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空气压缩机系统中水汽和油气的危害、干燥机中氧化铝和分子筛的比较、气压力露点参数及压缩空气质量等级等方面的知识汇总

空气压缩机系统中水汽和油气的危害、干燥机中氧化铝和分子筛的比较、气压力露点参数及压缩空气质量等级等方面的知识汇总


    一般大气中的水份皆呈气态,不易觉察其存在,若经空气压缩机压缩及管路冷却后,则会凝结成水滴。[例如]在大气温度30℃,相对温度75℃状况下,一台空气压缩机,吐出量为3m3/min,工作压力为0.7Mpa,运转24小时压缩空气中约含有100升的水份。

  压缩空气系统中水分的影响:

  一、压缩空气管路快速腐蚀,压降增加;

      设定压力提高1kgf/cm2G,动力输出增加5%-7%,或减少排气量6%-8%。

   二、设备严重故障,增加维修保养费用;

      1.腐蚀零件。

      2.阻塞气控仪器。

      3.降低气动工具的效率。

   三、破坏产品品质,产品不良率提高;

      1.应用产品清洁时,造成湿气污染。

      2.应用喷漆涂装时,影响产品品质。

   四、影响生产流程,生产能量降低;

      1.粉体输送时,易阻塞管线。

      2.气动设备故障,而停工。

----冲刷掉气动工具,电机和气缸中的润滑油,增加磨损并缩短寿命,提高维护成本

----使气动阀门和控制仪器失灵,影响可靠操作,效率降低

----影响油漆和整饰作业质量

----引起系统中的金属装置腐蚀生锈,影响其寿命,并可导致过度压降

----气流分配成本提高(需倾斜管道,设置U形管和滴水管)

----在冰冻季节,水气凝结后会使管道及附件冻结而损害,或增加气流阻力,产生误动





压缩空气中油的危害:

     在一些要求比较严格的地方,比如气动控制系统中,一滴油能改变气孔的状况,使原本正常的自动运行的生产线瘫痪。有时,油还会将气动阀门的密封圈和柱要胀大,造成操作迟缓,严重的甚至堵塞,在由空气完成的工序中,如吹形件,油还会造成产品外形缺陷或外表污染。

* 油污的主要来源

     由于大部分压缩空气系统都使用油润滑式压缩机,该机在工作中将油汽化成油滴。它们以两种方式形成:一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”,其直径在1-50um。另一种是在润滑油冷却高温的机体时,汽化形成的“冷凝型液滴”,其直径一般小于1um,这种冷凝油滴通常占油污重量超过50%,占全部油污实际颗粒数量超过99%。

* 无油压缩机是否含油污

     在最理想的工作状态下,此类压缩机也会产生不少于0.5ppm W/W的碳氢化合物,即按100scfm气量计,每月产生的汽化冷凝液也超过15ml.




氧化铝和分子筛的比较



                           吸 附 剂

特 性

氧 化 铝

分 子 筛

价        格

较  低

较  高

平均再生气量

15%

20~25%

吸 附  特 性

相对湿度较高,吸附能力越强,效果越好

相对湿度与吸附能力变化不大

露 点  温 度

10min=-40

4 min=-70


-70

再 生  特 性

相对湿度越低,再生风量越少,效果越好

相对湿度越低,再生风量须较大,效果不佳

使 用  寿 命

最少三年

相同

操 作  成 本

由于再生风量较小,故操作成本较低

再生风量较大,操作成本较高

吸附剂需求量

较少

较多

耐   热   度

高(≤ 320)

粒    径  (mm)

Φ3~5(4Å)

Φ3~5(4Å)

堆 密 度(g/ml)

0.7

>0.65

静态 吸附(%wt)

10%相对湿度≥6

60%相对湿度≥16

100%相对湿度≥32


60%相对湿度≥18

比表面积(m3/g)

≥300

>300

孔 容 积(ml/g)

≥0.38

≥0.38

磨     耗(%wt)

≤0.4

≤0.38

抗 压 强 度(N)

≥80

≥70

比较说明: 比表面积及孔容积较大者吸得较多。  

         堆密度说明在相同的吸附工况下,较大者的吸附床层的容积可以较小。

         静态吸附量在相对湿度为60%时,大者可以减少吸附床层的容积。

         磨耗率较低者或抗压强度较大者使用寿命较长。


比较结论:优劣互见!请根据所需露点要求选择合适吸附剂种类!



