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科普:零氣耗與壓縮熱!沒有對比就沒有傷害

2021-06-02 02:06

科普:零氣耗與壓縮熱!沒有對比就沒有傷害

零氣耗

1、零氣耗(工藝氣中又稱零排放)是各種壓縮空氣/氣體干燥器流程中的一大類,指的是吸附劑再生過程中不需要消耗干燥器出口的產品干氣。

2、壓縮空氣吸附式干燥器已經大步邁入有熱再生即變溫吸附/再生為主(TSA)時代,近十年則加快零氣耗步伐,目前市場上在用的零氣耗干燥器通常分為兩大類:鼓風外加熱和壓縮熱,依產品氣消耗量分類如下:


3、為什么要追求零氣耗簡而言之就是要盡可能降低昂貴的壓縮空氣能的使用量,在能量轉換過程中遵循守恒定律,但能量轉換為另一種能量是有效率之分的,一般講,熱/電轉換效率為45%左右,而電/氣轉換即由電力轉換為能做膨脹功的壓縮能,效率不足30%,(見下圖):


假設電廠的效率是45%

則電廠需要消耗基本能源100kW/45% = 222 kW

可使用的能源僅占基本能源的比例23.4kW/222kW= 10.5%

有些人認為,消耗部分產品氣可等比例轉換為電能,再等比例轉換為標準煤,這種概念是錯誤的。錯在把熱值換算關系等同為價值換算關系,把節能環保指標等同為經濟效益運行費用指標。比如在熱值關系上:

0.123kg 標煤=1kw.h 

1kg 標煤=8.137kw.h

0.123kg 標煤=0.040m3 (壓縮空氣)

1kg 標煤=25m3

1kg 標煤1.0元,1KW.h 0.75元,1m3 壓縮空氣為0.15元,則0.75×8.137=6.1元,是標煤價的6 倍以上;0.15 ×25=3.75元,是標煤價的3.75 倍;

對于動力型空壓機,1kw.h 可產生10m3 壓縮空氣,則又有0.75 元對1.5 元之關系,即電費僅占無油干燥壓縮空氣成本的50%左右,諸此等等說明,切不可將高品位的能與低品位的能等價,表現在壓縮空氣等值不等價,可簡述為氣/電不等價。

4、結論:作為吸附式干燥器的再生能源能用電則不要用氣,能用熱則不要用電,能用壓縮空氣系統中的余熱則為最高境界。

壓縮熱

1、壓縮熱干燥器是指加熱再生過程中的熱源主要來自空壓機末級在壓縮過程中產生的熱量,即采用具有較高溫度的過熱壓縮空氣,對脫附塔進行加熱再生一類干燥器,其溫度約為90~110,最低至80,最高可達180。當然空壓機必須是無油機,工業上主要為離心式和無油螺桿,前者屬于中大型排氣量,適用于工況比較穩定場合,后者一般為中小型排氣量,運行中負荷變化較大。

2、排氣溫度對壓縮熱干燥器影響巨大,中大型離心機一般為三級壓縮機,排氣溫度多為90~110,小型離心機和無油螺桿一般為兩極壓縮,排氣溫度多為150~170

3、壓縮熱再生的最大優點是熱量充沛,其全流量通過解析塔,而其它有熱再生型為15%~25%,所以在相同再生溫度下,壓縮熱所含熱量是其他型式的4~6 倍,僅此一項彰顯現了壓縮熱利用的巨大節能意義。

4、壓縮熱再生最大弱點是品位較低 相比于其他加熱型再生溫度高達180~220,離心機的排氣溫度遠不能及。二級壓縮如無油螺桿穩定運行時雖然可達150以上,但由于經常減荷或卸載,除了所含熱量等比例減少,排氣溫度也有所下降,所以為了獲取更低且穩定的露點指標,對應無論是三級壓縮的離心機還是二級壓縮的無油螺桿,輔助再生系統(TSA/PSA)幾乎成為必備,見下公式:


根據經驗:吸附溫度(P0)每下降10,露點可相應下降10;加熱溫度(P2)每提高10,露點可下降4-5,采用干氣(P1)再生,尤其是干氣吹冷對即時露點和吸附劑壽命影響巨大,不容忽視。
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