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1、壓縮空氣知識(shí)匯編設(shè)備管理部2016年4月27日目錄壓縮空氣知識(shí)1.空氣性質(zhì)空氣與壓縮空氣?X1015噸,差不多占地球總質(zhì)量的百萬(wàn)分之一,大氣隨高度的增加而逐漸稀薄,50%的質(zhì)量集中在30km以下的范圍內(nèi)。高度100km以上的空氣質(zhì)量?jī)H是整個(gè)大氣圈質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。?地面的大氣是多種氣體的混合物,其中:氮78%、氧21%、氬%、二氧化碳%、氖%,此外還有其他惰性氣體、臭氧、水氣和塵埃等。?由于環(huán)境污染,目前空氣還含有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒氣體。?干空氣的分子量為,在0C、760mmHg柱時(shí)的密度為ma。?空氣經(jīng)過(guò)機(jī)械壓縮以后就成了壓縮空氣,用作生產(chǎn)壓縮空氣的設(shè)備通常稱(chēng)為空氣壓縮機(jī)。人

2、類(lèi)很早就懂得使用壓縮空氣,現(xiàn)在壓縮空氣已是人類(lèi)生產(chǎn)、生活中一種不可缺少的動(dòng)力。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,而且呈多樣化。?現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)對(duì)壓縮空氣的要求可分為以下幾個(gè)方面:?1)壓力、流量的要求:任何需要壓縮空氣的場(chǎng)合對(duì)壓縮空氣的壓力和流量都是有要求的。目前最普遍的壓力值在(g)左右。在一些特殊場(chǎng)合如玻璃行業(yè),對(duì)壓縮空氣的壓力要求可能為MPa(g)左右;在某些軍工企業(yè),對(duì)壓縮空氣壓力要求可能在幾十MPa。市場(chǎng)上有各種各樣的空氣壓縮機(jī)可以來(lái)滿足這些要求。?2)干燥度(即含水量或露點(diǎn)溫度)的要求:不同的工藝對(duì)壓縮空氣露點(diǎn)溫度要求也不同,如用作儀表方面的壓縮空氣壓力露點(diǎn)一般要求

3、在-40弋以下,而在半導(dǎo)體芯片廠對(duì)壓縮空氣的壓力露點(diǎn)可能要求在-70弋,但在多數(shù)場(chǎng)合,對(duì)壓縮空氣的露點(diǎn)溫度要求在0C以上就已足夠。壓縮空氣的露點(diǎn)要求通常由干燥機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。?3)清潔度的要求(相對(duì)比較復(fù)雜,包括:固體物、油霧、微生物、有害氣體等):由壓縮空氣過(guò)濾器來(lái)解決。壓力、流量與溫度?壓力、流量與溫度是壓縮空氣的三個(gè)基本指標(biāo)。?由于地球引力的作用,地球表面的大氣層對(duì)地球表面或表面物體所造成的壓力稱(chēng)為“大氣壓”。由于地球表面的海拔高度不同,所處不同高度的空氣密度不同,所以,處在不同高度上的物體受到的大氣壓力的大小也不同。所謂標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力是指在攝氏零度(0C)條件下,在緯度45度的海平面上,所受到

4、的大氣壓力(干燥空氣),經(jīng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力等于760mmHg(汞)/cm,即每平方厘米承受760mmHg的壓力,我們可以換算為kgf(千克力):?76cmxcm3=cm2二cm。?一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力相當(dāng)于每平方厘米承受,約1公斤壓力。?壓力的法定單位是帕斯卡(Pa):1Pa=1N/m2(牛頓/平方米)。?工程上常用的是兆帕(MPa):1MPa=106Pa。也有人習(xí)慣用kgf/cm2(千克力/平方厘米)作壓力單位,而且f經(jīng)常省略:1kgf/cm2二。?1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力=%?國(guó)外也有用巴(bar)和psi作為壓縮空氣壓力單位的,這些單位與MPa的關(guān)系如下:?1bar=1psi=?氣體在容器內(nèi)的壓力,

5、在實(shí)際應(yīng)用中有兩種不同的表示方法,一種是直接表示氣體施于器壁上的壓力大小的實(shí)際數(shù)值,叫做絕對(duì)壓力,用符號(hào)“P(a)”表示;另一種是用壓力表測(cè)量壓力值時(shí)的顯示值,叫做表壓力,用符號(hào)“P(g)”表示。當(dāng)絕對(duì)壓力高于當(dāng)?shù)卮髿鈮簳r(shí),壓力表所指示的數(shù)值為正值,這時(shí):?P(a)=B+P(g)(B當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ繅嚎s空氣的流量用Nm3/min或用Nms/h來(lái)表示,通常表示空氣在“空氣壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)”下的容積流量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3853對(duì)一般容積式空氣壓縮機(jī)的吸氣狀態(tài)規(guī)定為:空氣溫度t=20,絕對(duì)壓力P=相對(duì)濕度=0%(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))??諌簷C(jī)廠家對(duì)其產(chǎn)品宣傳資料中空壓機(jī)的排氣量是基于什么吸氣狀態(tài)下一般都沒(méi)有表明。?

6、為了與空壓機(jī)配套,壓縮空氣干燥機(jī)和過(guò)濾器等后處理設(shè)備的處理能力都是以空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量來(lái)標(biāo)注的,單位中的N就是表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),不過(guò)N常常被省略。?在國(guó)外,一些國(guó)家習(xí)慣用cfm(每分鐘立方英尺)表示壓縮空氣的流量,cfm與m3/min的換算關(guān)系是:1m3/min二?按照某空壓機(jī)制造商提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),一臺(tái)排氣壓力為的空壓機(jī),每馬力(空壓機(jī)之電動(dòng)機(jī)的功率,1馬力二千瓦)可生產(chǎn)的壓縮空氣,也就是生產(chǎn)1m3、的壓縮空氣需要的電能。?在壓縮空氣系統(tǒng)中存在壓力降,每的壓力降,需要損耗%的功率。?溫度反映了物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)狀況,溫度單位有“絕對(duì)溫度”、“攝氏溫度”和“華氏溫度”三種。?絕對(duì)溫度:以氣體分子停止運(yùn)

7、動(dòng)時(shí)的最低極限溫度為起點(diǎn)的溫度以T表示,單位為“開(kāi)(開(kāi)爾文)”,單位符號(hào)為K。?攝氏溫度:以冰的融點(diǎn)為起點(diǎn)的溫度,單位為攝氏度”,單位符號(hào)為。C。?華氏溫度:一些歐美的習(xí)慣用法,單位符號(hào)為F。?這三種溫度單位之間的換算關(guān)系:?T(K)二t(C)+?t(F)=(C)32體雜質(zhì)?現(xiàn)在我們周?chē)目諝庵泻写罅康膽腋∥?,我?guó)的環(huán)境質(zhì)量空氣標(biāo)準(zhǔn)把懸浮物作為衡量空氣質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)把當(dāng)量直徑100pm的所有懸浮物稱(chēng)為總懸浮物”把當(dāng)量直徑10pm的懸浮物稱(chēng)為可吸入顆粒物”?空氣中的懸浮物種類(lèi)多樣,但可按照粒子的大小來(lái)細(xì)分。在流動(dòng)的空氣中懸浮物不容易沉降,在靜止的空氣中能緩慢沉降。懸浮物的來(lái)源很多,

8、如:煙煤燃燒時(shí)排出的煙塵、汽車(chē)排出的尾氣、建筑工地、工廠等等都可產(chǎn)生懸浮物。?人的肉眼能看見(jiàn)的最小的物體為30-40pm,人的頭發(fā)直徑為100pm左右,而空氣中的絕大部分懸浮物人是看不到的。對(duì)空氣中的懸浮物我們?cè)谶^(guò)濾器中還有描述。水?與水有關(guān)的概念?自然界幾乎沒(méi)有絕對(duì)干燥的空氣。在霧天,空氣中的氣體水凝結(jié)成了水霧,并形成了氣溶膠。?由于空氣中水的存在,因此壓縮空氣中必然也有水。?衡量空氣含水量的單位有:水蒸氣分壓力、絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量、露點(diǎn)溫度等,下面我們作一一說(shuō)明:?濕空氣是水蒸氣與干空氣的混合物,在一定體積的濕空氣里水蒸氣所占的份量(以重量計(jì))通常比干空氣要少得多,但按“氣體定律”

