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在現(xiàn)代工業(yè)中，壓縮空氣是僅次于電力的第二大動(dòng)力能源。壓縮空氣含冷凝水是一種普遍存在的現(xiàn)象，在管道和用氣端形成冷凝水，將嚴(yán)重影響企業(yè)的安全生產(chǎn)。因而，壓縮空氣由空壓機(jī)產(chǎn)生，必須經(jīng)過(guò)后處理設(shè)備處理之后才能使用。然而，市場(chǎng)上90%的空壓機(jī)系統(tǒng)后處理部分采用“儲(chǔ)氣罐+過(guò)濾器+冷干機(jī)”的粗放式集成，100多年前的冷凍式干燥技術(shù)，其壓縮空氣的干燥度遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。

 

（一）壓縮空氣中為什么會(huì)產(chǎn)生冷凝水？

 

壓縮空氣中的水分主要來(lái)自大氣，水分子是自然界空氣所固有的成分之一，無(wú)論是地球的任何一個(gè)角落，亦或是春夏秋冬季節(jié)變換，大氣中都含有一定的水分：高溫時(shí)含量較大，低溫時(shí)含量較小。空氣在壓縮的過(guò)程中，來(lái)自環(huán)境中的空氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的作用被壓縮至原體積的1/8（0.7MPa壓力下）?？諝庵械乃魵?，經(jīng)過(guò)壓縮或降溫，就會(huì)形成水霧或液態(tài)水析出，從而影響到壓縮空氣品質(zhì)。

 

壓縮空氣中的水通常以液態(tài)水和氣態(tài)水兩種形態(tài)存在，且相互可以轉(zhuǎn)化，這就導(dǎo)致壓縮空氣穩(wěn)定可靠的除水成為世界性的難題，通過(guò)下表可以清晰看到壓縮空氣水含量在空壓系統(tǒng)中的變化情況：

 

要準(zhǔn)確衡量壓縮空氣含水量的高低，就需要引入壓力露點(diǎn)概念，壓力露點(diǎn)指的是在0.7MPa壓力下的情況下，壓縮空氣里的含水量。ISO8573-1:2010和JB/T 5967-2007對(duì)壓縮空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：

 

（二）壓縮空氣中的水分有哪些危害？

 

在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中，壓縮空氣的干燥工藝在氣源凈化流程中起著極為重要的主導(dǎo)作用。壓縮空氣中水分含量不僅影響管道、閥門、儀表及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作及壽命，而且直接影響了最終產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。特別是一些生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)對(duì)水分極其敏感，對(duì)壓縮空氣的含水量有極嚴(yán)格的規(guī)定，例如電子產(chǎn)品的制作流程、高級(jí)噴涂、生物醫(yī)藥、芯片封裝、航空航天、核電設(shè)備等高技術(shù)領(lǐng)域，冷凍式干燥機(jī)的除水效果是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其要求的。壓縮空氣中含水分造成的危害主要表現(xiàn)在：

1. 侵蝕管道和氣動(dòng)設(shè)備，縮短壽命，導(dǎo)致安全隱患

2. 影響產(chǎn)品質(zhì)量（與材料、半成品、產(chǎn)品接觸）

3. 與油、塵等混合，容易堵塞管道

4. 損壞用氣設(shè)備，造成宕機(jī)

5. 影響設(shè)備運(yùn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低

6. 在寒冷地區(qū)，冷凝水結(jié)冰會(huì)造成管道凍結(jié)和凍裂

7. 滋生微生物細(xì)菌

 

（三）壓縮空氣系統(tǒng)含水超標(biāo)的解決辦法？

 

1. 壓縮空氣中的液態(tài)水如何解決？

通過(guò)空壓機(jī)后部配冷卻器、儲(chǔ)氣罐、氣水分離器、冷干機(jī)、過(guò)濾器等組合攔截分離方法去除。市場(chǎng)上大部分冷干機(jī)達(dá)不到壓縮空氣等級(jí)最后一級(jí)，壓力露點(diǎn)普遍在+10℃以上，冷干機(jī)的壓力露點(diǎn)不達(dá)標(biāo)或者效果衰減嚴(yán)重，一旦壓力露點(diǎn)在+15℃或以上，車間用氣端就會(huì)有冷凝水析出。
 

2. 壓縮空氣中的氣態(tài)水如何解決？

通過(guò)吸附式干燥機(jī)（安裝于空壓站）、膜式干燥機(jī)（安裝于在車間用氣端、處理量小、能耗大，15%~35%的能耗）去除。吸附式干燥機(jī)原理：采用PSA變壓吸附原理實(shí)現(xiàn)深度干燥效果。吸附式干燥機(jī)有兩個(gè)工作組，由于空氣容納水汽的能力與壓力成反比，其干燥后的一部分壓縮空氣（又稱再生氣）減壓膨脹至大氣壓，這種壓力變化使膨脹空氣變得更干燥，然后讓它流過(guò)需再生工作組的吸附劑，實(shí)現(xiàn)吸附劑水分脫附。兩個(gè)工作組循環(huán)工作，以獲得連續(xù)深度干燥的壓縮空氣。

 

（四）如何選擇壓縮空氣干燥凈化設(shè)備？

對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥凈化是工業(yè)企業(yè)節(jié)約成本和保障高效安全生產(chǎn)的根本，吸附干燥是目前制備極低露點(diǎn)壓縮空氣的主要技術(shù)，吸附干燥機(jī)也因此而發(fā)展成壓縮空氣深度除水的最主要的裝備，主要吸附式干燥機(jī)種類如下表：

現(xiàn)代制造企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)都離不開(kāi)干燥潔凈的壓縮空氣，例如汽車、電池、食品、藥品、電子、精密機(jī)械、火電、造紙等，企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求、壓力露點(diǎn)及穩(wěn)定性、安全性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮選擇合適的壓縮空氣干燥凈化設(shè)備，以保障安全高效生產(chǎn)。

圖：貝騰干燥機(jī)汽車行業(yè)應(yīng)用案例