加熱式及熱回收式

吸附型空氣乾燥機比較台化公司工務部

一、前言

空氣乾燥機為空氣壓縮系統中不可缺少之設備，經空氣

壓縮機壓縮後之空氣含有大量的凝結水、油漬及粉塵，乾燥

機主要用途在於去除此類凝結水，淨化壓縮空氣以利後段製

程使用。本報告主要針對本公司最常用的加熱式吸附型空氣

乾燥機及近年來引進之節能熱回收式吸附型乾燥機之功能、

型式進行說明及經濟效益比較。

二、空氣乾燥機設置之目的

大氣中所含之水份是以氣體的狀態存在，空氣經過空壓

機壓縮後變成高壓、含水量高的氣體，當這些高壓氣體遇冷

後會凝結出液態水，此液態凝結水加上空壓機內漏出之潤滑

油及空氣中夾雜之塵埃形成之污穢液將導致機械、儀錶設備

內部及管線產生銹蝕、磨損、阻塞及破壞等現象，為使空壓

機後段之設備及管線免受此污穢液之危害，一般採用『空氣

乾燥機』將此污穢液吸收去除，使得空氣配送管路更加純淨、

設備操作更有效率並增加氣動儀錶之可靠度。

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加熱式及熱回收式

吸附型空氣乾燥機比較台化公司工務部

一、前言

空氣乾燥機為空氣壓縮系統中不可缺少之設備，經空氣

壓縮機壓縮後之空氣含有大量的凝結水、油漬及粉塵，乾燥

機主要用途在於去除此類凝結水，淨化壓縮空氣以利後段製

程使用。本報告主要針對本公司最常用的加熱式吸附型空氣

乾燥機及近年來引進之節能熱回收式吸附型乾燥機之功能、

型式進行說明及經濟效益比較。

二、空氣乾燥機設置之目的

大氣中所含之水份是以氣體的狀態存在，空氣經過空壓

機壓縮後變成高壓、含水量高的氣體，當這些高壓氣體遇冷

後會凝結出液態水，此液態凝結水加上空壓機內漏出之潤滑

油及空氣中夾雜之塵埃形成之污穢液將導致機械、儀錶設備

內部及管線產生銹蝕、磨損、阻塞及破壞等現象，為使空壓

機後段之設備及管線免受此污穢液之危害，一般採用『空氣

乾燥機』將此污穢液吸收去除，使得空氣配送管路更加純淨、

設備操作更有效率並增加氣動儀錶之可靠度。

現階段本公司各廠 (含發電廠、化工廠 ⋯ 等 ) 使用中之空氣乾燥機主要應用於下列二種用途：

(1)儀用空氣或廠用空氣之乾燥(2)空輸 (粉體、粒體 ) 氣體之乾燥一般來說，這二種用途空氣含水率的使用條件要求 (壓力7kg/cm2G)詳見下表：

空氣種類 儀用空氣或廠用空氣 空輸氣體

壓力露點要求 /含水量 -40℃ /約 0.028 g/M3 -20℃ /約 0.345 g/M3

使用廠別 發電廠、化工廠粉、粒成品廠(如 ABS廠 )

三、加熱式及熱回收式吸附型空氣乾燥機原理說明

吸附型乾燥機主要工作原理是以與水份結合能力強之吸

附劑 - 如分子篩、活性氧化鋁、矽膠等強制吸收經空壓機壓縮後空氣中水份達到乾燥空氣之目的。為了讓乾燥機能連續的運

轉，吸附型乾燥機設計兩個吸附槽，一槽進行吸附 (Adsorbing)時另一槽進行再生 (Regeneration)，當吸附槽吸水飽和後即切換改由再生槽進行吸附，而充滿水份之吸附槽則進行再生流

程將吸附劑內水份排出，如此週而復始循環操作。依再生方

式之不同可分為「無熱式吸附型乾燥機」、「加熱式吸附型

乾燥機」及「熱回收式吸附型乾燥機」。以下對這三種吸附

型乾燥機，乾燥、再生設計原理說明如下：

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A. 無熱式吸附乾燥機無熱式吸附型乾燥機之再生係利用已經乾燥之部份

壓縮空氣 (約 15~20%)回流至再生槽，將水份吸收後排放至大氣，無須加裝額外之熱源及風源，可節省購置成

本；但每次再生須固定消耗 15~20%經壓縮後並乾燥之空氣，不符合經濟效益，公司內很少使用此型式之吸附

型乾燥機，故不在本文中討論。

▲附圖一 無熱式吸附型空氣乾燥機系統流程圖

▲附圖二 無熱式吸附型空氣乾燥機外形圖

 

