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常见问题解答

为什么我们需要干燥压缩空气?

周围的空气都是含有水分的。压缩过程将水的体积变小,所以相对湿度增加。因此,空气中的水蒸气浓缩成为小水滴。同时,水的存在可能影响润滑油以及其他部件,如轴承、齿轮。冷凝水和润滑油混合将减小油膜厚度,从而导致机械故障。其中一个例子就是轴承损伤:即使润滑油内含有很小的浓度如0.02%的水分就能使这个轴承寿命缩短一半。

很明显,自由水分子在压缩空气中可以导致停机时间和维修管道所产生的费用。

导致不良产品,例如:产品上出现腐蚀颗粒、设备故障,导致最终产品报废、易潮湿产品报废,如水泥。

简而言之,我们有充足的理由说明为什么要去除水分以确保要使用的空气得到充分干燥

压缩空气为什么要干燥、净化?

压缩空气主要是通过空气压缩机将空气压缩后取得,在气源系统中从空气压缩机直接排出的空气中含有很多杂质,其中主要由水、油及颗粒杂质所构成,如果不对其进行处理而直接使用,空气中的杂质会对系统中的元件造成很大的危害,使设备的维护成本上升,使用寿命缩短,严重时污染产品,造成产品的报废。

压缩空气净化的质量等级

在气源质量中水的含量采用露点来衡量,油根据净化后油的含量大小衡量的,杂质净化后主要根据粒径的大小衡量的。
其质量等级可参考ISO8573-1:2010,详见下表

不同种类干燥机运行成本比较

减少压缩空气的相对湿度的方法及比较?

减少压缩空气的相对湿度的方法过压缩、冷冻式干燥机、后冷却器、吸收式干燥机、吸附式干燥机

减少相对湿度方法 原理 能源效率 实际应用
过压缩 空气压缩至一个比所需压力高的压力,水蒸气密度升高,空气冷却,水分开始凝结,最后,空气膨胀到工作压力,达到了较低的PDP。 能耗高,效率低 理论上可行的,但它却永远不会被使用
冷冻式干燥机 压缩空气被冷却,导致相对湿度增大。大部分空气中的水份凝聚,然后被收集起来并排出。
制冷压缩机压缩气态制冷剂,从而提高它的压力和温度。
制冷剂通过水冷或者强制通风的热交换器。温度下降,冷凝成为液体。
  用于露点在+2℃至+10℃之间且有下限的压缩气体(此下限就是冷凝水的冰点)
后冷却器 压缩空气通过一个热交换器,将它的一部分热量传递给冷却介质。
在这一过程中,空气温度降低、相对湿度增大…导致冷凝。所形成的水被收集起来并排除。
后冷却器一般采用水或空气作为冷却介质。 可达到的压力露点受限于冷却介质的温度。
吸收式干燥机 压缩空气通过吸收剂(通常是氯化钠和硫酸),吸收剂与水分子以化学的方式结合,然后从气流中析出。 吸水材料费用昂贵,不能再生,必须考虑腐蚀性 吸收性能有限,只能将露点降至-15°C,该方法已经不再使用
吸附式干燥机 吸附式干燥机是通过"压力变化"(变压吸附原理)来达到干燥效果。 常用的干燥剂包括:硅胶、活性氧化铝和分子筛 可以达到的压力露点一般是-40℃,这种干燥机能为更严格的应用提供足够干燥的空气
吸附式干燥机类型有哪些?

吸附式干燥机的类型由干燥剂再生方式决定。

类型 干燥剂再生方式 消耗气量
吸附式干燥机 变压吸附再生干燥机(也叫无热再生吸附式干燥机) 变压吸附,耗气再生 工作压力为7bar时干燥机消耗15-20%的额定气量
加热再生吸附式干燥机 利用电加热器加热膨胀的压缩空气 把所需的耗气限制到8%。这种干燥机比无热再生干燥机节省25%的能量。
零气耗吸附式干燥机 鼓风热再生吸附式干燥机 周围的空气吹过电加热器并与湿吸附剂接触 不使用压缩空气来再生吸附剂,因此能耗要比无热再生干燥机节能40%以上。
压缩热再生吸附式干燥机 通过使用压缩热再生的。再生的热量没有在后冷却器中被排除,而是用于再生吸附剂。 在没有任何能量投入的情况下可以提供-20℃的压力露点
不同种类干燥机能耗比较

吸附剂硅胶、活性氧化铝和分子筛有什么区别?

