
壓縮空氣的供應是全球工業(ye) 應用的必要條件。僅(jin) 在歐洲,估計所有工業(ye) 用電的10%是用於(yu) 生產(chan) 壓縮空氣。在有火災或爆炸危險的場合(如礦山和石油鑽井平台),壓縮空氣也可用作安全的備用電源。
壓縮機中流出的濕熱空氣含有高濃度的水蒸氣,而水蒸氣在寒冷的管道表麵凝結會(hui) 造成工具、設備和機械內(nei) 部腐蝕或堵塞等風險,因此幹燥是這一環節的重要組成部分。
壓縮空氣係統中濕氣過多會(hui) 造成很多問題,如:
(1)配水管網內(nei) 形成的冷凝水會(hui) 腐蝕管道和配件,降低內(nei) 表麵的光滑度,隨著時間的推移導致壓力損失
(2)冷凝水會(hui) 衝(chong) 走氣動工具內(nei) 的潤滑劑,並形成鐵鏽、水垢和其他汙垢汙染工具,終導致工具壽命縮短或意外故障
(3)來自於(yu) 壓縮機的油進入氣體(ti) 管路係統與(yu) 水混合,形成對許多工業(ye) 材料有害的酸性乳化糊狀物,這種情況就非常麻煩了
(4)醫用氣體(ti) 或呼吸氣體(ti) 的高濃度水蒸氣會(hui) 導致呼吸不舒服,並促進細菌的生長
(5)等等其他不良狀況。
因此為(wei) 了避免冷凝現象,壓縮空氣須幹燥到露點低於(yu) 氣體(ti) 管路係統中任何一處冷表麵的溫度。
幹燥是壓縮空氣係統的關(guan) 鍵部分,常用的除濕方法有:
(一)後冷器(通常與(yu) 另一種形式的幹燥機組合)
後冷器是一種經濟的解決(jue) 方案,從(cong) 離開壓縮機的熱空氣中去除大量水分。該設備由一個(ge) 空氣或水冷卻的熱交換器組成。
當壓縮空氣的溫度冷卻到其露點溫度以下時,水分凝結成液態水,然後從(cong) 壓縮空氣流中分離出來,並從(cong) 係統中排出。後冷器通常與(yu) 其他類型的幹燥機結合使用。
(二)冷凍式幹燥劑(簡稱冷幹機)
冷幹機的工作原理與(yu) 後冷器相同,但它有一個(ge) 製冷係統進一步冷卻空氣。
進入幹燥機的熱空氣利用已幹燥要排出的冷空氣通過氣-氣熱交換器預冷。同時,進入幹燥機的熱空氣也使要排出的冷空氣變熱,以防止在管道上出現冷凝,進入幹燥機的空氣緊接著經過製冷線圈的冷段,水蒸氣在那裏凝結並被排出。熱交換器的溫度需要嚴(yan) 格控製在0°C以上,以防止冷卻線圈表麵結冰,降低幹燥器的性能。根據操作模式,冷幹機在係統壓力的露點規範為(wei) +2或3°C,這相當於(yu) 常壓下的-25°C露點
傳(chuan) 統冷幹機一般裝一個(ge) 溫度傳(chuan) 感器,這個(ge) 傳(chuan) 感器測量的溫度通常被認為(wei) 就是壓縮空氣的露點。一般情況下,有兩(liang) 種主要原因導致溫度不能指示出真實露點:在高流速情況下,通過係統的所有空氣未冷卻到熱交換器溫度,導致測量的溫度值與(yu) 真實露點值不符。係統故障或堵塞導致排水不幹淨,在壓縮空氣輸出過程中出現細霧。即使排水係統過載,穩定的冷凝水仍然會(hui) 有排出,這意味著故障可能會(hui) 被忽略
(三)吸附式幹燥機:
有效的幹燥機是采用兩(liang) 個(ge) 裝有吸附劑的幹燥柱。一個(ge) 幹燥柱用來去除空氣中的水分並持續提供幹燥的壓縮空氣,其中一小部分幹燥空氣用於(yu) 再生第二個(ge) 幹燥柱,兩(liang) 個(ge) 幹燥柱交替循環工作。這種幹燥機分為(wei) 兩(liang) 種類型:加熱再生式和無熱再生式。
無熱再生式幹燥機:通常采用氧化鋁或分子篩幹燥劑作為(wei) 幹燥介質,一般能使壓縮空氣幹燥到-50°C和-90°C露點。
熱再生式幹燥機:有一個(ge) 類似於(yu) 無熱再生式的結構,熱空氣可傳(chuan) 送大量水蒸氣,水蒸氣在再生塔中快速被吸收,再生所需的幹燥空氣量非常小,從(cong) 而提高幹燥效率。
傳(chuan) 統的無熱再生幹燥機采用計時器來確定幹燥器和再生塔之間的切換。切換時間可以從(cong) 幾分鍾到幾小時不等,並基於(yu) 再生飽和柱所需的短時間而確定切換時間。
然而,幹燥塔飽和的速率受各種因素的影響,包括所消耗的空氣量、幹燥機輸入壓力、環境溫度和用於(yu) 壓縮機的空氣溫度。如果幹燥機的負荷較低,那麽(me) 幹燥塔在切換時仍有可能繼續幹燥空氣,這種情況就比較浪費了。
而更複雜的露點控製切換(DDS)幹燥機采用濕度傳(chuan) 感器來確定活性幹燥塔的露點,隻有當該塔吸收率達到大時才會(hui) 切換。對於(yu) DDS係統來說,非活性塔的再生也是根據時間,一旦經過預先確定的再生時間,吹掃空氣將*關(guan) 閉(與(yu) 熱再生幹燥機的加熱器一樣)。當需求量變低時,活性幹燥塔運行時間變長,從(cong) 而大大節省了吹掃空氣和加熱的成本。