9、它占有與干空氣相同的體積,也具有相同的溫度。濕空氣所具有的壓力是各組成氣體(即干空氣與濕空氣)分壓力的和。濕空氣中水蒸氣所具有的壓力,稱(chēng)為水蒸氣分壓,記作Pw(符號(hào)Pw中的w指水(water),Pws中的S扌旨飽和狀態(tài)(saturation),下同。),其值可反映濕空氣中水蒸氣含量,飽和空氣中水蒸氣分壓力叫飽和水蒸氣分壓j記作Pws。其他表示水在壓縮空氣中含量的參數(shù)都是由水蒸氣分壓計(jì)算而得的。?表示空氣干濕程度的物理量叫“濕度”。常用的濕度表示方法有“絕對(duì)濕度”、“相對(duì)濕度”和“含濕量”三種。?絕對(duì)濕度是指空氣中的水蒸氣質(zhì)量與體積的比率,通常用X表示,單位為kg/m3或g/m3。我們可用氣體狀

10、態(tài)方程計(jì)算:?兀_伽_Pa式中:mw水蒸氣質(zhì)量kg,V濕空氣體積m3,Pw水蒸氣壓力Pa,Rw水蒸氣氣體常數(shù)(kgK),T絕對(duì)溫度K?相對(duì)濕度是空氣的絕對(duì)濕度與相同壓力、溫度下的飽和絕對(duì)濕度之比值。通常用表示,單位為。?相對(duì)濕度值在0-100%之間。在一定壓力和溫度下值越小,空氣越干燥,吸水能力越強(qiáng)。值越大,空氣越潮濕;吸水能力越弱。我們?nèi)菀椎玫较鄬?duì)濕度為100%的空氣,不可能得到相對(duì)濕度為0%的空氣。?“含濕量”可分為“質(zhì)量含濕量”和“容積含濕量”兩種。1kg干空氣含有水蒸氣的重量叫做“質(zhì)量含濕量”,常用dm來(lái)表示,單位為g/kg(干空氣)或kg/kg(干空氣),我們可通過(guò)水蒸氣分壓計(jì)算而得

11、:?氐=0.622x爐;kg/kg(干干空氣)1m3干空氣中所含有的水蒸氣重量叫做“容積含濕量”,可用dv表示,單位為g/m3或kg/m3(干空氣)。dv=dm嚴(yán)kg/m3(干空氣)?表1-1標(biāo)準(zhǔn)工況空氣溫度20C空氣壓力1bar絕對(duì)壓力水蒸氣分壓0*1bar=因此按計(jì)算所得的質(zhì)量含濕量,再按乘上標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣密度:m3即得壓縮空氣的容積含濕量,單位為:kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)工況)。?第3章中列出了(a)壓力下不同溫度空氣中飽和含水量。一定壓力下,未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變(即保持絕對(duì)含水量不變)情況下降低溫度,使之達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度叫“露點(diǎn)溫度”。溫度降至露點(diǎn)溫度時(shí),濕空氣中便有凝結(jié)水滴析

12、出(稱(chēng)為“結(jié)露”),此時(shí)空氣的相對(duì)濕度為100%??諝鈮毫?個(gè)大氣壓時(shí)稱(chēng)為“大氣露點(diǎn)”(也稱(chēng)“常壓露點(diǎn)”“壓力露點(diǎn)”。濕空氣的露點(diǎn)溫度與濕空氣中水分含量的多少有關(guān)。因此壓力露點(diǎn)溫度是所有壓縮空氣干燥機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)。?我們周?chē)諝庵械乃趾颗c環(huán)境溫度和相對(duì)濕度有關(guān),環(huán)境溫度決定了飽和水蒸氣分壓的大小,相對(duì)濕度表明了空氣的飽和程度。每個(gè)地區(qū)一年四季空氣中的含水量不同地區(qū)也不一樣。具體參見(jiàn)表1-2。表1-2我國(guó)主要城市空氣濕度參數(shù)地名大氣壓力(kPa)室外溫度(C)夏季含量(g/kg干)冬季含水量(g/kg干)冬季夏李冬季夏李拉薩烏魯木齊西寧蘭州呼和浩特昆明銀川太原貴陽(yáng)哈爾濱西安長(zhǎng)春石家莊

13、沈陽(yáng)濟(jì)南北京重慶鄭州長(zhǎng)沙成都南寧壓縮空氣露點(diǎn)溫度用露點(diǎn)儀測(cè)量,測(cè)量壓縮空氣露點(diǎn)的儀器常用的有以下兩種:?1)鏡面露點(diǎn)儀,其原理是采用制冷方式冷卻被測(cè)氣體至一定溫度,其中的水蒸氣就可結(jié)露在鏡面上,采用光學(xué)等原理測(cè)量出結(jié)露時(shí)的溫度。該方法從原理上講只要有足夠的制冷措施,就能測(cè)量任意露點(diǎn)溫度。但是這種方法的問(wèn)題在于:a)對(duì)被測(cè)氣體要求很高,任何雜質(zhì)和污染都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差,b)由于采用制冷方式,工作原理相對(duì)復(fù)雜,而且每測(cè)量一次需要一定的時(shí)間。因此通常此類(lèi)露點(diǎn)儀不用在在線檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,而常在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)等使用。?2)電容/電阻露點(diǎn)儀。這類(lèi)露點(diǎn)儀具有體積小、攜帶方便、測(cè)量范圍大的優(yōu)點(diǎn),其傳感器通常是氧化鋁傳

14、感器,最低可測(cè)到-100C的露點(diǎn)溫度(如本公司的MD-10PP型露點(diǎn)儀的測(cè)量范圍是0-80C),這類(lèi)露點(diǎn)儀的缺點(diǎn)是一般只能測(cè)常壓露點(diǎn)溫度,露點(diǎn)傳感器會(huì)產(chǎn)生負(fù)偏移,因此需要每年送計(jì)量部門(mén)鑒定。?露點(diǎn)儀制造商比較有名氣的有:英國(guó)的MISHELL公司、SHAW公司、芬蘭Vaisala公司等。壓縮空氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)使用壓縮空氣時(shí)都有一整套設(shè)備、設(shè)施,我們把由生產(chǎn)、處理和儲(chǔ)存壓縮空氣的設(shè)備所組成的系統(tǒng)稱(chēng)為氣源系統(tǒng)。典型的氣源系統(tǒng)由下列幾部分組成:空氣壓縮機(jī)、后部冷卻器、緩沖罐、過(guò)濾器(包括油水分離器、預(yù)過(guò)濾器、除油過(guò)濾器、除臭過(guò)濾器、滅菌過(guò)濾器等等)、干燥機(jī)(冷凍式或吸附式)、穩(wěn)壓儲(chǔ)氣罐、自動(dòng)排水排

15、污器及輸氣管道、管路閥件、儀表等。上述設(shè)備根據(jù)工藝流程的不同需要,組成完整的氣源系統(tǒng)。?空壓機(jī)排出的壓縮空氣是不干凈的,除了含有水(包括水蒸氣、凝結(jié)水)和懸浮物外,還有油(包括油霧、油蒸氣)。這些污染物對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)行成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量是不利的,因此就需要進(jìn)行干燥凈化處理。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)所屬壓縮機(jī)、氣動(dòng)機(jī)械及工具委員會(huì)(TC118)在1986年提出了關(guān)于壓縮空氣干燥凈化設(shè)備和壓縮空氣品質(zhì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其中壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)把壓縮空氣中的污染物分為固體雜質(zhì)、水和油三種(我國(guó)等同采用了ISO8573即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13277-91一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)),具體如表1

16、-3。表1-3質(zhì)量等級(jí)固體顆粒最大直徑(pm)水壓力露點(diǎn)Cg油(包括蒸氣)mg/m31-7021-4035-20415+35540+7256+10除了上述標(biāo)準(zhǔn)外其他標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)如下:?ISO7183壓縮空氣干燥器規(guī)范與試驗(yàn)?ISO8573-1一般用壓縮空氣第一部分:污染物和質(zhì)量等級(jí)?ISO8573-2一般用壓縮空氣第二部分:懸浮油粒的測(cè)試方法?ISO8573-3一般用壓縮空氣第三部分:濕度測(cè)量?ISO8573-4一般用壓縮空氣第四部分:固體粒子的測(cè)量?ISO8573-5一般用壓縮空氣第五部分:油蒸汽的測(cè)量?ISO8573-6一般用壓縮空氣第六部分:氣體污染物的測(cè)量?ISO8573-7一般用壓縮空氣

