【壓縮機網(wǎng)】壓縮空氣凈化設備又稱(chēng)為空壓機后處理設備，通常包括后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥機和過(guò)濾器等，其主要作用是去除壓縮空氣中的水、油分和粉塵顆粒等雜質(zhì)。隨著(zhù)我國工業(yè)不斷轉型升級，以及“雙碳”目標的提出，對包括空壓機等在內的各種耗能設備的能效水平提出了更高要求。因此，行業(yè)各方對空壓機后處理設備中耗電量最大的干燥器，給予越來(lái)越多的關(guān)注。

　　1、為什么需要配干燥器？

　　空壓機的工作介質(zhì)是空氣，來(lái)自于大氣環(huán)境。但是，我們都知道，看起來(lái)純凈的空氣不是一種單純的物質(zhì)，而是一種混合物。除了氮氣、氧氣、二氧化碳等氣體成分外，還含有灰塵、沙子、棉絮等固體顆粒以及水蒸氣等。

　　空氣中為什么會(huì )有水蒸氣呢？這是因為在江河湖海以及各種自然環(huán)境中廣泛存在的液態(tài)水，液態(tài)會(huì )隨著(zhù)溫度的波動(dòng)變化不停轉化為水蒸氣進(jìn)入空氣中，所以無(wú)論處于何時(shí)何地，空氣當中都含有水蒸氣，只是因條件不同其含量會(huì )有所不同。通常我們把含有水蒸氣的空氣稱(chēng)為潮濕空氣。

　　空壓機吸入空氣的水蒸氣含量總是大于壓縮空氣后達到一定溫度時(shí)壓縮空氣中所能容納的最大水蒸氣含量，多出來(lái)的水蒸氣就會(huì )變成液態(tài)水從壓縮空氣中分離。也就是說(shuō)，潮濕空氣經(jīng)過(guò)空壓機壓縮后會(huì )變得過(guò)飽和，空氣中的水分會(huì )沉淀成液體。

　　如果壓縮空氣含水，會(huì )把下游用氣設備上的潤滑油帶走，導致設備運行不良，效率降低；凝結水還會(huì )加快管道中閘閥、低洼處的腐蝕生銹；損壞管道，如冬季在管道低點(diǎn)發(fā)生存水凍潔，管道崩裂；如果壓縮空氣含水量超標，還會(huì )造成下游生產(chǎn)出現瑕疵品、報廢品等。

　　2、干燥機除水原理

　　相對濕度（RH）和壓力露點(diǎn)（PDP）是衡量壓縮空氣干燥程度的主要指標，壓縮空氣相對濕度越低，所含的水蒸氣越少，壓縮空氣越干燥，所以在經(jīng)濟性許可的范圍內，壓縮空氣的相對濕度越低越好。由壓力露點(diǎn)可知，一定溫度條件下壓縮空氣中所能容納的水蒸汽含量是有限的，過(guò)量會(huì )達到飽和。

　　溫度越低，壓縮空氣中最大水蒸氣含量越少，利用干燥機把壓縮空氣中的壓力露點(diǎn)降低，比如降低到7℃，這時(shí)候壓縮空氣的最大水蒸氣含量是7.732g/m3，再把壓縮空氣升溫到環(huán)境溫度，比如25℃（最大水蒸氣含量22.830g/m3），而此時(shí)壓縮空氣只含有 7.732g/m3的水蒸氣，對比最大水蒸氣含量22.830g/m3，則相對濕度（RH）=7.732g/m3÷22.830g/m3 =33.87%，那么壓縮空氣就從空壓機出口相對濕度100%下降到33.37%，達到干燥的目的。這就是壓縮空氣實(shí)際應用中降低壓縮空氣壓力露點(diǎn)（PDP）達到干燥除水的原理。

　　3、壓縮空氣干燥裝置分類(lèi)

　　干燥機根據干燥原理和技術(shù)的不同，通常有冷凍式干燥機、吸附式干燥機和膜式干燥機三大類(lèi)。由于水低于0℃就會(huì )由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，也就是結冰，所以冷干機即冷凍式干燥機不能實(shí)現低于0℃的干燥效果；如果需要壓力露點(diǎn)低于0℃的干燥效果，則需要選用吸干機即吸附式干燥機和膜式干燥機。

　　3.1冷凍式干燥機

　　冷干機是充分利用氟利昂，將空氣水分經(jīng)過(guò)冷凝之后分離，以達到除水效果。這個(gè)過(guò)程，通常將降低壓力露點(diǎn)到3～10℃（不同品牌冷凍式干燥機有不同的排氣壓力露點(diǎn)，排氣壓力露點(diǎn)越低，則冷凍式干燥機性能越好），把壓縮空氣中的水蒸氣凝結為液態(tài)水并分離排出。

　　3.2吸附式干燥機

　　吸干機顧名思義是利用干燥劑的吸附作用。利用高吸水性的氧化鋁、分子篩或硅膠，在運行時(shí)當有氣體經(jīng)過(guò)干燥器，會(huì )使水分通過(guò)吸附干燥劑而被吸附，從而達到干燥效果。

