技术解读 | 吸附式干燥机

贝腾科技

所谓吸附，就是物质浓度在两相界面上自动发生变化的现象。当气体分子运动到固体表面时，由于气体分子与固体分子之间的相互作用，气体分子便会暂时停留在固体表面上，形成气体分子在固体表面上浓度的增大，即气体分子被固体表面吸附。研究表明，吸附现象不仅发生在固-气交界面上，在液-气界面、固-液面上同样也会发生。技术上将能发生明显吸附现象的体系叫做“吸附体系”，并将具有一定吸附能力的材料称为“吸附剂”，将被吸附的物质称为“吸附质”。

在压缩空气的吸附脱水过程中，常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛等，而均匀混合在压缩空气中的水蒸气就是吸附质。在吸附再生式干燥机中活性氧化铝等固体吸附剂与压缩空气中的水蒸气共同组成了一个吸附体系，压缩空气中的干空气在该吸附体系中担当了承载吸附质的任务，其本身并不参与吸附过程。而吸附操作的逆过程为“解吸”或“脱附”过程，我们通常称为“再生”。

根据固体表面和气体分子之间作用力的性质，吸附作用可分为物理吸附和化学吸附两种。前者也称范德华吸附，它是由分子间作用力和静电作用力引起的，后者是由化学键的形成引起的。化学吸附的作用力强于物理吸附作用力，而且选择性也高。

压缩空气的吸附干燥以物理吸附为主。当干燥的压缩空气与吸附剂接触时，空气中的水分子扩散到吸附剂上并因范德华引力而被吸附。与此同时，被吸附的水分子因本身的热运动及外界气态分子碰撞，有一部分离开吸附剂表面返回气相，即发生脱附。当单位时间内水分子的吸附量与脱附量相等时，就达到了一个动态吸附平衡，虽然吸附与脱附过程均在进行但速度相等。此时，单位质量吸附剂所吸附的水蒸气量称为吸附剂的“静态吸附量”，常用g(水)/kg(吸附剂)、或%表示。

吸附式干燥机一般采用硅胶、活性氧化铝、分子筛作为干燥剂。硅胶：较易受水分潮解。通常用于压力露点为-20℃；活性氧化铝：吸附性能强、稳定，遇到水分不潮解，具有高抗碎强度和抗磨蚀性，适用范围较广，通常压力露点为-40℃；分子筛：由于在相对湿度20%以下有较好的干燥性能，常常作为深度干燥的干燥剂，通常用于压力露点为-70℃。

吸附再生式干燥机所利用的吸附作用是“物理吸附”，影响“物理吸附”能力的因数是“范德华力”。可见影响吸附再生式干燥机对压缩空气中水的吸附能力主要因素有：1、压缩空气的进气压力。进气压力高，水分压力也高，等温时吸附剂的吸附量增加；2、进气温度。定压下，进气温度低使吸附剂的吸附量增加；3、压缩空气流量。流量过大，使压缩空气中的水蒸气与吸附剂的接触时间不能达到设计要求，使吸附量减少；4、吸附剂被污染。吸附剂在吸附多油、液态水和固态颗粒杂质时会被侵袭或中毒，使吸附量大大减少。

我们知道，吸附过程是一个动态过程，如果压缩空气与吸附剂有足够长的接触时间，吸附达到一种动态平衡，这种动态吸附平衡是在一定温度与压力条件下建立的。当温度和压力改变时，系统原有的平衡关系将会被打破并建立一个新的平衡关系，这就是再生过程。

在一定温度下，水（吸附质）在吸附剂上的吸附量随气相中水蒸气分压增大而增大；一定水蒸气分压下，水的吸附量随温度升高而减少。这就说明在低温、高压下水分易被吸附；在高温或低压下水分易被解吸。吸附再生式干燥机就是利用吸附剂的这一性质实现“吸附-再生-吸附-再生……”之间的转换从而达到连续干燥压缩空气的目的,其中贝腾模芯干燥机就是吸附再生式干燥机中的代表！