硅胶:硅胶在气体含湿量大时,吸附容量也大,仍广泛应用于气体的吸附干燥,但气体含湿量低,相对湿度小时,吸附容量大大减低,而且遇水崩裂,经硅胶干燥后,露点比活性氧化铝高12℃左右(常压露点),因此一般不单独用它作为压缩空气的干燥剂。

活性氧化铝:活性氧化铝的机械性能和耐热性较好,浸入水中不软不胀、不裂、价格适中,经它干燥后的压力露点≤-40℃,达到ISO8573-1规范二级含水量的标准,可满足绝大多数工业的要求,因此压缩空气干燥器基本上都是用活性氧化铝。

分子筛:它是由硅(铝)网面积(SiO4ALO4)组成的笼形孔洞骨架的晶体,它的微孔经分布单一均匀,可依据气体分子的大小形状来筛分分子,分子直径较小的可进入微孔,分子直径较大的则不能进入微孔,经分子筛处理后的压缩空气,压力露点≤-50℃,最低可达-70℃,但由于分子筛价格较贵,除将特殊情况外,一般不单独用分子筛作为压缩空气的干燥剂。

什么叫吸附平衡?

在一定的温度和压力下,水蒸汽与多孔的吸附剂(干燥剂)充分接触后,由于固体表面力的作用。水蒸汽被吸附在干燥剂的表面上,在吸附的同时,被吸附的水分子由于本身的热运动和周围水分子的碰撞,有一部分又离开干燥剂表面而返回气体中去,当干燥剂表面吸附水分子的数量到达一定程度时,干燥剂丧失吸附能力,此时被吸附的水量而离开干燥剂表面的水量相等,即达到吸附平衡,这时从宏观看吸附作用已不存在了,但从微观看,吸附仍在进行,即吸附处于动态平衡。

什么叫再生和解吸?

任何干燥剂的吸附容量都是有一定限度的,如前所述当吸水量达到动吸附容量时就需停止吸附,否则露点上升,此时干燥剂需进行解吸,即将干燥剂中吸附的水份解吸出来,这就是通常所说的干燥剂的“再生”解吸。

再生后的干燥剂又可进行吸附工作,因此实际的吸附过程是吸附——再生——再吸附——再再生,循环往复的过程,为了实现循环过程,干燥器一般都是双塔结构,一个塔吸附,另一个塔再生。

干燥剂的吸附容量会衰老吗?

干燥剂的吸附容量经多次的反复加热再生后将会减少,其原因为:
(1)吸附剂表面被聚合物、化合物等所覆盖;
(2)因为半熔物使干燥剂的部分细孔消失;
(3)由于化学反应使细孔的结晶受到破坏。

分子筛的老化现象较重,此外未被过滤的压缩空气,衰化现象也较重,因此对含油的压缩空气必须经过处理后才能进入干燥塔。

什么叫变压吸附法?

变压吸附法即PSA法(Pressure Swing Adsorption)广泛应用于气体的分离,在气体的干燥方法中,把在较高压力下吸附,减压下解吸的方法也称变压吸附法,解吸一般在大气压下进行,有的用抽真减压,单纯的将塔内高压下吸附了水的干燥剂,降到大气压是几乎不起解吸作用的,在降压后必须通入相对湿度较低的再生气,使再生气的水蒸汽压的分压小于干燥剂表面的平衡水蒸汽压时,解吸才能彻底,因此变压吸附法是利用减压解吸时,水蒸汽分压下降,而吸附容量减少的原理。

什么叫变温吸附法?

变温吸附法即TSA法(Temperature Swing Adsorpeion)是指在较低温度下吸附,在较高温度下解吸的操作方法,它是利用吸附容量随着温度升高而减少的原理,与变压吸附法一样,单纯的将塔内的干燥剂加热是不太起解吸作用的。在再生时,通入再生气使再生气温度升高,相对湿度减少,使再生气的水蒸汽的分压小于干燥剂表面的平衡水蒸汽压(温度升高时,平衡水蒸汽压增大)。

变温吸附的实质是在再生时,提高干燥剂的温度增加干燥剂表面的平衡水蒸汽压,而变压吸附是在再生时降低压力减少再生气的水蒸汽分压,其目的都是使再生气的水蒸汽分压小于干燥剂表面平衡水蒸汽压,而二个压力之差是解吸的动力,差值越大,解吸过程越强,无差值时解吸也就停止了。

干燥剂的再生原理?

空气的干燥过程是由吸附和再生二个过程组成的,如果再生效果不好,再生后干燥剂中还有较大的残余水份,那么,吸附后气体的含水量将会升高,因此在两个过程中,我们更要注意再生过程。

干燥剂的再生原理有如下几种:
(1)加热法:将干燥剂加热、提高温度,以减少它的吸附容量即减少干燥剂的残余水量。
(2)减压法:即前面所述的变压吸附法,它是从干燥后的压缩空气中引出一小部分,减压后作为再生气,按气休的状态方程,压力减少的倍数等于体积增加的倍数,即减压后体积增加了,能吸收更多的水份。
(3)加热和减压的联合作用。

微热再生式干燥机就是采用了加热和减压两种方式对再生塔进行的再生。

什么是零气耗吸附式干燥机?

