吸附式干燥機主要利用吸附劑對水分的吸附特性來降低壓縮空氣中的水分含量。常見的吸附劑有活性氧化鋁、硅膠和分子篩等。其中，分子篩因其高比表面積和強大的吸附能力，成為吸附式干燥機中常用的吸附劑。
其工作原理基于變壓吸附技術。由于空氣容納水汽的能力與壓力成反比，吸附式干燥機采用雙塔結構，通過“壓力變化”實現干燥效果。在吸附階段，壓縮空氣進入其中一個吸附塔，與吸附劑充分接觸，水蒸氣被吸附劑吸附，干燥后的壓縮空氣從塔頂排出。當吸附劑達到飽和狀態后，進入再生階段。此時，干燥后的一部分空氣（稱為再生氣）減壓膨脹至大氣壓，這種壓力變化使膨脹空氣變得更干燥。然后，干燥的再生氣流過已吸收足夠水汽的干燥塔（即需再生的干燥劑層），將吸附劑里的水分吸出并帶出干燥器，從而恢復吸附劑的吸附能力。兩塔循環工作，無需外部熱源，可連續向用戶用氣系統提供干燥的壓縮空氣。
根據吸附劑的再生方式，吸附式干燥機主要分為無熱再生吸附式干燥機和微熱再生吸附式干燥機。 無熱再生吸附式干燥機：采用雙塔結構，利用一部分自身干燥氣體并降壓至接近大氣壓力，作為再生氣對其進行再生。它以固定的切換時間進行雙塔切換，從而連續提供干燥氣體。其優點是結構簡單、維護方便，但缺點是耗氣量大、能源品位高，有效供氣量相對較小，而且有時露點不夠穩定。無熱再生吸附式干燥機一般可使出口空氣的露點達到-40℃左右。
微熱再生吸附式干燥機：在無熱再生的基礎上，對再生氣進行適當加熱，提高再生溫度，以減少再生氣耗量。該裝置再生耗量小，經濟性好。它綜合了變壓吸附和變溫吸附的優點，在常溫高蒸汽分壓下吸附（工作），在較高溫度、低蒸汽分壓下解析（再生）。其優點是工作周期比較長，供氣露點穩定，但缺點是耗能仍然偏大，既要耗費一定比例的壓縮空氣，也要耗費一定的電能。微熱再生吸附式干燥機通常能使出口空氣的露點達到-40℃以下，甚至更低。
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