17、第七部分:微生物的測(cè)量?ISO標(biāo)準(zhǔn)組織已著手對(duì)進(jìn)行修改,其主要變化表現(xiàn)在對(duì)固體顆粒的要求上。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)固體顆粒的數(shù)量進(jìn)行了規(guī)定,這一變化是結(jié)合了纖維過(guò)濾器的實(shí)際性能,而且比較容易檢測(cè)。具體內(nèi)容見(jiàn)。表1-4:2001QUALITYCLASSSOLIDPARTICLESmaximumnumberofparticlespeim3WATERPressureDewpointC(ppm.vol.)at7bargOIL(Includingvapour)mg/m3micronmicronmicron110010-702100,0001,00010-40(16)310,000500-20(128)41,000+3

18、(940)5520,000+7(1240)6+10(1500)2壓縮空氣干燥凈化技術(shù)與設(shè)備概述前言?在壓縮空氣的用途越來(lái)越廣泛的情況下,對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)要求也越來(lái)越高。為此ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)也制定了關(guān)于壓縮空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)一ISO8573,并在2001年進(jìn)行了修訂(具體內(nèi)容見(jiàn)IS08573-2001簡(jiǎn)介)。?壓縮空氣中的污染物比較廣泛,有固體顆粒、水分、油,也有微生物和有害氣體。為了使壓縮空氣的品質(zhì)達(dá)到不同的要求,人們開(kāi)發(fā)了多種專(zhuān)用設(shè)備,通常被分為干燥設(shè)備和凈化設(shè)備兩大類(lèi)。我們用干燥設(shè)備去除壓縮空氣中的水分,用過(guò)濾凈化設(shè)備去除壓縮空氣中的其他污染物。壓縮空氣的干燥、凈化原理簡(jiǎn)述?在本行業(yè),壓

19、縮空氣的干燥通常指去除空氣中水分的過(guò)程,而壓縮空氣的凈化常指去除壓縮空氣中除水以外的其他污染物。?壓縮空氣干燥的工作原理雖不盡相同,但是均以分離出壓縮空氣中的氣體水為目的。常用的干燥原理分為吸附和冷凍兩種。吸附干燥采用氣相或液相分子吸附在固體(即吸附劑)表面的方法來(lái)分離出壓縮空氣中的水分,而冷凍干燥通過(guò)制冷循環(huán)冷卻壓縮空氣以分離出氣體水。相應(yīng)地壓縮空氣干燥設(shè)備也分為吸附式干燥器和冷凍式干燥機(jī)兩種基本類(lèi)型。?壓縮空氣凈化的工作原理雖然隨其凈化機(jī)理的不同而不同,但基本以過(guò)濾的形式去除壓縮空氣中存在的游離狀態(tài)的灰塵、微粒、以及氣溶膠狀態(tài)的煙和霧。對(duì)于氣態(tài)狀的污染物,如有害氣體,常用化學(xué)過(guò)濾的方式凈化

20、。?壓縮空氣過(guò)濾器按過(guò)濾機(jī)理的不同可分為:?表面(surface)過(guò)濾器:如濾芯為過(guò)濾紙或過(guò)濾布的過(guò)濾器;因?yàn)闉V材的空隙直徑較大,此類(lèi)過(guò)濾器過(guò)濾效率不穩(wěn)定,可以再生。典型的有布袋除塵器。?深層(depth)過(guò)濾器:如纖維過(guò)濾器,過(guò)慮器效率高,不可再生。如domnickhunter公司的OIL-XPLUS的壓縮空氣過(guò)濾器。?壓縮空氣中常用的過(guò)濾器按過(guò)濾材質(zhì)的不同可分為:?纖維(fibre)過(guò)濾器?微孔(pore)過(guò)濾器:如膜過(guò)濾器,此類(lèi)過(guò)濾器通常為絕對(duì)過(guò)濾器,常用在過(guò)濾器微生物上。?粒子過(guò)濾器:如活性炭過(guò)濾器,其濾芯由活性炭顆粒組成。干燥凈化設(shè)備的分類(lèi)?由于壓縮空氣中不可避免地含有固體、液體、氣

21、體等雜質(zhì),而且各有其特性,無(wú)法用單純的某一種設(shè)備就能達(dá)到目的,因此壓縮空氣干燥凈化就成為一個(gè)系統(tǒng),一個(gè)完整的壓縮空氣干燥凈化系統(tǒng)包括:1)氣液分離器;2)過(guò)濾器;3)干燥設(shè)備等設(shè)施。?(1)氣液分離器?氣液分離器的作用是對(duì)壓縮空氣進(jìn)行預(yù)處理,把壓縮空氣中的凝結(jié)液盡可能100%地分離。氣液分離器常安裝在壓縮空氣系統(tǒng)的前部。?根據(jù)氣液分離的機(jī)理,常有旋風(fēng)分離器、百葉窗式分離器、渦旋式分離器等幾種。?(2)過(guò)濾器?過(guò)濾器在壓縮空氣干燥凈化系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用。采用不同的過(guò)濾器可去除壓縮空氣中的油(包括液體、氣體)、固體雜質(zhì)、微生物、有害氣體等污染物。?在壓縮空氣干燥凈化系統(tǒng)中,過(guò)濾器到處存在。?在工業(yè)

22、生產(chǎn)中,壓縮空氣系統(tǒng)使用的過(guò)濾器常按其用途分為:除油過(guò)濾器、除塵過(guò)濾器、除菌過(guò)濾器及專(zhuān)用過(guò)濾器等幾類(lèi)。?除油過(guò)濾器是應(yīng)用最廣泛的過(guò)濾器,其主要作用是去除壓縮空氣中的油霧(膠體)。如英國(guó)domnickhunter公司的OIL-X系列過(guò)濾器。這一類(lèi)過(guò)濾器也稱(chēng)凝聚式過(guò)濾器(Coalescingfilter),按其過(guò)濾精度(能有效攔截的最大顆粒直徑)可分為:?1)初/粗過(guò)濾器:過(guò)濾精度小于等于25pm;?)精過(guò)濾器:過(guò)濾精度小于等于1pm;殘余油含量為;?)高精過(guò)濾器:過(guò)濾精度小于等于pm,殘余油含量為;?4)超級(jí)過(guò)濾器:過(guò)濾精度小于等于pm,與活性炭過(guò)濾器串聯(lián)使用殘油含量o?需要指出的是此類(lèi)過(guò)濾器的

23、性能指標(biāo)中,殘余油份指液體油,不包括氣體油。?除塵過(guò)濾器,嚴(yán)格的說(shuō),除塵過(guò)濾器與除油過(guò)濾器是同一類(lèi)型,其區(qū)別在于除塵過(guò)濾器常用在吸附干燥器的出口處(具體參見(jiàn)有關(guān)資料)。?除菌過(guò)濾器,是一種衛(wèi)生級(jí)過(guò)濾器,主要去除壓縮空氣中的微生物,需要指出的是除菌過(guò)濾器前必須先經(jīng)過(guò)除油過(guò)濾器處理。?專(zhuān)用過(guò)濾器,最典型的專(zhuān)用過(guò)濾器是活性炭過(guò)濾器,可把壓縮空氣中的某些有害氣體和異味過(guò)濾掉,屬于化學(xué)過(guò)濾器。?(3)干燥設(shè)備?干燥設(shè)備是去除水分的設(shè)備,常用的有以下幾種:?1)吸附干燥設(shè)備?2)冷凍干燥設(shè)備?3)冷凍和吸附組合的干燥設(shè)備?4)其他干燥設(shè)備,如膜干燥、化學(xué)吸收干燥等。?前三種我們將在以后的章節(jié)中討論。膜干燥

