液态水变为气态水△H(压缩空气系统含水超标的科学解决办法)

在现代工业中,压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源。由于压缩空气在管道和用气端容易产生冷凝水,这对企业的安全生产产生了严重影响。空压机产生的压缩空气必须经过后处理设备处理后才能使用。市场上大部分空压机系统的后处理部分采用粗放式集成,使用的冷冻式干燥技术远达不到现代工业生产的要求。
(一)为什么压缩空气中会产生冷凝水?
压缩空气中的水分主要来源于大气,无论是春夏秋冬,大气中都含有一定的水分。在空气压缩的过程中,来自环境的空气被压缩至其原始体积的1/8(在0.7MPa压力下)。空气中的水蒸气在压缩或降温过程中会形成水雾或液态水,从而影响压缩空气的品质。
压缩空气中的水存在两种形态:液态和气态,这两种形态可以相互转化。这使得压缩空气的稳定除水成为一个世界性的难题。下表清晰地展示了压缩空气含水量在空压系统中的变化情况:
参数表格:
| 大气环境 | 空压机 | 冷干机(℃) | 吸干机(℃) |
||--|--|--|
| 前 | 中 | 后 | 10 | 7 | 3 | -20 | -40 | -70 |
| 压力(MPa) | 0.1 | 0.8 | 0.75 | 0.7 |
| 温度(℃) | 20 | 20 | 80 | 35 | 25 | 35 || 湿度(%) | 60 | 60 | 99 | 100 | 38 | 31 | 23 || 含水量(g/m) | 17.3 | 17.3 | 17.3 | 12.5 | 9 | 7.3 | 5.6 || 除水量(g/m) 除水率(%)水的形态 | (此处表格内容需根据实际情况进行填充)
为了准确衡量压缩空气含水量的高低,我们引入了压力概念。ISO8573-1:2010和JB/T 5967-2007对压缩空气品质标准做了如下规定:
ISO8573-1:2010压缩空气质量等级:
| 压力(℃) | 压缩空气含水量 | 应用行业 |
||-|-|
| ≤-70 | ≤0.0018 | 精密电子、摄影软片制造等|
| ≤-40 | ≤0.091 | 一般电子器件、精密机械、食品、品、喷涂、射流元件、气动元件等|
| ≤-20 | ≤0.7 | 气缸、气动马达、控制阀、包装、粉末输送、机床、机械、气流织机等|
| ≤+3 | ≤5.4 | 马达、家具、激光切割等|
| ≤+7 | ≤7.1 | 气缸、马达、气动工具等|
| ≤+10 | ≤8.7 | 工厂一般用气等
(二)压缩空气中的水分有哪些危害?
在现代自动化生产中,压缩空气的干燥工艺在气源净化流程中起着至关重要的作用。压缩空气中水分含量不仅会影响管道、阀门、仪表及各种执行机构的正常工作及寿命,而且直接影响最终产品的内在质量。特别是一些对水分敏感的生产环节,如电子产品的制作流程、高级喷涂、生物医、芯片封装、航空航天、设备等领域,对压缩空气的含水量有极严格的规定。压缩空气中含水分造成的危害主要表现在:侵蚀管道和气动设备,缩短寿命,造成安全隐患;影响产品质量;与油、尘等混合,容易堵塞管道;损坏用气设备,造成停机;影响设备运行,降低生产效率;在寒冷地区,冷凝水结冰会造成管道冻结和冻裂;以及滋生微生物细菌等。
(三研)如何解决压缩空气系统含水超标的问题?
1. 液态水的解决方法:
通过空压机后部配冷却器、储气罐、气水分离器、冷干机、过滤器等组合拦截分离方法去除。市场上大部分冷干机的压力普遍在+10℃以上,一旦压力在+15℃或以上,车间用气端就会有冷凝水析出。
2. 气态水的解决方法:
通过吸附式干燥机去除。吸附式干燥机采用PSA变压吸附原理实现深度干燥效果。其主要工作有两个工作组,由于空气容纳水汽的能力与压力成反比,干燥后的一部分压缩空气(又称再生气)减压膨胀至大气压,这种压力变化使膨胀空气变得更干燥,然后让它流过需再生工作组的吸附剂,实现吸附剂水分脱附。两个工作组循环工作以获得连续深度干燥的压缩空气。
(四