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B. 加熱式吸附型乾燥機加熱式吸附型乾

燥機設計以大氣作為

風源，經加熱器加熱

後進入再生槽進行再

生，故須增加再生風

車及電熱器，提供再

生風源及熱源。加熱

式吸附型空氣乾燥機

系統流程圖如下所示。

乾燥程序：

1. 溼壓縮空氣經閥 K1進入桶槽 B1，藉由吸附槽內填充的吸附劑，吸附壓縮氣體的水分。

2. 被吸附完的乾燥壓縮空氣經由閥 R1至出口。當通過吸附槽後的乾燥空氣露點達到設定露點時，

表示吸附劑已將飽和，吸附槽就需進行再生，利用外界

大氣經加熱後，將吸附劑吸收之水份脫附而完成再生目

的。

再生程序：

1. 大氣經風車 F1送入加熱器 H1，將大氣加熱至設定溫度 (180℃ ~200℃ )。

2. 經加熱的大氣經閥 K6進入桶槽 B2，帶走吸附劑的水份，對吸附劑進行再生。

3. 再生後吸附水份的氣體經閥 K4及閥 K9排放至大氣。

▲附圖三 加熱式吸附型空氣乾燥機系統流程圖

 

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C. 熱回收式吸附型乾燥機熱回收式吸附型乾燥機與加熱式吸附型乾燥機最大

之不同在於『再生風源之來源』不同。熱回收式再生設

計分為兩個階段，第一階段再生，以空壓機最後段之壓

縮空氣 (未經過空壓機後段冷卻器 )作為再生氣體 (溫度約 100℃ ~120℃ )，第二階段再生，則是用已壓縮及乾燥的空氣加熱，整個再生過程主要使用空壓機之壓縮熱作

為熱源，同時不會排放浪費任何壓縮空氣。熱回收式吸

附型空氣乾燥機系統流程圖如下所示。

第一階段再生：

1. 未經過冷卻器的壓縮空氣經閥 K2、K10進入桶槽 B2，藉由空壓機的壓縮熱對吸附劑進行第一次再生。

2. 再生完的壓縮空氣經由閥 K8經過冷卻器降溫至約

▲附圖四 熱回收式吸附型空氣乾燥機第一次再生流程圖

 

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40℃ (冷凝下部份水份 )，經由閥 K5至桶槽 B1進行乾燥。

3. 乾燥完的壓縮空氣經由閥 K11至出口。

第二階段再生：

1. 利用風車 F1抽取已乾燥的壓縮空氣，送入加熱器H1，將空氣加熱至設定溫度 (150℃ )。

2. 經加熱的再生氣體經閥 K3、K10進入桶槽 B2，對吸附劑進行第二次再生。

3. 再生後的氣體經閥 K8，經過冷卻器降溫至約 40℃，經由閥 K5至桶槽 B1進行乾燥。

4. 乾燥完的壓縮空氣經由閥 K11至出口。

 

▲附圖五 熱回收式吸附型空氣乾燥機第二次再生流程圖

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四、吸附劑的種類與特性

目前市場上最常用的吸附劑有三種，矽膠、氧化鋁及分

子篩，三種吸附劑的特性如下表。吸附劑種類

項目矽膠 氧化鋁 分子篩

吸附表面積 (m2/g) 750 330 750

壓力露點 (7kg/cm2) -40℃ -40℃ -100℃

破碎強度 (N) 200 120 80

磨耗度 (wt%) 0.05以下 0.1以下 0.1以下

再生溫度 (℃ ) 120~150 170~200 200~250

再生能源消耗 (KJ/kg) 7,500 10,000 12,500

使用壽命 (年 ) 8~10 3~5 3~5

價格 (元 /KG) 200 150 220

1. 矽膠常用於熱回收式乾燥機，企業內最常用的離心式空壓機 (7kg/cm2G)，不經過後段冷卻器，出口溫度約100~120℃，接近矽膠最低再生溫度要求，可將壓縮熱作最大程度的利用。

2. 氧化鋁常用於加熱式乾燥機，雖然其再生溫度高於矽膠，但具有價格最低的優勢，是目前市場上使用最多

的吸附劑。

3. 分子篩有空氣相對溼度低 (30%↓ )時，吸水能力較佳的特性。當飽和空氣通過吸附劑後，水氣會逐漸被吸

附，相對溼度也會跟著降低，若系統要求達到更高的

壓力露點 (-70℃ )時，就會採分子篩 (置於後段 )與氧化鋁或矽膠搭配使用。

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五、加熱式及熱回收式吸附型空氣乾燥機優缺點比較

項次

加熱型 熱回收型

外形圖

優點

1.再生只有一階段，系統較為簡單，安裝所需空間較熱回收式小約10~20%。

2.配備中少了冷卻器，購置成本較熱回收式低約30~40%(在相同入口風量下 )。

1.利用空壓機壓縮熱作為主要熱源，第二階段再生用的風車及加熱器操作耗電量較加熱式低，可降低操作成本。

2.使用矽膠作為吸附劑，再生溫度較低，吸附劑使用壽命約 10年。

缺點

1.使用氧化鋁作為吸附劑，再生溫度較高，風車及加熱器操作耗電量較熱回收式高約 3~4倍。

2.使用外氣作為再生氣源，再生過程吸附劑容易受污染，吸附劑使用壽命約 3~5年。

1.因利用空壓機壓縮熱作為再生氣源，需從空壓機最後段出口配管 (未經過後段冷卻器 )，且再生過程分兩階段，整體安裝空間比加熱式增加10~20%，舊廠房現場空間可能受限制。