24、設(shè)備的特點(diǎn)是消耗電能,由于膜原料的限制,目前無(wú)法制造出較大處理量的干燥器(最大的也就是1m3/min左右),另外膜干燥器的氣損較大,一般會(huì)在15%以上。壓縮空氣干燥凈化工藝選擇原則?壓縮空氣干燥凈化工藝因供氣氣源、用戶使用特點(diǎn)、干燥裝置的形式、凈化方法及其設(shè)備配置方式的不同而有較大的差異,其中干燥裝置、凈化單體的選用和設(shè)置、輸送管道的設(shè)計(jì),將直接影響到干燥凈化效果和壓縮空氣的供氣質(zhì)量。?因此,壓縮空氣干燥凈化工藝應(yīng)根據(jù)所使用的氣源參數(shù)壓力、溫度、濕度及雜質(zhì)的組成、含量等,需處理的空氣量以及用戶對(duì)壓縮空氣的要求允許的阻力損失、露點(diǎn)、過(guò)濾精度、殘余油分等,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后進(jìn)行確定,選用適宜的干

25、燥凈化工藝及其設(shè)備,以達(dá)到技術(shù)可靠,經(jīng)濟(jì)合理的目的。?空氣的吸附干燥屬固氣兩相傳質(zhì)過(guò)程,其過(guò)程由吸附和再生兩個(gè)階段組成,而其中吸附劑的再生是實(shí)現(xiàn)空氣干燥的一個(gè)很重要的方面,干燥設(shè)備所選用的吸附劑及其再生工藝方法及效果,直接影響所處理空氣的露點(diǎn)、裝置運(yùn)行的單位能耗和供氣持續(xù)性,所以結(jié)合所采用的壓縮空氣供給系統(tǒng),選用合理的干燥工藝,再生方法及其運(yùn)行參數(shù),是確定干燥裝置的首要條件。?壓縮空氣吸附干燥設(shè)備分為變溫吸附和變壓吸附兩類(lèi)。它們的特點(diǎn)如下:?變溫吸附裝置對(duì)空氣的處理量及壓力等參數(shù)適應(yīng)范圍寬,運(yùn)行周期長(zhǎng),操作簡(jiǎn)單。因變溫吸附裝置再生是利用加熱方式實(shí)現(xiàn),所以設(shè)備材質(zhì)、干燥塔密封及閥門(mén)應(yīng)具有相應(yīng)耐溫

26、能力和溫度變化的要求,再生后空氣一般放空。?變壓吸附裝置采用短周期運(yùn)行方式,與變溫吸附裝置相比,具有干燥劑用量少,吸附單體尺寸小,設(shè)備緊湊、簡(jiǎn)單、占地面積小的特點(diǎn)。由于壓力周期性變化,設(shè)備材質(zhì)、吸附劑性能應(yīng)滿足強(qiáng)度的要求。?關(guān)于吸附干燥裝置的詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)“吸附式壓縮空氣干燥器”。?空氣的冷凍干燥是利用被壓縮的濕空氣受冷媒(低溫水或制冷劑)間接冷卻,其中水汽冷凝并經(jīng)氣液分離器除去析出的冷凝水以達(dá)到空氣干燥的目的。為實(shí)現(xiàn)空氣過(guò)程的連續(xù)性及經(jīng)濟(jì)性,一般制冷劑蒸發(fā)溫度限制在oc以上,防止系統(tǒng)因冷凝水結(jié)冰引起堵塞而引起中止運(yùn)行,因此采用冷凍干燥工藝的壓縮空氣之干燥深度不宜太深,其壓力下的露點(diǎn)下限通??刂圃?/p>

27、+2C以上。?冷凍干燥工藝對(duì)待處理空氣的含濕量無(wú)限制,對(duì)處理高含濕量、大流量的壓縮空氣其優(yōu)越性較為顯著。?在待處理空氣含濕量高,且對(duì)處理后空氣的含濕量要求嚴(yán)格的場(chǎng)合,常采用冷凍干燥與吸附干燥組合的干燥系統(tǒng),前者為后者的前級(jí)處理,這樣相應(yīng)減輕吸附干燥的負(fù)荷及容量,并確保所需要的干燥深度,具有較好的效果。在這一類(lèi)設(shè)備中,本公司制造的RSC型組合式低露點(diǎn)壓縮空氣干燥機(jī)唯一通過(guò)省級(jí)鑒定的設(shè)備。?選擇壓縮空氣的干燥工藝,往往需要和顧客的實(shí)際情況結(jié)合,以下只是建議,供參考:?(1)對(duì)空氣壓力露點(diǎn)要求大于等于2C的系統(tǒng),通常采用冷凍干燥工藝,反之,則采用吸附干燥工藝;?(2)對(duì)空氣處理量大,且含濕量高的系統(tǒng)

28、,結(jié)合用戶要求,進(jìn)行能耗、設(shè)備一次費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定是采用冷凍干燥工藝,還是采用吸附干燥工藝或冷凍、吸附干燥組合工藝。?3)對(duì)無(wú)熱再生及有熱再生吸附干燥,選擇時(shí)應(yīng)考慮空氣系統(tǒng)供需平衡情況、氣源壓力、干燥前后的含濕量等參數(shù)及用戶的要求。?(4)無(wú)熱再生吸附干燥工藝運(yùn)行壓力不宜低于,當(dāng)壓力過(guò)低時(shí)會(huì)導(dǎo)致再生氣量增大,從而增加電耗和運(yùn)行費(fèi)用,不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)干燥空氣露點(diǎn)低于-60C時(shí),宜采用冷凍干燥與吸附干燥有機(jī)組合的工藝,以減少能量消耗且運(yùn)行管理方便。?(5)當(dāng)采用無(wú)熱再生吸附干燥工藝時(shí),待處理壓縮空氣進(jìn)入吸附塔前應(yīng)是無(wú)油和液體水的,因此,須在進(jìn)入吸附干燥裝置前采取有效的除油措施。?壓縮空氣含有多種

29、雜質(zhì),而主要雜質(zhì)是固體塵粒及油霧,呈氣溶膠狀態(tài),雜質(zhì)的含量和形式隨選用的壓縮機(jī)潤(rùn)滑方式及干燥工藝的不同而不盡相同,壓縮空氣凈化就是根據(jù)用戶要求去除這些雜質(zhì)。?對(duì)過(guò)濾精度要求高的凈化系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)具體要求設(shè)置多級(jí)過(guò)濾器,過(guò)濾精度逐級(jí)提高,以便在滿足用戶所需要的過(guò)濾效率和精度的同時(shí)保持并延長(zhǎng)精過(guò)濾器使用周期和壽命。為避免過(guò)濾元件本身產(chǎn)生的塵埃、內(nèi)外滲漏而引起系統(tǒng)的二次污染,應(yīng)選擇合適材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的過(guò)濾器,并按供氣系統(tǒng)及用戶的要求合理選用參數(shù),如過(guò)濾精度、阻損、工作壓力、工作溫度、過(guò)濾效率等,不恰當(dāng)?shù)剡x用過(guò)濾精度過(guò)高的過(guò)濾器,不僅增加投入費(fèi)用,而且運(yùn)行時(shí)增加系統(tǒng)氣流阻力,影響過(guò)濾器運(yùn)行周期和使用壽命。?

30、對(duì)于壓縮空氣要求潔凈無(wú)菌,防止微粒及易產(chǎn)生氣味的微生物進(jìn)入工藝系統(tǒng),必須設(shè)置可靠的干燥凈化設(shè)備,為嚴(yán)格清除可能發(fā)生的氣味及毒性,須增加活性炭吸附凈化過(guò)濾器,以滿足工藝要求,且過(guò)濾器濾芯所選用的材質(zhì)本身應(yīng)具有抑制細(xì)菌繁殖的特性,避免過(guò)濾元件在使用過(guò)程中成為系統(tǒng)的污染源。干燥凈化設(shè)備的布置?壓縮空氣干燥凈化設(shè)備的布置原則應(yīng)遵循壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,同時(shí)應(yīng)符合設(shè)備制造廠的使用說(shuō)明書(shū)的相關(guān)要求,設(shè)備布置的通用要求一般如下,供參考:?a)干燥凈化設(shè)備之間凈距一般不小于,設(shè)備與內(nèi)墻凈距不小于,如尚不能滿足設(shè)備零部件抽出、檢修所需操作距離時(shí),則凈距一般不小于被抽出零部件長(zhǎng)度附加

