃=(F-32) ×5/

3）制冷量单位：

1RT (美国冷冻吨) =12000BTU/h =3024Kcal(千卡/小时)

1RT (日本冷冻吨) =13174.8BTU/h =3320Kcal(千卡/小

时)

1RT = 3.5KW 1KW =860Kcal/h 1W =3.44BTU/h

4）功率单位

1HP(英制马力) =745.7W(瓦) =1.0139PS(米制马力)

5）长度单位

1 ft英尺=1

2 in 英寸1英寸=8英分

1英寸=2.54厘米1公里=0.6214英里

6）重量单位

1 Lb (磅)=454g(克) 1吨=2204.6磅

7）容积单位gal (英加仑)

1m3 = 1000 L 1m3 = 264.2gal 1m3 = 35.315 ft3

1 gal =4.54 L(升) 1加仑=8品脱1加仑=4夸尔

4夸尔=2品脱 1 品脱=0.568升