压缩空气供应系统的现代化改造--利用热再生干燥器使企业能够利用高效、节能的设备进

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


图1 HRC 12000型热再生热压缩式干燥器是一台能够给人留下深刻印象的设备,整体全部采用不锈钢材料制造,总重量12t。

厂址位于德国Brunsbüttel市的Sasol公司是一家生产脂肪醇和氧化铝的企业,在他们的许多流程生产工艺中需要的是纯净且干燥的压缩空气。目前,Sasol公司正在投资扩大企业的生产能力,同时也在仔细的考察如何提高能源利用率。因此在他们新建的空压机站中新增了一台10000m3/h的涡轮压缩机和具有热再生的吸附式干燥器。

洗涤剂、软化剂、唇膏和塑料活性剂,这些以脂肪醇为基本原材料的产品之间的差异已经存在很长时间了。厂址位于德国Brunsbüttel市的Sasol公司利用两种相互无关的流程工艺技术生产了大约150种不同的脂肪醇。按照齐格勒催化工艺技术,他们在多级流程中将乙烯和氢合成为脂肪醇。在他们的产品目录中,将来还会有高纯度的氧化铝,一种可以在汽车催化器中对发动机废气进行净化的催化剂。

在投入了大量的资金之后,也使得企业的设备能力和生产能力明显提高。与此同时,他们也在环境保护和节能技术方面投入了大量的资金。企业投资扩建之后,由生产能力的扩大带来的压缩空气需求量增加和流程生产设备效率的提高两个因素也是促成企业压缩空气供应系统的现代化改造和空压机站扩建的主要推动力。Andre Sievers先生,Sasol公司技术服务领域中的项目经理说道:“我们的厂内压缩空气网络是三个相互分离的供气网络:生产用气网络为生产辅助设备和流程泵提供压缩空气;仪器仪表供气网络为调节阀和调节回路提供压缩空气;流程生产供气网络则为氧化反应提供流程生产所需的压缩空气。”

新技术满足高要求

为了完成上述任务,空压机站应该能够提供大量的压缩空气,除了三台现有的容量在5000~7000m3/h涡轮压缩机之外,新增了一台供气量为10000m3/h的涡轮压缩机。而在流程生产的供气网络中,Sasol公司对压缩空气的质量提出了很高的要求。Andre Sievers先生说:“我们每时每刻所需的压缩空气压力露点为最高-40℃,即使是在不利的生产条件下也是这样。另外,流程生产所需的压缩空气必须不含灰尘,因为任何一点污染都对生产流程有着严重的影响,能够改变产品的反应过程。而且我们的安全要求也很高,因为掺入了任何一点水分都会使生产过程马上停止,或者带来不希望的副产品。”

扩建空压机站的投资中有几乎50%的费用是用于安全服务的,它也提高了空压机的生产效率。这样,Sasol公司可以将一些维护保养性能不好、经济性也不能“升级”的柱塞式压缩机从流程生产线中淘汰出局,从而在备用系统较少和提高供气可靠性方面也能获得不少的好处。这也适用于压缩空气的干燥:吸附式干燥器的生产能力是12000m3/h,比网络压缩机的能力还要大一些。因为他们想借此机会将一些小型的干燥设备也从网络中淘汰出去,以便优化整体效率。


图2 Donalson公司研发设计的HRC 12000吸附式干燥器在进行装配过程。(从左至右:Donaldson公司的工程师和Sasol公司技术服务部项目经理Andre Sieves先生)。

Sasol公司负责此项工作的人员在事先就很好地研究了所有的可能性,保障了尽可能节能且高效地生产压缩空气。并且也从企业外部聘请了一位独立的工作技术专家进行干燥技术咨询。在专家的指导下,也采用了与迄今为止常规干燥器再生原理不同的新技术。Andre Sievers先生说:“老式的干燥器是利用外部锅炉进行热干燥的,在新的技术中,我们利用了压缩机发出的热量进行热再生,也就是说利用现有的热源进行热再生。”

利用散发的热量进行热再生

在充分利用热能这一任务中,Donaldson公司的干燥系统设计部门设计了热再生的吸附式干燥器HRC 12000,一个能够给人留下深刻印象的、总重量达12t的全不锈钢干燥器。在项目的实施过程中,Sasol公司与德国Haan市的设计师们进行了密切的合作,从大量的类似设备中汲取了丰富的经验。Doaldson公司的咨询工程师Kai Strothmann先生说道:“这台干燥器是专门按照用户的要求进行设计制造的。另外,在调整试车时还严格的按照空气压缩机进行了匹配。这一设备中的投资可以很快的从很低的能源费用和运行费用中收回来,因为它采用的是热再生技术,而且吸附作用所需的热量准备以及耗能大的热再生是压缩空气干燥中价格最昂贵的生产流程。”

技术顾问建议采用热压缩的干燥器,这与Sasol公司的想法完全吻合。德国Haan市Donaldson公司吸附干燥系统的项目设计师Siegurd Buchner先生说:“当吸附剂在两个容器中的一个里发生反应时,就会产生热量。也就是说来自压缩机已冷却了的压缩空气沿逆向通过有干燥剂容器。干燥剂容器中的吸湿颗粒解吸附,重新具备吸附能力。然后沿着吸附作用方向冷却、从压缩机冷却腔排出冷却了的压缩空气。这样,压缩机发出的热量就可以用于吸附剂的再生。”每3个半小时干燥器控制系统自动在两个吸附容器中进行一次吸附和再生过程的转换。

吸附容器设计有分层的吸附床,在压缩空气的入口处首先是两层的吸附析出水分的充填颗粒层。随后才是降低承载的、真正的吸附。

Sasol公司新建空压机站的工作参数通过现场总线系统传送给中央控制室。新建空压机站的另一个特点是,使用了Sasol企业标准的管件。Andre Sievers先生说:“我们的企业标准中有关于控制阀和控制板的保障,Donaldson公司按照这些标准配备了相应的元器件。”

小结

利用新的热再生干燥器使得Sasol公司能够利用高效、节能的设备进行生产,准备好流程生产过程中所需的备用装置,这又辅助的提高了压缩空气干燥的可靠性。干燥器得到了充分的利用,两台每小时供气各1000m3的螺杆式压缩机能够覆盖系统的峰值负载,同时也为新的设备提供压缩空气。

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