31、;?b)設(shè)備布置應(yīng)便于操作管理,當(dāng)雙排布置,兩排設(shè)備間的凈距一般為2m;?c)對(duì)集中的或處理量大的凈化設(shè)備原則上按上述要求布置,但對(duì)分散或小型凈化單體則按現(xiàn)場(chǎng)條件,以滿足操作維修的要求進(jìn)行設(shè)置為宜。?在壓縮空氣系統(tǒng)中干燥凈化設(shè)備布置的合理與否,是保證壓縮空氣品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。?根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)干燥、凈化壓縮空氣供給系統(tǒng)特點(diǎn)和實(shí)際情況,干燥、凈化設(shè)備的布置形式分述如下:?a)干燥設(shè)備?對(duì)于向數(shù)個(gè)車(chē)間供應(yīng)干燥空氣,且用戶耗氣量大,為運(yùn)行管理方便,宜采用空壓站內(nèi)集中設(shè)置。?對(duì)于使用壓縮空氣品質(zhì)既有一般的又有干燥凈化的要求,而其中干燥凈化的壓縮空氣僅為部分或個(gè)別設(shè)備使用,宜采用車(chē)間管道入口處集中布置,這

32、樣可以減少室外輸配管的投資。?對(duì)干燥空氣使用點(diǎn)不多或工藝設(shè)備用氣干燥度有特殊要求的場(chǎng)合,為確保工藝設(shè)備的運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量,宜采用分散設(shè)置,將干燥設(shè)備布置于工藝設(shè)備體附近。?干燥凈化設(shè)備的二級(jí)設(shè)置。其方式屬集中及分散設(shè)置的綜合形式,主要用于對(duì)壓縮空氣干燥度參數(shù)有兩種或兩種以上的用戶。?b)凈化設(shè)備??jī)艋^(guò)濾的設(shè)置和布置要求如下:?當(dāng)儀表、測(cè)量、控制系統(tǒng)使用有凈化要求的壓縮空氣時(shí),應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器,過(guò)濾精度一般小于等于1pm。?在吸附型干燥器之后設(shè)過(guò)濾器。?對(duì)系統(tǒng)有分級(jí)過(guò)濾要求的場(chǎng)合,應(yīng)設(shè)置多級(jí)過(guò)濾器。?用于工藝設(shè)備保護(hù)及產(chǎn)品對(duì)空氣雜質(zhì)有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合,應(yīng)在工藝設(shè)備使用點(diǎn)處設(shè)置相應(yīng)過(guò)濾精度的終端過(guò)濾器。

33、??jī)艋^(guò)濾設(shè)備布置也分為集中、使用車(chē)間、分散、及多級(jí)串聯(lián)等四種形式。過(guò)濾凈化壓縮空氣中油的來(lái)源?在第1章中我們已經(jīng)知道壓縮空氣的污染物有三類(lèi),即水、油和塵,這三種污染物的來(lái)源是不同的:?水分:是自然界空氣所固有的;?油份:絕大部分是來(lái)自空壓機(jī)(在空氣污染嚴(yán)重的地區(qū)的空氣中也會(huì)含有微量油污);?固體顆粒:部分來(lái)自空氣,部分來(lái)自壓縮空氣系統(tǒng)內(nèi)部。?壓縮空氣干燥設(shè)備(如冷干機(jī)、吸干機(jī)等)可去除壓縮空氣中的水份,而其中的油份和固體顆??捎蓧嚎s空氣過(guò)濾器去除。?在壓縮空氣中的油污呈弱酸性,因此它非但不能起到對(duì)用氣設(shè)備的潤(rùn)滑作用,反而會(huì)起腐蝕作用,一定時(shí)期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致用氣設(shè)備的故障。?在一些要求嚴(yán)格的地方,比

34、如氣動(dòng)控制系統(tǒng)中,一滴油能改變氣孔的狀況,使原本正常自動(dòng)運(yùn)行的生產(chǎn)線癱瘓。有時(shí),油還會(huì)將氣動(dòng)閥門(mén)的密封圈和主體脹大,造成操作遲緩,嚴(yán)重的甚至堵塞。在由空氣完成的工序中,如吹形件,油還會(huì)造成產(chǎn)品外形缺陷或外表污染。圖2-1噴油螺桿壓縮機(jī)工作流程壓縮空氣是由壓縮機(jī)生產(chǎn)的,大部分空壓機(jī)是采用潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻其運(yùn)動(dòng)部件(如螺桿、活塞等)的。在空壓機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑油與高溫的壓縮空氣直接接觸。?壓縮空氣中的油污以“油滴”、“油霧(氣溶膠)”和“油蒸氣”三種形式存在。?圖2-1所示為有油螺桿壓縮機(jī)的工作流程:?空氣被吸進(jìn)空壓機(jī)時(shí),首先經(jīng)過(guò)吸氣過(guò)濾器(1),接著進(jìn)入壓縮腔(2)被壓縮,達(dá)到一定壓力的壓縮空氣進(jìn)入油氣

35、分離器(5),(此時(shí),壓縮空氣的溫度為100C左右)壓縮空氣中的潤(rùn)滑油被回收利用,分離后的壓縮空氣進(jìn)入后部冷卻器(3)被冷卻水或風(fēng)冷卻至40C左右,凝結(jié)液通過(guò)自動(dòng)排水器(6)排出。?在壓縮空氣的同時(shí),潤(rùn)滑油被噴注入壓縮腔以潤(rùn)滑和冷卻螺桿,這些潤(rùn)滑油與壓縮空氣一起進(jìn)入油氣分離器,被分離的潤(rùn)滑油排入油冷卻器(7),被冷卻后再次被注入壓縮腔內(nèi),循環(huán)使用。?雖然所有有油空壓機(jī)內(nèi)都有“油氣分離器”,但進(jìn)入“油氣分離器”的壓縮空氣溫度較高,即油蒸氣分壓力也較高,而油蒸氣是無(wú)法在“油氣分離器”內(nèi)被分離的;壓縮空氣經(jīng)后部冷卻器冷卻后,壓縮空氣中油蒸氣分壓降低,部分油蒸氣凝結(jié)為油霧。因此,有油螺桿壓縮機(jī)所排出壓

36、縮空氣中的含有一定的油份。我們可以從空壓機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)需要補(bǔ)充潤(rùn)滑油側(cè)面證實(shí)這一點(diǎn)。?壓縮空氣中的油污含量并不高,所以一般采用mg/ms來(lái)表示(即每立方米壓縮空氣中含有的油污量),也有用ppmw(重量比)和ppmv(體積比)表示。?壓縮空氣中的油份除了來(lái)自于空壓機(jī)外,有很少的部分來(lái)自于周?chē)h(huán)境的空氣中,由于空氣污染的原因,空氣中約含有到的油份,嚴(yán)格地講無(wú)油空壓機(jī)排出的壓縮空氣中是含油的。壓縮空氣中的固體顆粒來(lái)源?壓縮空氣中固體顆粒的來(lái)源也有兩個(gè)方面:?周?chē)諝??我們周?chē)目諝庵泻写罅康膽腋☆w粒物。根據(jù)GB3095-1996環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工業(yè)區(qū)內(nèi)環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物(或00pm)的年

37、平均濃度不超過(guò)ma(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。按照業(yè)內(nèi)通行的說(shuō)法,這些懸浮顆粒物中有80%左右其當(dāng)量直徑小于2pm。一般來(lái)說(shuō),空壓機(jī)的進(jìn)氣濾清器的過(guò)濾器精度也在2pm(2pm的過(guò)濾精度對(duì)保護(hù)其運(yùn)動(dòng)部件已經(jīng)足夠,而且過(guò)濾精度太高可能會(huì)產(chǎn)生壓降而導(dǎo)致負(fù)壓),因此估計(jì)有ma的懸浮顆粒物進(jìn)入了壓縮空氣系統(tǒng)。?系統(tǒng)內(nèi)部?在多數(shù)場(chǎng)合,壓縮空氣系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的固體顆粒才是致命的。我國(guó)多數(shù)空壓站采用普通碳鋼管作為壓縮空氣的運(yùn)輸管。這些管道閥門(mén)可能產(chǎn)生:鐵銹/銹泥、積碳、焊渣等比空氣中的懸浮顆粒物大得多的雜質(zhì)。在一些要求高的場(chǎng)合如醫(yī)藥、電子等工廠空壓站的壓縮空氣系統(tǒng)采用了不銹鋼材料或紫銅材料,此時(shí)壓縮空氣中的固體常來(lái)自大氣和干燥

