露點值影響節能

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。
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