出口(使用)露点設計(保持)が高いほど、設備のエネルギー消費量は増えますか?
出口露点の品質は、2つの方法で議論する必要があります。
一. 最適露点
二. スイッチング露点
一. 最適露点
- 吸着材が一定量の水分を吸着すると、水分を完全に捕捉できなくなり、一部の水蒸気が出口に漏れ始めます。この時点で、出口の圧縮空気の露点値が悪化し始め、露点値が設定値まで低下すると、乾燥機は切り替えプロセスを開始し、圧縮空気は再生が完了し乾燥された別の吸着槽に導かれ、そこで再び吸着が行われます。
元の吸着槽は、水分を脱着させる再生プロセスに入り、湿った吸着材を脱水乾燥させて再生し、再利用できるようにします。
どのような形式で再生されても、理論的には再生完了後の吸着材は完全に水分を含まないはずです。したがって、再生されたばかりの吸着槽が運転を開始すると、理論的には出口の露点品質は非常に高くなるはずです。
理論的には、完全に乾燥した状態の露点値は約-273℃であり、少なくとも最適露点は-100℃以下に保つべきです。
しかし実際には、一般的な吸着式乾燥機の出口の最適露点で-100℃以下に達することはまれであり、-70℃以下でさえ達成困難です。 - 上記のような原因は、主に吸着材の脱着再生時に汚染を完全に分離できていないことにあります。
1. 外気加熱:
ブロワーを使用して周囲の空気を加熱しますが、周囲の空気自体に水分が含まれています。加熱温度が高いほど、これらの水分が設備内部に留まる可能性は低くなります。ただし、加熱温度は設備の耐熱性を考慮する必要があり、この設計上の制約により、外気加熱時にはごくわずかな水分しか残留しないにもかかわらず、出口の露点品質は依然として影響を受けます。
これに対し、CDA加熱再生を使用すると、汚染の懸念をさらに大幅に低減できます。
2. 循環冷却:
ブロワーと熱交換器を組み合わせ、密閉された循環を利用して吸着材を冷却します。
剛性の密閉空間であるため、温度が低下すると循環環境は真空になり、配管やバルブの密閉性が試され、熱交換器やヒーターなどからの漏れの懸念もあり、最大の漏れの原因は「ブロワー」にあります。
漏れにより、周囲の水分が乾燥した設備内部に急速に拡散します。したがって、循環冷却設計では、水分の汚染を避けることは非常に困難です。そのため、業者は「加熱冷却反転」の方法を利用して、汚染源を吸着の上流に移動させ、出口の露点品質への影響をできるだけ低減しようとします。しかし、どのように回避しても、水分の汚染の問題は依然として存在します。 - CDA冷却を使用すると、冷却による汚染の懸念を大幅に低減できますが、相対的にコストは高くなり、使用する際にはその利点と欠点を評価する必要があります。
- 上記から第一段階の結論を導き出すことができます。
加熱または冷却のどちらのプロセスでも、圧縮乾燥空気を使用して再生する方が、ブロワーを使用して再生するよりも出口の露点品質が優れています。
しかし、ガス製造費のコストを考慮すると、圧縮比8と1.1(エアコンプレッサー出口7kgf/cm2とブロワーの正圧1000mmH2Oを比較)では、製造コストに15〜25倍の差があります。したがって、「出口品質が要件を満たしていれば十分であり、高い露点を追求するとより多くのエネルギーを消費する」というのが一般的な考え方です。しかし、これは「吸着効率」という重要な点を無視しています。同じバッチの同じ吸着材でも、再生完了後に一方は-60℃、もう一方は-100℃であるとします。これらに同じ入口条件の飽和圧縮空気を吸着させ、同じく-40℃で切り替えると、両方の切り替え(吸着)時間は必ず異なります。一方の吸着時間が6時間、もう一方の吸着時間が8時間であれば、両者の吸着効率は25%異なります。
上記の別の表現として、-60℃の乾燥機は1日に4回再生する必要があるのに対し、-100℃の乾燥機は1日に3回しか再生する必要がありません。 - 「吸着効率」の要素を評価に含めると、多くの議論の余地があることがわかり、高い露点と高いエネルギー消費を単純に結びつけることはできません。
二. スイッチング露点:-40℃と-70℃のどちらの切り替えがより省エネですか?
- -40℃の方が-70℃よりも省エネであることは間違いありません。しかし、2つのモードの省エネ率がどのくらいであるか(?%)を示す運転データを提供できる人はいるでしょうか?
乾燥機を長時間高品質(高い露点)の状態で運転すると、吸着効率が向上し、待機時間が長くなり、装置は比較的安定します。逆に、運転状況は前述ほど良好ではありません。 - 上記で実際の省エネ効率が20%以上異なる場合、その効果は明らかです。
しかし、運転の安定性、吸着効率、圧縮乾燥空気の品質が空圧システムや製品の歩留まりに与える影響、あるいは実際の省エネ率が10%以内である場合、省エネとシステムの安定性の間で、注意深く評価し、重大な決定を下す必要があります。