38、系統(tǒng)(如吸附式干燥機(jī)的吸附劑粉塵等)。壓縮空氣過(guò)濾器的分類(lèi)?壓縮空氣過(guò)濾器按過(guò)濾材質(zhì)的不同可分為:?纖維(fibre)過(guò)濾器?微孔(pore)過(guò)濾器:如膜過(guò)濾器,此類(lèi)過(guò)濾器通常為絕對(duì)過(guò)濾器,常用在過(guò)濾微生物上。?粒子過(guò)濾器:如活性炭過(guò)濾器,其濾芯由活性炭顆粒組成。?壓縮空氣過(guò)濾器按過(guò)濾機(jī)理的不同可分為:?表面(surface)過(guò)濾器:如濾芯為過(guò)濾紙或過(guò)濾布的過(guò)濾器,此類(lèi)過(guò)濾器過(guò)濾效率不穩(wěn)定,因?yàn)闉V材的空隙直徑較大,典型的有布代除塵器??梢栽偕?。?深層(depth)過(guò)濾器:如纖維過(guò)濾器,過(guò)濾器效率高,不可再生。如domnickhunter公司的OIL-XPLUS的壓縮空氣過(guò)濾器。?壓縮空氣凈化處

39、理中常用的過(guò)濾器?目前,工業(yè)上常用的壓縮空氣過(guò)濾器有:?纖維過(guò)濾器:如domnickhunter公司的OIL-XPLUS;?活性炭過(guò)濾器;?膜過(guò)濾器:如domnickhunter公司的BIO-X。我們以英國(guó)domnickhunter公司的OIL-XPLUS壓縮空氣過(guò)濾器濾芯為樣本,該過(guò)濾器的濾芯由過(guò)濾層、上下端蓋和“O”密封圈三部分組成,其中過(guò)濾層由六層組成,外形如圖2-2所示。圖2-2纖維過(guò)濾器濾芯(圖2-2纖維過(guò)濾器濾芯(1)a)第一層(紅色):具有PVC涂層的海綿,抗腐蝕能力強(qiáng)。過(guò)濾時(shí)能形成潮濕帶,主要作用是使過(guò)濾下來(lái)的凝結(jié)液順利排至過(guò)濾器底部。?b)第二層和第六層:為不銹鋼網(wǎng),在保證足

40、夠流通面積的前提下,使濾芯能承受較大的壓力降。?c)第三層和第五層:無(wú)紡布,固定濾材不相對(duì)滑動(dòng),具有攔截粗顆粒的作用。?d)第四層:濾材,domnickhunter公司的OIL-XPLUS濾芯由硼硅酸纖維制成,具有“空隙率”大、“疏水性”強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定等的特點(diǎn)。?濾芯的上端蓋上有O型密封圈,當(dāng)濾芯與殼體連接時(shí)可實(shí)現(xiàn)很好的密封。上下端蓋用環(huán)氧樹(shù)脂與過(guò)濾層結(jié)合在一起,保證無(wú)側(cè)漏。下端蓋上有內(nèi)螺孔,可與殼體的螺桿緊密連接。?纖維過(guò)濾器是應(yīng)用最廣泛的壓縮空氣過(guò)濾器之一,圖2-3為domnickhunter公司的OIL-XPLUS螺紋連接過(guò)濾器(它由殼體、濾芯、排水器、壓差計(jì)等組成),圖2-4為domni

41、ckhunter公司的OIL-XPLUS過(guò)濾器濾芯解剖圖。圖2-3OIL-XPLUS過(guò)濾器圖2-3OIL-XPLUS過(guò)濾器這類(lèi)過(guò)濾器過(guò)濾時(shí),壓縮空氣先進(jìn)入濾芯中間向四周擴(kuò)散,經(jīng)過(guò)濾芯過(guò)濾后進(jìn)入濾芯與殼體的間隙,再通過(guò)過(guò)濾器出口排出下游。壓縮空氣中的固體懸浮物被濾芯(纖維)捕捉后留在內(nèi)部、液體(如凝結(jié)水、油霧等)被濾芯(纖維)捕捉后由于其重力的作用流至濾芯底部,通過(guò)海綿的“潮濕帶”(在“潮濕帶”處由于壓力降較大沒(méi)有空氣流過(guò),故稱(chēng)為“安靜區(qū)”,流至過(guò)濾器殼體底部,由自動(dòng)排水器排至外界。圖2-4OIL-XPLUS動(dòng)排水器排至外界。圖2-4OIL-XPLUS濾芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)在這一類(lèi)過(guò)濾器中,由于干凈的壓縮

42、空氣與過(guò)濾下來(lái)的凝結(jié)液在同一側(cè),因此過(guò)濾器內(nèi)下部安靜區(qū)的存在可防止凝結(jié)液再次被壓縮空氣帶走,這就是濾芯外層采用海綿的主要原因。?纖維過(guò)濾器的過(guò)濾器機(jī)理比較復(fù)雜。隨著壓縮空氣流速的不同、微粒子的大小的變化,其過(guò)濾機(jī)理也會(huì)變化,一般認(rèn)為空氣過(guò)濾器中過(guò)濾的多種作用同時(shí)存在:?擴(kuò)散沉積?由于布朗運(yùn)動(dòng),各細(xì)微粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與壓縮空氣的流向不一致。隨著粒子尺寸的減小,布朗運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度增大,細(xì)微顆粒與纖維碰撞的幾率也越大,擴(kuò)散沉積作用越強(qiáng)。?直接攔截?這個(gè)機(jī)理與微粒的尺寸有關(guān)。當(dāng)纖維之間的間隙小于微粒的直徑時(shí),該微粒就被攔截。?慣性沉積?當(dāng)壓縮空氣通過(guò)纖維時(shí)流線會(huì)發(fā)生彎曲。由于慣性的作用,壓縮空氣中的微粒不跟

43、隨彎曲的流線而被拋到纖維上并沉積在那里。顯然這種慣性作用將隨微粒尺寸的增大和壓縮空氣流速的增加而加強(qiáng)。?重力沉積?各種微粒由于重力的作用都有一定的沉降速度。因此微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡與壓縮空氣的流線相偏離,這種偏離作用能使微粒碰到纖維。?靜電沉積?微粒和纖維都有可能帶電荷,所以,由于電荷之間的作用力或誘導(dǎo)力,微粒能沉積在纖維上。?范德華沉積?當(dāng)微粒與纖維之間的距離很小時(shí),范德華分子間力可以引起微粒沉積。?由于上述幾種過(guò)濾機(jī)理的同時(shí)作用,可以使得纖維過(guò)濾器的過(guò)濾效率達(dá)到99%以上。纖維過(guò)濾器的工作特點(diǎn)?纖維過(guò)濾器(凝聚式過(guò)濾器)的工作特點(diǎn)可以體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:?(1)過(guò)濾器的壓降會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加

44、。過(guò)濾器的壓降包括以下幾個(gè)部分:?a)過(guò)濾器殼體產(chǎn)生的壓降;?b)濾芯固有的壓降:我們已經(jīng)知道,過(guò)濾器濾芯由硼硅酸纖維、不銹鋼襯套等組成,這些部件會(huì)產(chǎn)生壓力降。?我們通常把a(bǔ))、b)兩部分壓降稱(chēng)為過(guò)濾器的干壓降。?c)壓縮空氣中凝結(jié)液產(chǎn)生的壓力降:過(guò)濾器投入運(yùn)行后,濾芯過(guò)濾下來(lái)的油水會(huì)在外層海綿形成一個(gè)潮濕帶(即安靜區(qū))以便排油水之用(凝結(jié)水和油霧是不會(huì)堵塞濾芯的)。潮濕帶處沒(méi)有壓縮空氣通過(guò),相應(yīng)減少了壓縮空氣的流通面積,故而會(huì)增加壓力降。通常c)這部分壓降被稱(chēng)為過(guò)濾器的濕壓降。d)固體顆粒沉積在纖維上產(chǎn)生的壓力降:壓縮空氣中被過(guò)濾下來(lái)的固體顆粒沉積在纖維的空隙處(如圖2-5),壓縮空氣的流通