注:压力强度(硬度)易会随着特殊添加剂而改变。

   氧化铝:吸得多,吸不干;分子筛:吸得少,吸得干。

     故露要求较严格时下层70%采用氧化铝,上层30%采用分子筛。

   PSA(压转式)多采用氧化铝,TSA(热转式)多采用分子筛





气压力露点参数及压缩空气质量等级  


ISO8573.1质量等级  

质量等级

固体杂质
(最大颗粒尺寸)μ

最大压力露点
°C(°F)

含油量(油滴、油雾、油蒸汽)
ppm w/w (mg/m3)

1

0.1

-70(-94)

0.008(0.01)

2

1

-40(-40)

0.08(0.1)

3

5

-20(-4)

0.8(1)

4

15

3(37.4)

4(5)

5

40

7(44.6)

21(25)

6


10(50)



大气露点与压力露点相互对应数据

由大气露点查相应压力下的压力露点

大气露点°C

空气压力MPa(绝压)

0.1013

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

-100

-100

-93

-91.8

-90.8

-90

-89.3

-88.6

-88

-90

-90

-82.2

-81.5

-79.7

-78.8

-78

-77.2

-76.6

-80

-80

-71.3

-69.8

-68.6

-67.5

-66.6

-65.8

-65

-70

-70

-61.7

-58.7

-57.3

-56.1

-55.1

-54.2

-53.4

-60

-60

-49.4

-47.2

-46

-44.7

-43.5

-42.5

-41.6

-50

-50

-38.3

-36.3

-34.6

-33.2

-31.9

-30.8

-29.8

-40

-40

-27.2

-25

-23.3

-21.6

-20.2

-19

-17.9

-30

-30

-16.1

-13.6

-11.6

-9.9

-8.1

-7

- 5.7

-20

-20

-4.8

-2.2

0

2.2

4

5.7

7.2

-10

-10

7.3

10.6

13.4

15.8

17.9

19.8

21.5

0

0

20.5

24.2

27.2

29.9

32.2

34.3

36.2

10

10

32.3

36.3

39.7

42.4

45.2

47.5

49.6



由压力露点和空气压力查大气露点

压力露点°C

空气压力MPa(绝压)

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

-70

-78.8

-80.2

-81.3

-82.2

-83

-83.7

-84.3

-60

-69.7

-71.2

-72.4

-73.4

-74.3

-75

-75.7

-50

-60.6

-62.2

-63.6

-64.7

-65.6

-66.4

-67.1

-40

-51.6

-53.3

-54.7

-55.9

-56.9

-57.8

-58.6

-30

-42.5

-44.4

-46

-47.3

-48.4

-49.3

-50.2

-20

-33.6

-35.6

-37.3

-38.7

-39.8

-40.9

-41.8

-10

-24.6

-26.8

-28.6

-30.1

-31.4

-32.5

-33.5

0

-15.7

-18.1

-20

-21.6

-23

-24.2

-25.2

10

-7.7

-9.5

-12.5

-14.2

-15.7

-16.9

-18



压力换算表及压力比较表


压力换算表

(kg/cm2-mmHg)

kg/cm2

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

mmHg

73.6

147.1

220.7

294.2

367.8

441.3

514.9

588.4



kg/cm2

0.9

1.0

1.2

1.4

1.5

1.6

1.8

2.0

mmHg

662.0

735.6

882.7

1029.8

1103.3

1176.9

1324.0

1471.1



(psi-mmHg)

