摘要：针对压缩空气在于燥处理过程中的气损问题进行研究，采用了BEKO生产的FRL型吸附式干燥机工艺技术，将气损率从25％降低到l％以下，实现了干燥过程“零损耗”，经济效益显著。
关键词：压缩空气；干燥；零损耗；工艺
1 前言
压缩空气是工业企业普遍使用且成本昂贵的一种动力能源，单位成本在0．098元／ms左右。马钢股份公司年消耗压气总量约25．6亿m，，年成本达2．5亿元。生产系统使用的压缩空气分为普气和洁气两个品种，普气由透平压缩机产出经管网直接供至用户，洁气是用普气作为原料气，经吸附干燥处理，产出压力露点低于一20℃的压缩空气(简称洁气）再通过管网供给各用户。马钢的洁气生产均采用了传统微热再生吸附式干燥工艺，再生过程设计需要自耗10％—15％的洁气，由于吸附剂长期使用吸附效率下降、吸附周期缩短、再生周期延长、系统蝶阀密封性能下降、疏水泄漏等原因，造成干燥处理过程的实际气体损耗量明显增大，经现场实际检测，干燥机的平均气损率达到25％，马钢年洁气需求总量12亿m，以上，每年干燥处理工艺过程的气损折合成本近3000万元，造成极大能源浪费。
2传统微热再生吸附式干燥工艺
2.1 吸附原理
采用变温、变压吸附原理。变压吸附原理是利用吸附剂表面气体的分压力具有与该物质中周围气体的分压力取得平衡的特性，使吸附剂在压力状态下吸附，而在常压状态下脱附(再生)。变温吸附原理是利用干燥剂的吸附水量随温度升高而减少的原理使其在常温下吸附在较高温度下解吸。
2.2干燥工艺
空压机排出的压缩空气(普气)进入干燥机人口管路，通过气动蝶阀进入两个塔中的运转塔，普气的水分被吸附剂吸收而得到干燥，汇集到塔顶的压缩空气(洁气)通过干燥机出口管路送至用户。非运转塔处于再生状态，运转塔出口的部分洁气经加热器加热后进人非运转塔，将吸附剂中的水分解吸并通过消音器排向大气。微热再生吸附式干燥机一个工作周期一般为8 h，一塔处于吸附过程(运转塔)，另一塔则处于再生过程(非运转塔)，吸附过程4 h，再生(包括冷吹)过程4 h，吸附和再生过程自动切换，循环往复。在加热脱附和冷吹过程中设计消耗的洁气量占干燥机处理量的10％—15％。
3 FRL型吸附式干燥机工艺技术
FRL型吸附式干燥机的吸附原理和过程与传统微热再生吸附式干燥机相同，但再生(脱附、冷却)工艺过程却有本质的区别。
3.1 吸附过程
空压机出口含水量达到饱和的压缩空气通过进口进入干燥机，从K1阀进入干燥塔B1，压缩空气由下向上通过Bl，水蒸汽被塔内干燥机吸附，干燥后的压缩空气通过R1阀排出送至各用户。
3.2脱附过程
在压缩空气进入干燥塔B1吸附的同时，水分达到饱和的干燥塔B2开始进入再生过程，再生过程开始之前，B2处于大气压力状态。FRL型吸附式干燥机使用大气空气进行脱附处理，用鼓风机将环境大气通过阀K8送至加热器中加热，加热到所需要的脱附温度后再通过阀K6进入干燥塔B2进行脱附处理，干燥剂吸附的水分被蒸发随着空气流从阀K4和阀K9一并排人大气。
由于水分蒸发吸热，被加热的空气从上向下流过干燥塔B2时将得到冷却，脱附空气排出时的温
度远远低于蒸发温度，随着脱附过程的持续进行，干燥剂水分含量降低，脱附空气的温度将不断上升，当得到系统控制要求的温度后，脱附过程即结束。脱附过程无任何洁气消耗。
3.3冷却过程
由于脱附后的干燥塔B2内部存留温度较高，为避进入吸附状态时影响初期排出空气的温度和露点，需对其进行冷却。FRL型吸附式干燥机冷却工艺特点是：1)冷却气流方向与吸附过程一样，从下向上，这种方法对防止干燥剂过载、提高干燥效率有极大帮助；2)传统微热再生吸附式干燥机是利用运转塔出口的部分洁气进行冷吹，而FRI．型吸附式干燥机采用的是鼓风机吸人空气闭路循环冷却方式．再生阀K8和K9闭合、K7和K10打开，鼓风机吹入的空气在闭路的冷却系统内流动，干燥塔B2内部的热量被外部冷却水带走。冷却过程无任何洁气消耗。
4应用与效果
4.1 改造实施
马钢能控中心第三空压站有四台微热再生吸附式干燥机，承担一钢轧、车轮轮毂等区域120。150m3／min洁气供应。由于四台干燥机均已年久，设备老化、效率低，为了保障生产，被迫长期维持两台DDE一5400(每台设计处理能力为150 m3／min)干燥机运行。通过调研，我们选择了3*干燥机作为改造对象。改造前，首先对3*干燥机实际气损情况进行了检测，见表lf时间为2015年8月6日)。2016年2月，实施在线改造，将3*干燥机拆除，在原有位置安装了一台FRL一9400C零损耗吸附式干燥机，并对相关联的工艺系统进行了同步优化。由于该站所透平空压机级间冷却器及疏水装置工作效率普遍下降，空压机出口压气温度经常达到45 oc以上，饱和水、机械水含量明显增多，为避免对新型干燥机工况产生影响，我们在干燥机进口管道上增设了一台YSKLl50冷却器和一台L200WWB气水分离器。为了进一步提高干燥系统运行的经济性，我们设计并增设了一路与干燥机并联的普气管道，管道上安装有电动调节蝶阀，调节蝶阀的开度受洁气露点信号控制，从而达到洁气露点控制稳定、干燥机吸附时间和加热再生周期适当延长的目的。该项目总投资为238．2万元。
4.2效果
2016年2月26日～3月4日，对改造后的干燥机运行效果进行了为期一周的性能考核，经实际运行数据统计：平均压力露点一60．46℃，气损率0．06％。两项指标均优于改造项目确定的功能考核指标(压力露点≤一40℃，气损率≤1％)。改造前，第三空压站需要两台干燥机同时运行，改造后，仅需一台FRL一9400C投入运行。原3一干燥机气损率为24．78％，改造后新型干燥机气损率几乎为零，洁气平均负荷按135 m3／min计算，压气单位成本为o．098元／m3，年直接经济效益171．9万元。新型干燥机加热再生工艺的额定功率虽然较原干燥机有所增加，但其吸附时间和再生周期明显延长，改造前后月度累计电能消耗基本相当。
5结束语
零损耗干燥工艺技术的应用不仅能取得显著的直接经济效益，同时，压缩空气露点指标也得到大幅度提升，对稳定企业生产、提高产品质量具有重要意义。马钢压缩空气系统节能改造的空间很大，零损耗干燥机推广应用势在必行。
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