45、面積會(huì)越來(lái)越小,壓降越來(lái)越大。圖2-5越大。圖2-5壓降為時(shí)電子顯彳微鏡照片2)壓縮空氣過(guò)濾器的過(guò)濾效率與空氣溫度的關(guān)系?對(duì)纖維過(guò)濾器而言,其過(guò)濾效率與空氣溫度關(guān)系不大,因?yàn)槔w維過(guò)濾器過(guò)濾壓縮空氣中的微粒。由于纖維過(guò)濾器內(nèi)有不耐高溫的部件,如海綿、排水器內(nèi)膽等,因此壓縮空氣的溫度不能超過(guò)66弋。?對(duì)活性炭過(guò)濾器而言,由于其主要作用是吸附壓縮空氣中的異味(包括油蒸氣和其他化學(xué)氣體),而壓縮空氣中油蒸氣的含量與溫度有較大關(guān)系(與水蒸氣相似),因此壓縮空氣的溫度影響著過(guò)濾器效率。如:當(dāng)溫度為30弋時(shí)流經(jīng)過(guò)濾器的油蒸氣含量為20弋時(shí)的5倍;當(dāng)溫度上升為40弋時(shí),流經(jīng)過(guò)濾器的油蒸氣含量為20弋時(shí)10倍。

46、所以活性炭過(guò)濾器一般要安裝在壓縮空氣系統(tǒng)的溫度最低點(diǎn)。?3)纖維過(guò)濾器不能降低壓縮空氣的露點(diǎn)溫度?纖維過(guò)濾器只能除去固體和液體的微粒(滴),而水蒸氣和油蒸氣可以毫無(wú)阻擋地通過(guò)過(guò)濾材料的空隙。所以,纖維過(guò)濾器(包括膜過(guò)濾器等)無(wú)法濾除壓縮空氣中的水蒸氣,這樣降低露點(diǎn)也就無(wú)從談起。要從根本上去除水蒸氣,降低壓縮空氣露點(diǎn)溫度還需要選用合適的干燥機(jī)。Eldh公司OIL-XPLUS過(guò)濾器的特點(diǎn)及規(guī)格?El濾芯是壓縮空氣過(guò)濾器中的關(guān)鍵部件,濾芯的質(zhì)量好壞、科技含量的高低直接影響其過(guò)濾效率。濾芯應(yīng)具備以下性能:?a)整體設(shè)計(jì):防止過(guò)濾器內(nèi)部的泄漏是過(guò)濾器制造的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。OIL-XPLUS濾芯用環(huán)氧樹(shù)脂把

47、耐腐蝕的上下端蓋與過(guò)濾層粘在一起。防止空氣泄漏,同時(shí),上下端蓋采用防腐材料制成。下端蓋內(nèi)有固定螺孔,可以簡(jiǎn)單、可靠地與過(guò)濾器殼體連接在一起。b)濾材疏水性好:OIL-XPLUS濾芯的濾材采用了經(jīng)過(guò)特殊處理的硼硅酸玻璃微纖維制成,其防油、水性能高于一般的玻璃纖維(見(jiàn)圖2-7),同樣尺寸濾芯的容塵空間大和壓力降都小。?c)空隙率大:濾芯的空隙率是衡量濾芯壽命長(zhǎng)短、壓力降大小的指標(biāo)之一。OIL-XPLUS濾芯的空隙率在96%以上。?d)纖維直徑要小、表面光滑:如果纖維直徑較粗,就不可能產(chǎn)生很小的間隙,那樣對(duì)微細(xì)顆粒就起不到有效的攔截作用;纖維表面如果不光滑,過(guò)濾下來(lái)的凝結(jié)液就無(wú)法快速地下流,而導(dǎo)致壓

48、力降上升。OIL-XPLUS濾芯纖維的當(dāng)量直徑在pm左右。圖2-6濾芯(2)圖2-7疏水性試驗(yàn)圖2-8過(guò)濾層電子顯微鏡照片e)耐高壓差沖擊:濾芯在使用過(guò)程中,其產(chǎn)生的壓力降是逐漸上升的。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入過(guò)濾器的瞬間會(huì)在濾芯兩側(cè)產(chǎn)生較大的壓差,因此要求濾芯的強(qiáng)度足夠。OIL-XPLUS濾芯采用高性能不銹鋼內(nèi)外襯套,把纖維緊緊地固定在一起,并可承受壓縮空氣的沖擊。內(nèi)層不銹鋼襯套還可以起到過(guò)濾大顆粒的作用。?f)防腐能力強(qiáng)的外層海綿:濾材過(guò)濾下來(lái)的油和水需要靠外層海綿排出。由于空壓機(jī)潤(rùn)滑油的種類(lèi)有多種(如合成潤(rùn)滑油、礦物油等),要求外層海綿的防腐能力也加強(qiáng),采用一般的海綿在潤(rùn)滑油等腐蝕下會(huì)老化、變硬,

49、從而影響排污能力,壓力降也會(huì)上升。OIL-XPLUS濾芯采用了具有PVC涂層的聚亞胺酯海綿,可以保證長(zhǎng)時(shí)間在油水浸泡中不硬化、老化。?OIL-XPLUS過(guò)濾器的殼體有兩種形式,即:螺紋式和法蘭式。domnickhunter公司在過(guò)濾器殼體的設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)了“以人為本”的理念:?設(shè)有安全嘯孔和泄壓閥;?清晰、準(zhǔn)確的壓差顯示;包括DPI(differentialpressureindicator)和DPG(differentialpressuregauge)。(DPI和DPG的使用與過(guò)濾器的連接口徑有關(guān),具體請(qǐng)參照樣本)?過(guò)濾器裝有自動(dòng)排水器和視窗(以供檢查自動(dòng)排水器的運(yùn)行情況)圖2-9法蘭式過(guò)濾

50、器圖2-10壓差計(jì)簡(jiǎn)單的維護(hù)和輕松的濾芯更換。螺紋連接過(guò)濾器外殼設(shè)有“肋”(參見(jiàn)實(shí)物),它的存在既可加強(qiáng)殼體的強(qiáng)度,又便于拆裝方便;法蘭式過(guò)濾器(圖2-9)的結(jié)構(gòu)與其他廠家不同,更換濾芯時(shí)只需要一個(gè)人即可。?壓縮空氣過(guò)濾器的工作環(huán)境是比較惡劣的,其內(nèi)部受到高壓下的油、水腐蝕,因此過(guò)濾器外殼需要具有極強(qiáng)的防腐性能。?OIL-XPLUS過(guò)濾器中的螺紋連接型殼體(鋁合金)經(jīng)過(guò)了三道防腐工序處理:?a)陽(yáng)極“ALOCROM”處理;?b)環(huán)氧樹(shù)脂干粉噴涂;?c)烤漆處理。?經(jīng)過(guò)嚴(yán)密防腐處理的殼體能承受壓縮空氣中油水的腐蝕,可保證十年的使用壽命。法蘭式過(guò)濾器外殼采用了b)、c)防腐處理。?過(guò)濾器的等級(jí)一般

51、按過(guò)濾精度劃分,過(guò)濾精度表示過(guò)濾器能過(guò)濾掉的最小微粒尺寸。不同的廠家對(duì)過(guò)濾器等級(jí)的劃分并不相同,一般分為預(yù)過(guò)濾(初過(guò)濾)過(guò)濾器、精過(guò)濾(主管路過(guò)濾器)和活性碳過(guò)濾。英國(guó)domnickhunter公司把應(yīng)用于工業(yè)的壓縮空氣過(guò)濾器等級(jí)劃分為:PF級(jí)、AO/AR級(jí)、AA/AAR級(jí)、AX級(jí)、AC/ACS級(jí)。(關(guān)于各等級(jí)的“過(guò)濾精度”、“殘余油份”、“壓力降”等參數(shù)見(jiàn)dh公司樣本。?應(yīng)該指出的是:對(duì)于纖維過(guò)濾器(包括PF、AO、AA、AX級(jí)過(guò)濾器)的殘余油份指壓縮空氣中的液體油含量,而活性炭過(guò)濾器(AC/ACS級(jí))的殘余油份還包括了油蒸氣,這就是AX級(jí)過(guò)濾器的殘余油份(僅指oilaerosol)為m3而

