石膏加工过程中的压缩空气干燥
| 行业： | 建筑材料行业 |
| 客户/地点/年份： | Remondis，德国吕嫩（Lünen），2013 年 |
| 压缩空气的用途： | 工艺气 |
| 已安装产品： | EVERDRY |
瑞曼迪斯集团（Remondis Production GmbH）位于德国吕嫩的威斯特伐利亚（Westphalian）小镇上的 Lippewerk 工业园区。而湿气是流化床7号窑炉中 432 根布袋过滤器软管最大的敌人。这种软管用于煅烧石膏，而石膏本身是一种极其亲水的材料。利用热再生吸附式干燥机来对布袋除尘器的、洁净的压缩空气进行干燥，能够有效防止水与滤布中的石膏粉发生灾难性的粘结。但在此之前，人们设想的是一种完全不同的解决方案。
瑞曼迪斯公司是全球最大的水和环境服务企业之一，在三大洲的 26 个国家拥有 500 多家分支机构。该集团的主要优势包括水的供应与处理、从废弃物中回收原材料、开发可回收产品以及提供可替代能源。另一个业务领域则是将石膏在烟气处理和工业过程中加工成高品质的石膏粘合剂。
为此，瑞曼迪斯公司将大量可循环再利用的二手物质材料引入经济循环。仅其位于德国吕嫩的总部就有1,200 名员工。其办公和生产区域占地 230 公顷，是欧洲最大的工业循环管理中心，重点在于原材料的回收，主要原料、特种产品和工业品的生产，还有能源的生成。
备受关注：来自燃煤电厂的石膏加工行业
其中一个主要任务是每年需加工大约 280,000 吨石膏，这些石膏是附近的燃煤电厂所产生的副产品——主要是在燃烧化石燃料的发电站的烟气脱硫装置（FGD）中形成的。
在德国吕嫩，瑞曼迪斯公司将这些烟气脱硫石膏转化为高质量的添加剂和粘合剂，然后以“RADDiBIN”这一商业品牌供应给石膏行业，作为不同应用下的原材料。它们用于制造无缝地板、多孔混凝土、肥料、水泥或牙科材料等等。
在 Lippewerk 工业园区，目前有两种基于 该石膏加工后的产品类型：一种是ALPHA 半水石膏，是在加入水之后具有特别高的稳定性；另一种则是在极高温度下烧制的无水石膏，因此特别适用于生产地坪材料。
无水石膏的生产离不开 7 号窑炉。这个高达 50 多米的“巨兽”真的是“热闹非凡”。每天在这里大约有1,000 吨烟气脱硫石膏在800°C 以上的温度下经历变质过程，变成有价值的原材料。
质量方面的波动
在流化床煅烧过程中，细颗粒材料在热气体中以高速传输，同时通过热气体的能量脱水成无水石膏。通过独特的设备技术，这个过程被控制得非常精准，确保所有颗粒都暴露在相同的停留时间过程温度下。
通过这种方式，即使在最小工业规模上，仍可实现与实验室相当的质量水平。
对于7 号窑炉来说，质量的波动不是问题。毕竟，从工艺技术的角度来看，它已经设计的非常完美明确。不过这个温度极高的巨大装置还有一个容易出现问题的地方，就是它的布袋过滤器——如果它们变得过于潮湿，生产效率和质量将会迅速受到影响。
由于湿度问题导致陷入困境
由于压缩空气用于清洁布袋过滤器，水分渗透到布袋中的风险主要在于这个过程。清洁过程中，强大的压力波会冲击布料以去除粘附的石膏；如果此时压缩空气并非绝对干燥，那么湿气也会随着压力冲击被吹入布料中。此外，压缩空气的喷射会导致突然降温，会是温度降至露点以下。
湿度还与布料中的石膏残渣发生反应，使石膏粉尘硬化；因此布料会变硬并最终断裂。虽然磨损本身是一个缓慢的过程，但这种情况下极大加速了布料的老化。由此，瑞曼迪斯公司看到了运营成本方面可观的成本节约潜力：显著提高盈利能力的基础应该是通过强大的压缩空气干燥来实现的。
在此之前，7 号窑炉中使用未干燥压缩空气清洁的布袋过滤器的使用寿命约为 2 年。如果进行干燥处理，根据计算，滤布的使用寿命可提高到 3 年。432 块织物的单价约为 100 欧元，新增的处理系统意味着可以节省大量成本。
经过广泛规划，2009 年初，瑞曼迪斯公司为在窑炉压缩空气系统中安装冷冻再生吸附式干燥器的项目开展招标。
最真挚的推荐
与竞争对手相反，贝克欧科技打破常规，提出了不同的建议：其他供应商都按照招标要求提供了冷冻再生干燥器，但我们则强烈推荐客户采用有热再生的型号。