psi

1

2

3

4

5

6

7

mmHg

51.7

103.4

155.1

206.9

258.6

310.3

362.0



psi

8

9

10

15

20

25

30

mmHg

413.7

465.4

517.1

775.7

1034.3

1292.9

1551.4



压力比较表

MPa

kg/cm2

psi

bar

atm

mHg

inHg

mAg

ftAq

1

10.20

145.0

10.0

9.87

7.50

295.3

102.0

334.6

0.098

1

14.2

0.98

0.97

0.74

29.0

10.0

32.8

0.1

1.02

14.5

1

0.99

0.75

29.5

10.2

33.5

0.101

1.03

14.7

1.01

1

0.76

29.9

10.3

33.9

0.133

1.36

19.3

1.33

1.32

1

39.4

13.6

44.6

0.0034

0.035

0.49

0.034

0.033

0.025

1

0.35

1.13

0.0098

0.10

1.42

0.098

0.097

0.074

2.90

1

3.28

0.0030

0.030

0.43

0.030

0.029

0.022

0.88

0.30

1






缩空气净化系统配置方案


 常规压缩空气系统配置

一般保护性用途

空气品质符合ISO8573.1:质量等级2.-.4

· 去除大量水份和固态杂质

· 一般保护性用途

· 其他高效率过滤器A级之前置过滤器

· 冷冻式干燥机必备之前后置过滤器



空气品质符合ISO8573.1:质量等级1.-.2

· 可取代无油式空压机

· 高品质空气源。

· 吸附式干燥机必备之前后置过滤器。

· H级活性碳过滤之前置过滤器。


无油空气源


低露点系统

空气品质符合ISO8573.1:质量等级1.4.1压力露点可达 +2°C。

· 无油无水高质量空 气源。

· 冷冻式干燥机前后 置过滤器标准配备。

· 活性碳过滤器为选择性或特殊配备



空气品质符合ISO8573.1:质量等级1.-.2

· 可取代无油式空压机

· 高品质空气源。

· 吸附式干燥机必备之前后置过滤器。

· H级活性碳过滤之前置过滤器。


无油空气源


 食品饮料级压缩空气系统配置图

说明:1.蒸汽过滤器由下方和主管路相连

     2.安装后先不要装过滤器通风24小时后(同时轻敲管道以让碰头碎碴落下)再装上滤芯,灭菌后使用。

     3.出口温度须降到35℃以下,以免油份变成油蒸气,不利达到无油状态。








压缩空气中油的危害:

     在一些要求比较严格的地方,比如气动控制系统中,一滴油能改变气孔的状况,使原本正常的自动运行的生产线瘫痪。有时,油还会将气动阀门的密封圈和柱要胀大,造成操作迟缓,严重的甚至堵塞,在由空气完成的工序中,如吹形件,油还会造成产品外形缺陷或外表污染。

* 油污的主要来源

     由于大部分压缩空气系统都使用油润滑式压缩机,该机在工作中将油汽化成油滴。它们以两种方式形成:一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”,其直径在1-50um。另一种是在润滑油冷却高温的机体时,汽化形成的“冷凝型液滴”,其直径一般小于1um,这种冷凝油滴通常占油污重量超过50%,占全部油污实际颗粒数量超过99%。

* 无油压缩机是否含油污

     在最理想的工作状态下,此类压缩机也会产生不少于0.5ppm W/W的碳氢化合物,即按100scfm气量计,每月产生的汽化冷凝液也超过15ml.


饱和水蒸气量表(饱和绝对湿度)


温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

温度

( )

饱和线

绝对湿度

(g/m3)

-50

0.0617

-33

0.345

-16

1.48

1

5.19

18

15.4

35

39.6

-49

0.0689

-32

0.378

-15

1.61

2

5.56

19

16.3

36

41.7

-48

0.0767

-31

0.414

-14

1.74

3

5.95

20

17.3

37

73.9

-47

0.0653

-30

0.453

-13

1.88

4

6.36

21

18.3

38

46.2

-46

0.0950

-29

0.496

-12

2.03

5

6.79

22

19.4

39

43.6

-45

0.106

-28

0.542

-11

2.19

6

7.26

23

20.6

40

51.5

-44

0.117

-27

0.592

-10

2.36

7

7.75

24

21.8

41

53.7

-43

0.130

-26

0.646

-9

2.54

8

8.27

25

23.0

42

56.4

-42

0.144

-25

0.705

-8

2.74

9

8.82

26

24.4

43

59.3

-41

0.159

-24

0.738

-7

2.95

10

9.40

27

25.8

44

62.2

-40

0.176

-23

0.863

-6

3.17

11

10.0

28

27.2

45

65.3

-39

0.194

-22

0.909

-5

3.41

12

10.7

29

28.7

46

68.5

-38

0.214

-21

0.989

-4

3.66

13

11.3

30

30.3

47

71.9

-37

0.236

20

1.07

-3

3.93

14

12.1

31

32.0

48

75.4

-36

0.260

-19

1.17

-2

4.22

15

12.8

32

33.8

49

79.0

-35

0.286

-18

1.26

-1

4.52

16

13.6

33

35.6

50

82.8

-34

0.314

-17

1.37

0

4.85

17

14.5

34

37.5







吸干机的分类及运行原理


 