　　對于吸附式裝置，吸附劑在工作之后需要通過(guò)活化吸附劑再生，再生方式包括無(wú)熱再生、有熱再生兩種。

　　3.2.1無(wú)熱再生

　　無(wú)熱再生裝置原理是變壓吸附。在加壓的條件下，水分被吸附。水分吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，解吸過(guò)程是吸熱過(guò)程。水分吸附釋放的熱量可為解吸所用，而不用再單獨提供額外的熱量。這種裝置的體積相對較小，結構比較簡(jiǎn)單，維護起來(lái)相對容易。

　　3.2.2 有熱再生

　　有熱再生可分為外加熱再生、余熱再生、內熱再生、微熱再生等多種方式。

　　(1)外加熱再生：該種干燥設備通過(guò)風(fēng)機的作用，將加熱后的空氣輸送至干燥器進(jìn)行吸水處理，吸水后的干燥器經(jīng)過(guò)烘干便完成了再生過(guò)程。

　　(2)余熱再生：該種干燥設備是基于有熱再生的基礎上改進(jìn)的。其無(wú)需外部加熱器，僅通過(guò)熱交換器便能夠將多余蒸汽以及空壓機壓縮熱量轉為再生熱能，以實(shí)現余熱再生的效果。

　　(3)熱能再生：該種干燥設備采用遠紅外線(xiàn)電熱管的方式，將干燥器直接加熱再生。其特點(diǎn)是無(wú)需風(fēng)接送風(fēng)，相比現有的外加熱裝置來(lái)說(shuō)，具有體積較小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。

　　(4)微熱再生：該種干燥設備是基于無(wú)熱再生前提下進(jìn)行再生過(guò)程的。其使用小功率電加熱器實(shí)現空氣加熱，進(jìn)一步加快活化吸水干燥劑，反吹再生，其可有效減少再生空氣量損耗。

　　3.3膜式干燥機

　　膜式干燥機內部裝有成千上萬(wàn)帶有內涂層的細小中空聚合纖維管，這些纖維管具有選擇性滲透功能。當壓縮空氣流經(jīng)這些細小纖維管內部，壓縮空氣中的水蒸氣會(huì )穿透膜壁，而壓縮空氣繼續在內部通過(guò)，從而達到分離除水的目的。膜式干燥機一般可以達到-20℃～3℃的壓力露點(diǎn)，并且操作簡(jiǎn)單，安裝限制少，靜音運行，能滿(mǎn)足一些特定應用場(chǎng)合的需求。

　　4、壓縮空氣干燥機選用

　　壓縮空氣干燥凈化的流程主要是干燥、過(guò)濾的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)溫度不斷降低的過(guò)程，溫度在凈化過(guò)程中扮演者重要的角色，進(jìn)氣溫度、環(huán)境溫度都會(huì )直接影響干燥、凈化的效果。

　　目前，國際上衡量壓縮空氣含水量的標準是ISO8573-1:2010，轉換到國內標準是GB/T 13277.1 -2008《壓縮空氣 第1部分: 污染物凈化等級》（目前替代2008版的GB/T 13277.1-2023已發(fā)布，2023年12月1日實(shí)施）。標準規定了壓縮空氣壓力露點(diǎn)從-70℃～10℃六個(gè)等級，壓力露點(diǎn)數字越低，則代表壓縮空氣品質(zhì)要求越高，壓縮空氣越干燥。

　　從干燥效果出發(fā)：吸附式干燥機可達-20℃至-70℃左右，干燥效果好，除水約99.85%；冷凍式干燥機在2-10℃，干燥效果一般，除水約95%左右。

　　從環(huán)保角度出發(fā)：吸附式干燥機無(wú)毒無(wú)異味無(wú)污染；冷凍式干燥機是采用氟利昂R22、R12、R404等制冷劑，屬有毒、非阻燃物質(zhì)。

　　從安裝角度出發(fā)：吸附式干燥機可隨意隨地安裝（除怕潮外）；而冷凍式干燥機需要考慮通風(fēng)和散熱條件，冷卻水過(guò)濾、更換等。

　　從價(jià)格方面考慮：吸附式干燥機價(jià)格貴（首次投資比較大），需更換吸附劑；冷凍式干燥機價(jià)格相對便宜些，但配件多，銅管、鋁鰭片易破裂、腐蝕，故障率較高。

　　當然，干燥器選型不止于此，還需要考慮空壓機排氣量和平均最大用氣量。主要是由于除冷凍干燥器無(wú)需損耗成品外，其余均會(huì )損耗部分成品氣，進(jìn)而影響對終端設備的供氣量。比如外加熱再生干燥裝置，經(jīng)過(guò)加熱之后，干燥劑冷吹風(fēng)需消耗5%成品氣。如果采用內熱再生干燥器，那么需消耗8%的成品氣；如果采用微熱再生干燥方式，則需要消耗12%成品氣；如果采用無(wú)熱再生干燥方式，則需消耗15%成品氣。眾所周知，由于轉化效率問(wèn)題，壓縮空氣是一種昂貴的能源，這些額外氣體損失，往往會(huì )扭轉客戶(hù)選擇干燥機的意愿。

　　除了以上因素之外，為干燥器選型時(shí)還要考慮空壓機排氣溫度、壓力等因素。需要注意的是，在整個(gè)壓縮空氣系統中，儲氣罐具有穩定氣流、冷卻、排污、儲存氣體的作用，所以當有需要時(shí)，在壓縮空氣和干燥凈化設備之間、干燥凈化設備與終端用氣設備之間，建議都設置儲氣罐。

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