在現(xiàn)代工業(yè)中，壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源。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，將嚴重影響企業(yè)的安全生產(chǎn)。因而，壓縮空氣由空壓機產(chǎn)生，必須經(jīng)過后處理設(shè)備處理之后才能使用。然而，市場上90%的空壓機系統(tǒng)后處理部分采用“儲氣罐+過濾器+冷干機”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達不到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。

 

（一）壓縮空氣中為什么會產(chǎn)生冷凝水？

 

壓縮空氣中的水分主要來自大氣，水分子是自然界空氣所固有的成分之一，無論是地球的任何一個角落，亦或是春夏秋冬季節(jié)變換，大氣中都含有一定的水分：高溫時含量較大，低溫時含量較小。空氣在壓縮的過程中，來自環(huán)境中的空氣經(jīng)過壓縮機的作用被壓縮至原體積的1/8（0.7MPa壓力下）?？諝庵械乃魵猓?jīng)過壓縮或降溫，就會形成水霧或液態(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，這就導致壓縮空氣穩(wěn)定可靠的除水成為世界性的難題，通過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：

 

要準確衡量壓縮空氣含水量的高低，就需要引入壓力露點概念，壓力露點指的是在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對壓縮空氣品質(zhì)標準規(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)對水分極其敏感，對壓縮空氣的含水量有極嚴格的規(guī)定，例如電子產(chǎn)品的制作流程、高級噴涂、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，冷凍式干燥機的除水效果是遠遠不能滿足其要求的。壓縮空氣中含水分造成的危害主要表現(xiàn)在：

1. 侵蝕管道和氣動設(shè)備，縮短壽命，導致安全隱患

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

5. 影響設(shè)備運行，導致生產(chǎn)效率低

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

7. 滋生微生物細菌

 

（三）壓縮空氣系統(tǒng)含水超標的解決辦法？

 

1. 壓縮空氣中的液態(tài)水如何解決？

通過空壓機后部配冷卻器、儲氣罐、氣水分離器、冷干機、過濾器等組合攔截分離方法去除。市場上大部分冷干機達不到壓縮空氣等級最后一級，壓力露點普遍在+10℃以上，冷干機的壓力露點不達標或者效果衰減嚴重，一旦壓力露點在+15℃或以上，車間用氣端就會有冷凝水析出。
 

2. 壓縮空氣中的氣態(tài)水如何解決？

通過吸附式干燥機（安裝于空壓站）、膜式干燥機（安裝于在車間用氣端、處理量小、能耗大，15%~35%的能耗）去除。吸附式干燥機原理：采用PSA變壓吸附原理實現(xiàn)深度干燥效果。吸附式干燥機有兩個工作組，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，然后讓它流過需再生工作組的吸附劑，實現(xiàn)吸附劑水分脫附。兩個工作組循環(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？

對壓縮空氣進行干燥凈化是工業(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壓縮空氣的主要技術(shù)，吸附干燥機也因此而發(fā)展成壓縮空氣深度除水的最主要的裝備，主要吸附式干燥機種類如下表：

現(xiàn)代制造企業(yè)的自動化生產(chǎn)都離不開干燥潔凈的壓縮空氣，例如汽車、電池、食品、藥品、電子、精密機械、火電、造紙等，企業(yè)應根據(jù)生產(chǎn)工藝要求、壓力露點及穩(wěn)定性、安全性、使用壽命、經(jīng)濟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：貝騰干燥機汽車行業(yè)應用案例