对于更大的体积流量，吸附式干燥将压缩空气干燥至-20°C 及更低露点，也是在工业上唯一常用的方法，可处理高达 1,500 m³/h 的应用需求。对于客户而言，最终决定是选择冷冻再生设备还是有热再生式设备，取决于哪个方案更具有盈利能力。
冷冻再生吸附式干燥器
冷冻再生吸附式干燥器的运行循环周期较短。由于干燥剂的装载量低，再生时无需额外输入热能。通过一部分被膨胀至大气压的干燥气流分流，水分能够随之排出。
在冷冻再生吸附式干燥器中，仅阀门的控制和切换需要电能。因此，电能需求可以忽略不计。但是，与低到平均水平的投资成本形成鲜明对比的是，在7 bar 满负荷条件下，已处理压缩空气的消耗成本约为 15%。吹扫空气损失造成的成本很快就会增加到无法接受的程度。这是瑞曼迪斯公司决定选择有热再生设备的令人信服的理由。
有热再生吸附式干燥器
鼓风脱附设备有不同的设计。这些方法的共同点是不使用经过处理的系统空气来去除吸附的湿气，而是使用加热的环境空气。不过，用于冷却干燥剂的方法有所不同。
在传统模型中，已处理的压缩空气的膨胀部分流量用于脱湿剂的冷却。当然，这会导致部分宝贵的压缩空气被用于非预期的用途，即使平均只占两三个百分点，盈利能力也会受到影响。
另一种更经济的替代方案是“零损耗”吸附式干燥器，它在运行时不消耗任何处理过的压缩空气。在这些干燥器中，解吸与传统的方式相同，通过鼓风机将加热的环境空气送入吸附剂中；随后加热后的干燥器也通过环境空气进行冷却。
在不被看好的地方找到盈利的机会
在对 7 号窑的环境和运行条件进行广泛分析后，贝克欧科技重点推荐了 EVERDRY® FRA-V 型有热再生吸附式干燥器。FRA-V 系列产品的在解吸过程、或后冷却已加热干燥剂时不需要压缩空气（零排放）。
在解吸阶段，再生鼓风机在压力条件下工作。在其中一个吸附剂容器中进行压缩空气干燥的同时，第二个吸附剂容器（之前已被湿气饱和）进行再生。在再生开始之前，先将压力缓释至大气压。再生鼓风机将环境空气输送到下游加热器。在那里，加热到所需的解吸温度。
再生鼓风机的压力运行会导致温度升高，从而对加热器的功耗产生积极影响。来自鼓风机的加热气流会将干燥剂中的水分蒸发；随后，这些水分随气流排入大气。利用反向流程以节能的方式进行解吸。
冷却阶段在真空条件下进行。在解吸阶段结束后，干燥剂中积聚的热量会随着鼓风机的冷气流排出，从而防止切换后出现温度和露点峰值。在冷却阶段，鼓风机转为抽吸运行，使环境空气直接流入要冷却的吸附剂容器中。吸气过程中产生的负压使干燥剂的“物理平衡”发生变化。由于负压的作用，解吸温度降低，从而在冷却阶段产生后解吸作用。由于后解吸作用，在再生阶段（加热和冷却）之后，干燥剂中的残余负荷会降低。
干燥剂中的残余负荷在很大程度上影响了干燥阶段的质量。贝克欧科技确信，仅通过有热再生吸附式干燥器的高效运行（与冷冻再生干燥器相比），瑞曼迪斯公司的投资成本在可在不到一年的时间内收回。
但不仅只有这个前景让瑞曼迪斯决定选择贝克欧科技的解决方案。灵活性以及在规划和实施阶段的综合思维方式也很重要——而在这方面，贝克欧科技为瑞曼迪斯提供了最好的服务。
自 2009 年秋季以来，德国吕嫩 Lippewerk 工业区 7 号窑炉上干燥器的高效使用证明了这个美好的理论并在实际应用中成功得到了验证。
另外，EVERDRY® 吸附式干燥器不仅只用于清洁过滤器。在 7 号窑炉中使用压缩空气的另一个应用领域中，即燃烧器系统上的测量操作系统，也显着提高了工艺安全性。自从安装了干燥器以后，燃烧窑炉喷嘴上的湿度和油的问题也已成为过去。
吸附式干燥的概念
贝克欧科技EVERDRY® FRA 产品系列提供了多种变化的可能性。标准化系列适用于体积流量高达 20,000 m³/h 的情况。产品组合还包括用于超过 20,000 m³/h 的特殊解决方案。
作为“零气损”吸附式干燥器，FRA-V 系列的设备为高水平技术应用提供了经济基础。EVERDRY® 产品系列还针对在温暖湿润气候区域高入口温度条件下的应用，提供了智能的成本效益结构。作为“闭环”吸附式干燥器，EVERDRY® FRL 甚至适用于热带气候条件，在一个封闭的循环中进行，具有制冷导向。