2.再生分二階段，系統較為複雜，購置成本較加熱式高約 30~40%(在相同入口風量下 )。

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六、加熱式及熱回收式吸附型空氣乾燥機之請購評核重點

五、性能驗收及保固年限要求：

三、廠商供應範圍確認： 一、製程條件確認：

1. 驗收項目：

1) 風量及露點2) 系統整體壓降3) 出口溫度 4) 電能消耗不得大於

廠商提報值5) 運轉週期

2. 保固年限：驗收後一年

3. 吸附劑壽命保固年限

4. 大陸用設備須提供大陸工檢證明

1. 確認機電儀設備及零配件 ( 節能裝 置、露點 計、 流 量 計、 現 場操作盤…等 ) 是否包含

2. 吸附槽及高溫管路須含保溫

3.Skid 內 之 配 管 配 線 屬廠商施工範 圍

4. 設備安裝及試車由廠商技師協助

5. 大陸案須包括大陸工檢人員赴製 造廠「境外檢查」費用 (Lump-sum)、規費及所有申請工檢證明之費用

1. 確認製程使用目的、用途 ( 請購加熱式或熱回收式設計 )

2. 確認含水量要求

3. 確認入口條件 ( 壓力、溫度 )

4. 大陸案確認是否要求大陸工檢

5. 確認是否有其他製程特殊要求

1. 報價廠商同型設備於企業內之使用實績

2. 廠商服務據點及售後服務能力

3. 海外案須特別考慮廠商是否於當地設有維修服務據點

1. 吸附槽材質、設計壓力及溫度

2. 吸附劑之種類及數量( 附計算書 )

3. 電 能 消 耗 量 ( 附 計 算書 )

4. 吸附、再生之運轉週期

5. 系統整體壓降

6. 大陸案之吸附槽、前後過濾器、冷凝器等壓力容器須由具有大陸資質證明之廠商製作並要求大陸工檢 ( 附合格證明 )

1. 確認廠商設計流程圖及 P&ID

2. 確認廠商報價風量及壓力露點

3. 確認系統整體壓降

4. 確認各單項設備 ( 過濾器、 吸 附 槽、 再 生 風車、 電 熱 器、 冷 凝 器等 ) 之 設 計 條 件 - 壓力、溫度及設計法規要求

5. 確認再生循環系統之切換設計

六、使用實績及售後服務：

四、規格及材質要求： 二、設計 / 操作條件確認：

吸附型空氣乾燥機

選購重點分析

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七、加熱式及熱回收式吸附型空氣乾燥機經濟效益比較

以企業常用的儀用空壓機為例，在相同空氣需求量

(3,000Nm3/hr、7kg/cm2G、-40℃ 壓力露點溫度 )下，採用熱回收式乾燥機，較加熱式乾燥機之購置費用高約 NT 1,223仟元；運轉費用方面，以一年運轉 8,000小時，電費平均 NT2.1/KWH元計算，熱回收式乾燥機較加熱式乾燥機每年電費低約NT 411仟元，另熱回收式採用矽膠作為吸附劑 (600KG/台，NT 200元 /KG)，加熱式則使用氧化鋁 (855KG/台，NT 150元/KG)，吸附劑每年平均更換費用，熱回收式低約 NT 28仟元，因此熱回收式乾燥機年運轉費用較加熱式乾燥機低 NT 439仟元 /年，約 2.78年可回收，比較分析如下：

項 次

型式 項目

熱回收式吸附型乾燥機

加熱式吸附型乾燥機 差異

1 乾燥機購置費用 4,424 仟元 3,201 仟元 +1,223 仟元①

2 平均消耗電能(KW/HR) 8 KW/HR( 台 ) 32.48 KW/HR( 台 ) -22.48KW/HR

3 一年運轉電費 134 仟元 545 仟元 -411 仟元②

4 吸附劑更換費用( 每年平均 ) 15 仟元 43 仟元 -28 仟元③

預估回收年限 [① ÷(② +③ )]：2.78 年

八、結論

熱回收式乾燥機是利用空壓機壓縮熱來達到節能目的，

若欲選用此型乾燥機，空壓機出口溫度就相當重要。企業內

儀用空氣壓縮機大部份採離心式，以上述例子，空壓機出口

溫度約為 109℃，採用熱回收式約需 2.78年可回收，若降低空壓機風量或出口壓力，出口溫度勢必跟著降低，此時回收

年限將增長。建議空壓機出口溫度若高於 100℃以上且出口風量達 3,000Nm3/hr以上，搭配熱回收式乾燥機，可符合節能要求，並達到較高的回收效益。

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