吸附式干燥机的一般工作原理很简单:潮湿空气流过吸湿材料(通常是硅胶、分子筛、活性氧化铝),在这里被干燥。水蒸气从潮湿的压缩空气转移到吸湿性材料或”吸附剂“里,这个过程使吸附剂吸附水逐步变饱和,所以吸附剂必须定期再生恢复其干燥能力。

干燥剂再生有4种不同的方法,所采用的方法决定了吸附式干燥机的类型。

1.变压吸附再生干燥机(也叫无热再生吸附式干燥机):该干燥设备最适合较小的空气流量。再生过程的实现需要膨胀的压缩空气的帮助,工作压力为7bar时干燥机消耗15-20%的额定气量。
2.加热再生吸附式干燥机:该干燥机利用电加热器加热膨胀的压缩空气,因此把所需的耗气限制到8%。这种干燥机比无热再生干燥机节省25%的能量。
3.鼓风机再生吸附式干燥机:周围的空气吹过电加热器并与湿吸附剂接触,使吸附剂再生。这种类型的干燥机,不使用压缩空气来再生吸附剂,因此能耗要比无热再生干燥机节能40%以上。
4.压缩热再生吸附式干燥机: 压缩热再生干燥机中的吸附剂是通过使用压缩热再生的。再生的热量没有在后冷却器中被排除,而是用于再生吸附剂。这种类型的干燥机在没有任何能量投入的情况下可以提供-20℃的压力露点。较低的压力露点也可以通过增加额外的加热器而得到。

因此,鼓风机再生吸附式干燥机和压缩热再生吸附式干燥机,也被称为零气耗吸附式干燥机。因为与传统的吸附式干燥机相比,这两种类型的干燥机,不使用压缩空气来再生吸附剂,能耗要比无热微热再生干燥机更节能。

“露点温度”、“常压露点”、“压力露点”有区别吗?

露点温度:在一定压力下,湿空气冷却至饱和时的温度称露点(即开始结露时的温度)
常压露点:测试露点时,一般将压缩空气的压力降到大气压下进行,在常压下的饱和(结露)温度称常压露点
压力露点(PDP):是用来描述压缩空气中的水含量。他是指在目前的工作压力下水蒸气开始凝结成水时的温度。

例如:7bar、+2℃时的压力露点与-23℃的常压露点是相等的。

吸附式干燥机的易损件有哪些?

吸附式干燥机的易损件有吸附剂、阀门和消音器。

作为干燥器的工业主体,吸附剂在大部分的时间里承受着压力、水汽和热量的频繁冲击,容易受机械性破碎和受介质污损,使吸附剂性能劣化。自从活性氧化铝取代硅胶成为主选吸附剂后,各种性能都大为提高,尤其抗压强度和抗液态水浸泡性能方面达到了很高的水准,只要不出现"再生能耗不足"等操作因素,经活性氧化铝处理后,压缩空气露点稳定达到-40℃在技术上是有保证,且寿命可达2-3年以上。

控制阀是吸附干燥机中比较容易损坏的零部件。频繁的切换和长期遭受水分及吸附剂脱落物的混合侵袭是阀门损露坏的重要原因。

消音器是较容易出现故障的部件,其主要表现形式是消声排气通道堵塞。一旦消音器出故障(堵塞),给整机带来的损伤是致命的,将导致吸附剂再生性能下降,过早老化。因此消音器是吸附干燥机日常维护的重点。

在使用过程中,吸附式干燥机的注意事项有哪些?

进塔空气含油量应控制在0.01PPM以下,鉴于某些无油空压机还不能做到真正无油,为防止微量油分在吸附床中累积(这种累积是很快的),干燥器进气口装设除油过滤器是必要的。

吸附式干燥机应在额定温度压力条件下使用,当进气温度高于或进气压力低于额定值时,应进行容量修正。

吸附式干燥机与活塞式空压机连用时,应前设稳压储气罐,以消除脉动气流对吸附剂高速冲击;

当有冷冻式干燥机前置时,吸附式干燥机与冷冻式干燥机的连接,只要场地许可,应尽量分体安装,以减少空气压降,改善冷冻式干燥机通风条件及便于日常的维护检修; 供气量充分时,可将无热再生干燥机列入首选,它的露点更低,更稳。