吸附式干燥机的分类

吸附式干燥机分为简易型吸附式干燥机(一次性)和再生型吸附式干燥机(自动循环型)。我们日常多采用再生型吸附式干燥机,简易型吸附式干燥机多用于小型实验室。

再生型吸附式干燥机一般分为无热再生吸附式干燥机和有热再生吸附式干燥机。

有热再生吸附式干燥机根据加热方式又可分为内加热型吸附式干燥机和外加热型吸附式干燥机。

再生吸附式干燥机运行原理

再生吸附式干燥机由两个又联机筒组成,机筒里装满干燥剂(干燥剂的表面能吸收水份)。两个机筒轮流接通和关闭气流,交替进行干燥和再生运行,从而使气流能持续接触干的干燥剂来达到脱湿干燥的目的。

无热再生吸附式干燥机的干燥原理

无热再生吸附式干燥是通过“压力变化”来达到干燥效果。由于空气容纳水汽的能力与压力呈反比,其干燥后的一部分干燥空气(称为再生气)减压膨胀至大气压,这种压力变化使膨胀空气变得更加干燥,然后让它流过水接通气流的需再生的干燥剂层(即已吸收足够水汽的干燥塔),干燥的再生气吸出干燥剂里的水分,将其带出干燥机来达到脱湿干燥的目的。

无热再生吸附式干燥机一般要消耗15%左右的再生压缩空气。

有热再生吸附式干燥机的干燥原理

有热再生吸附式干燥机是通过“温度变化”来达到干燥效果,因为空气容纳水汽的能力与温度呈正比。

内加热型吸附式干燥机是让少量干燥空气(称为再生气)流过再生的干燥剂层并启动内置在机筒的加热器,产生的高温空气会吸出干燥剂里的水分,将其带出干燥机。

外加热型吸附式干燥机是一种让少量干燥空气(称为再生气)流过外置的加热器再吹过需再生的干燥剂层,产生的高温空气会吸出干燥剂里的水分,将其带出干燥机。

外加热型吸附式干燥机另一种是通过鼓风机将普通空气吹过外置在机筒的加热器,产生的高温空气可吸出干燥剂里的水分,将其带出干燥机。此种外加热型吸附式干燥机不需要消耗压缩空气,即再生气消耗时为0



ISO8573《一般用压缩空气质量等级》


ISO8573《一般用压缩空气第一部分污染物和质量等级》

表1 最大粒子尺寸和浓度

等级

粒子尺寸um

浓度mg/m3

1

0.1

0.1

2

1

1

3

5

5

4

15

8

5

40

10

注:粒子尺寸决定于过滤比BN=20,绝对压力1bar,温度20℃,相对蒸汽压力0.6,就注意在高于大气压时,污染相对增高,就规定测量办法。



表2 压力露点(最大值)

等级

压力露点

1

-70

2

-40

3

-20

4

+3

5

+7

6

10

7

不规定

注:当要求更压力露点时,必须特别指是,此标准的最后精度通常满足ISO7183要求,推荐的最大水含量将随着压缩空气预计的使用场所变化。



表3 最大含油量

等级

mg/m3

1

0.01

2

0.1

3

1.0

4

5

5

25

注:1bar(绝对压力)20℃。相对蒸汽压力0.6,应当注意,压力高于大气压时,污染物的浓度会相应增加。无油润滑空压机的排气质量受进气和压缩机本身结构的影响,测试方式的最低精度通常是该极限值的20%。




表4-1 推荐一级典型应用的质量等级

应用

典型质量等级

固体颗粒

空气搅拌

3

5

3

制鞋制鞭机

4

6

5

制砖、制玻璃机

4

6

5

零件清洗

4

6

4

颗粒产品输送

2

6

3

粉状产品输送

2

3

2

铸造机械

4

6

5

食品饮料加工

2

6

1

机动工具

4

3

5

采矿

4

5

5

包装和纺织机械

4

3

3-2

摄影胶片生产

1

1

1

公共土木建筑

4

5

5

凿岩机

4

5-2

5

喷砂

-

3

3

喷涂(漆)

3

3-2

1

焊机

4

6

5


表4-2 典型零件质量等级

应用

典型质量等级

固体颗粒

空气轴承

2

3

3

控制仪表

2

2

3

气流动向




气缸(往复式)

3

3

5

气缸(回转式)




(重型空气马达)

4

6-1

5

(轻型空气马达)

3

3-1

2

(空气透平)

2

2

3

(工业手动工具)

4

5-6

5-4

方向控制阀




射流

2

2-1

2

射流探测器

2

2-1

2

逻辑运动元件

4

6

4

气动仪表

2

3

3

精密(流量)调节阀

3

2

3

一般车间用空气

4

6

5