52、AC/ACS的殘余油份為m3的原因。過(guò)濾器的應(yīng)用?過(guò)濾器的適用場(chǎng)合僅是建議性的,不同的客戶盡管有相同的用氣設(shè)備,對(duì)壓縮空氣的要求也有可能不同。dh公司的樣本中有不同過(guò)濾器的使用場(chǎng)合建議。?一般人可能只根據(jù)所需要的空氣質(zhì)量選擇相應(yīng)處理精度的過(guò)濾器,而不考慮過(guò)濾器的配套使用。這是不對(duì)的,因?yàn)樗枰目諝赓|(zhì)量雖然由所選的單支過(guò)濾器的處理精度決定,但沒(méi)有前置低一級(jí)過(guò)濾器的預(yù)處理保護(hù),高精密濾芯很快就會(huì)因負(fù)載過(guò)大而堵塞,加快了濾芯的更換頻率,從而會(huì)變相地增加生產(chǎn)成本。如采用AA級(jí)過(guò)濾器應(yīng)在其前面安裝AO級(jí)過(guò)濾器;選用了ACS級(jí)過(guò)濾器應(yīng)在其前面安裝AO級(jí)和AA級(jí)過(guò)濾器。?前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),纖維過(guò)濾器的濾芯不能

53、再生,因此其濾芯需要更換,濾芯的更換周期由壓力降決定,一般來(lái)說(shuō)過(guò)濾器壓差計(jì)指針指向紅色區(qū)域(壓力降超過(guò)了cm2)即可更換。需要指出的是雖然濾芯的壓力降上升,但它的過(guò)濾效率并沒(méi)有下降。?對(duì)活性碳濾芯而言,當(dāng)在下游測(cè)到氣味時(shí)應(yīng)更換。?過(guò)濾器的安裝參看本公司的過(guò)濾器使用說(shuō)明書(shū)。?5過(guò)濾器的配件?OIL-XPLUS過(guò)濾器的配件包括:自動(dòng)排水器(有內(nèi)置和外置之分,請(qǐng)對(duì)照實(shí)物分清楚其區(qū)別及各用在哪種過(guò)濾器上)、壓差表/壓差計(jì)、液位指示器等。冷凍干燥冷干機(jī)概述(分類(lèi)及技術(shù)參數(shù))?經(jīng)過(guò)空氣壓縮機(jī)壓縮、后部冷卻器冷卻、氣水分離器分離、緩沖罐穩(wěn)壓后的壓縮空氣一般都處于飽和狀態(tài),其相對(duì)濕度為100%,而且含有油、固

54、體顆粒等雜質(zhì),這種壓縮空氣是不能直接使用的,需要進(jìn)行干燥凈化處理。?工業(yè)上曾有三種方法用于壓縮空氣的干燥處理,它們是:?1)利用吸附劑對(duì)壓縮空氣中的水蒸氣具有選擇性吸附的特性進(jìn)行脫水干燥如吸附式壓縮空氣干燥機(jī)。?2)利用某些化學(xué)物質(zhì)的潮解特性進(jìn)行脫水干燥。如潮解式壓縮空氣干燥機(jī)。?3)利用壓縮空氣中水蒸氣分壓由壓縮空氣溫度的高低決定的特性進(jìn)行降溫脫水干燥。如冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)。?在上述三種壓縮空氣干燥設(shè)備中,潮解式壓縮空氣干燥機(jī)已基本淘汰;而冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“冷干機(jī)”)和吸附式壓縮空氣干燥機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“吸干機(jī)”)正在被廣泛應(yīng)用。?冷凍干燥機(jī)與吸附式干燥機(jī)相比具有下列特點(diǎn):?1)

55、沒(méi)有壓縮空氣消耗大部分用戶對(duì)壓縮空氣露點(diǎn)要求并不是很高,如使用冷干機(jī)可比使用吸干機(jī)來(lái)得節(jié)省能源;?2)無(wú)閥件磨損吸干機(jī)有切換閥的問(wèn)題,雖然冷干機(jī)中也有閥件,但是基本無(wú)磨損問(wèn)題;?3)不需要定期添加、更換吸附劑;?4)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低;吸干機(jī)有吸附塔卸壓的噪聲,在空壓房里,一般聽(tīng)不到冷干機(jī)的運(yùn)行噪聲;?5)日常維護(hù)較簡(jiǎn)單,只要按時(shí)清洗自動(dòng)排水器濾網(wǎng)即可;?6)對(duì)氣源的前置預(yù)處理要求不高,一般的油水分離器即可滿足冷干機(jī)對(duì)進(jìn)氣質(zhì)量的要求;?與吸附干燥機(jī)相比,經(jīng)冷干機(jī)處理后的壓縮空氣“壓力露點(diǎn)”只能達(dá)到0c以上,因此氣體的干燥深度遠(yuǎn)不及吸干機(jī)。在一些的應(yīng)用領(lǐng)域中,用冷干機(jī)是達(dá)不到工藝對(duì)氣源干燥度要求的,如氣

56、動(dòng)儀表、電子工廠等。?RSL型冷干機(jī)(本公司產(chǎn)品)按冷凝器的冷卻方式分有風(fēng)冷型、水冷型兩種;按進(jìn)氣溫度高低分有高溫進(jìn)氣型(80弋以下)和常溫進(jìn)氣型(45弋以下);按工作壓力分有低壓型()、普通型()和中、高壓型()三類(lèi)。?RSL型冷干機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有:?處理量(Nm3/min);?進(jìn)氣溫度(C);?工作壓力(MPa);?壓力降(MPa);?壓縮機(jī)功率或整機(jī)功率(Kw),對(duì)風(fēng)冷式冷干機(jī)而言包括冷凝器冷卻風(fēng)扇電機(jī)功率;?冷卻水耗量(t/h)或冷卻風(fēng)量m3/h;?壓力露點(diǎn)(C)。?壓力露點(diǎn)與壓縮空氣的進(jìn)氣狀態(tài)和環(huán)境有關(guān),因此我們一般不單獨(dú)保證冷干機(jī)的露點(diǎn)溫度,而只標(biāo)明在額定工況下的壓力露點(diǎn)值。冷干

57、機(jī)工作原理?在空氣和壓縮空氣中我們已經(jīng)了解到,壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的:在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下,降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量,而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷干機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。?冷干機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷,由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個(gè)密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng),發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。其工作過(guò)程如圖2-11所示。圖2-11冷干機(jī)制冷系統(tǒng)流程圖?制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓(低溫)制冷劑吸入壓縮機(jī)

58、汽缸內(nèi),制冷劑蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮,壓力、溫度同時(shí)升高;高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器,在冷凝器內(nèi),溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比較低的冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換,制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來(lái),制冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥,經(jīng)過(guò)膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化(俗稱(chēng)“蒸發(fā)”),而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水;蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走,這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過(guò)程,從而完成了一個(gè)循環(huán)。?在冷干機(jī)的制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量,實(shí)現(xiàn)

59、脫水干燥的目的。壓縮機(jī)是心臟,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)(如水或空氣)帶走。膨脹閥/節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。除了上述部件外JRSL型冷干機(jī)還包含能量調(diào)節(jié)閥、高低壓保護(hù)器、自動(dòng)排污閥、控制系統(tǒng)等部件。為了實(shí)現(xiàn)壓縮空氣干燥的目的,又體現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo),一臺(tái)典型的冷干機(jī)除了制冷系統(tǒng)外,還有其他部件組成,具體為:?1)冷凍降溫部分:包括預(yù)冷器(空氣與空氣的熱交換器)、蒸發(fā)器(空氣與制冷劑液體的熱交換器);?2)氣水分離與

60、排放部分:包括氣水分離器、自動(dòng)排水器;?3)制冷部分:包括制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、能量(制冷量)調(diào)節(jié)閥、電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、壓力控制器(水量調(diào)節(jié)閥)、貯液罐、過(guò)濾干燥器截止閥等;?4)電氣部分:包括操作開(kāi)關(guān)、電磁接觸器、繼電器、壓縮機(jī)曲軸箱加熱器、電腦板及其它部件等;?5)儀表部分:包括進(jìn)出口空氣壓力表、制冷劑壓力表(制冷劑壓力)等。冷干機(jī)主要部件及其運(yùn)行特點(diǎn)絕大多數(shù)冷干機(jī)具有預(yù)冷器,預(yù)冷器是一種空氣與空氣進(jìn)行熱交換的換熱器,一般為列管式換熱器(也稱(chēng)管殼式換熱器)。?預(yù)冷器在冷干機(jī)里的主要作用是“回收”被蒸發(fā)器冷卻后壓縮空氣所攜帶的冷量,并用這部分冷量來(lái)冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的

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