出口(使用)露點設計(保持)越高設備越耗能?
出口露點品質須以兩種方式討論:
一.最佳露點
二. 切換露點


一.最佳露點
●當吸附劑吸附一定量之水份後,開始無法將水份完全攔截,
致使部份水氣逸散至出口。此時出口壓縮空氣之露點值開始變差,
直到露點值掉到設定值時乾燥機進行切換流程,
壓縮空氣將被引導至另一再生完成乾燥後之吸附槽再進行吸附。
原吸附槽則進行水份脫附之再生流程,
即將潮溼的吸附劑脫水乾燥再生,使其能重複使用。
無論以何種形式再生,理論上再生完成後之吸附劑
應完全不含水份才對,因此當剛被再生完之吸附槽開始運轉時,
理論上出口露點品質應該非常高。
理論上完全乾燥之露點值約為-273℃,
或至少應將最佳露點保持在-100℃以下才是。
然而實際上,一般吸附式乾燥機出口之最佳露點少有可達
-100℃以下,甚或-70℃以下亦觸不可及。
●上述原因主要是吸附劑脫附再生時未把污染完全隔離:
1. 外氣加熱:利用鼓風機將環境空氣加熱昇溫,
環境空氣本身含有水份。加熱溫度越高,
這些水份停留在設備內部的機率越低。
然而加熱溫度需考慮設備的耐熱度,此設計上之限制影響,
外氣加熱時雖然僅有極少量的水氣殘留,
出口露點品質依然會受到影響。
相較之下,利用CDA加熱再生則污染疑慮可再降低許多。
2. 循環冷卻:鼓風機搭配熱交換器,利用密閉循環將吸附劑冷卻。
因為是剛性的密閉空間,當溫度降低時循環的環境將產生真空,
管路、閥件之密閉性將產生考驗,熱交換器、加熱器等亦有
洩漏之疑慮,而最大的洩漏來源在於『鼓風機』。
因洩漏,環境水氣將快速擴散至乾燥的設備內部。
因此循環冷卻設計,水氣之污染甚難避免。
因此業者會利用「加熱冷卻反向」的方式將汙染源移至吸附上游
以儘量減少對出口露點品質之衝擊。然而無論如何規避,水氣污
染的問題依然存在。
●利用CDA冷卻可大幅降低冷卻污染之疑慮,然相對付出的成本
必定較高,使用則必須評估其中之利弊、得失。
●上述可歸納出第一階段之結論:
無論加熱或冷卻流程使用壓縮乾燥空氣進行再生流程會比利用
鼓風機進行再生的出口露點品質佳。
但以氣體製造費用的成本考量壓縮比 8 與 1.1
( 空壓機出口 7㎏/cm2 與鼓風機淨壓 1000 mmH2O比較 )
的製造成本相差 15~25倍。
故而「出口品質只要合乎要求即可,追求高露點必將消耗更多能源」。
這是一般的思考模式。然而卻忽略了『吸附效率』這項重點。
同批同樣的吸附劑,當再生完成後一邊-60℃,一邊-100℃。
令其對同樣入口條件的飽和壓縮空氣進行吸附,
同樣在-40℃時切換。兩邊切換( 吸附 )的時間必定不同。
若一邊吸附時間為 6 小時,一邊吸附時間為 8 小時,
即兩邊吸附效率相差 25%。
上述另一種表達方式為:-60℃的乾燥機一天需再生 4 次,
但-100℃的乾燥機一天只須再生 3 次。
●若將『吸附效率』因素列入評估,我等可發現其中尚有很大討論空間,
絕不可將高露點與高耗能畫上『=』號。
二. 切換露點-40℃ 與 -70℃ 切換何者較節能?
無庸置疑的-40℃當然比-70℃節能。
但是有誰能提供運轉數據,了解兩種模式的節能比例為何( ?% ) ?
乾燥機長時間維持在高品質(高露點)的狀態下運轉,吸附效率會提高,
待機時間會拉長,機台相對穩定。反之則運轉狀況不如前述。
●上述若實際節能效率相差 20%以上,當然成效卓著。
然而若加入運轉穩定因素、吸附效率、壓縮乾燥空氣品質對氣動系統
及產品良率之影響,亦或實際節能相差在 10%以內時,節能與系統
穩定間,須用心評估且作重大的抉擇。