【壓縮機(jī)網(wǎng)】壓縮空氣作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要?jiǎng)恿υ粗唬淦焚|(zhì)的可靠性對(duì)于正常生產(chǎn)的重要性不言而喻。一般，對(duì)于壓縮空氣的品質(zhì)要求，主要關(guān)注壓縮空氣中的水、油、塵等污染物的含量指標(biāo)。其中，油污染物、水油混合污染物等污染物的去除，一直是壓縮空氣品質(zhì)提升的難點(diǎn)。

　　對(duì)壓縮空氣中油含量有嚴(yán)格要求的生產(chǎn)過程中，大多企業(yè)都選擇無油壓縮空氣系統(tǒng)，其中以螺桿式無油壓縮機(jī)應(yīng)用最為廣泛。干式螺桿無油壓縮機(jī)通過一對(duì)相互嚙合的轉(zhuǎn)子對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，壓縮腔室空氣不與油接觸。此外，水螺桿無油壓縮機(jī)以水取代潤(rùn)滑油，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的潤(rùn)滑、冷卻、密封和降噪。這兩類產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多，但也存在一些問題。比如，這兩類壓縮機(jī)壓縮腔室內(nèi)的空氣雖都不與潤(rùn)滑油接觸，但無法處理本身空氣中所含微量的油類雜質(zhì)，在沒有后續(xù)深度除油設(shè)備的情況下，用這兩類壓縮機(jī)得到的壓縮空氣中油含量很難達(dá)到ISO8573.1-2010中要求的Class_0級(jí)無油標(biāo)準(zhǔn)。

　　另外，干式螺桿無油壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的特殊涂層會(huì)在使用過程中磨損，壓縮效率隨使用時(shí)間衰減；其保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用不菲。水潤(rùn)滑螺桿無油壓縮機(jī)由于向壓縮腔室內(nèi)注水潤(rùn)滑，因空氣本身并不潔凈，需要對(duì)循環(huán)水進(jìn)行凈化，否則可能會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子等部件產(chǎn)生腐蝕且轉(zhuǎn)子對(duì)材料要求較高，綜合成本并不低。

　　用非無油壓縮機(jī)制取“無油”壓縮空氣，即采用常規(guī)的有潤(rùn)滑油壓縮機(jī)獲取壓縮空氣，再通過后端除油設(shè)備處理，進(jìn)而獲得無油壓縮空氣。后端處理技術(shù)中，最具有典型代表性兩種是吸附除油和催化氧化除油。

　　吸附除油主要利用吸附性的材料，如活性炭等，對(duì)油污染物進(jìn)行吸附除油，該方法簡(jiǎn)單高效。選擇高品質(zhì)的吸附材料，容易獲得無油壓縮空氣。但其問題是吸附材料的吸附容量較為有限，一旦吸附飽和，即需更換，且不易判斷，后端被油類雜質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)較大，綜合使用成本并不低。

　　催化氧化方式除油，其技術(shù)原理是油類（C6+碳?xì)漕惢旌衔铮┪廴疚镌谝欢ǖ臏囟燃按呋瘎┑淖饔孟罗D(zhuǎn)化為二氧化碳和水。本文將對(duì)催化氧化除油特點(diǎn)進(jìn)行分析，為獲取無油壓縮空氣提供思路。

　　一、催化氧化除油技術(shù)的特點(diǎn)

　　1.技術(shù)成熟可靠

　　催化氧化技術(shù)從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)，至今已有近50年發(fā)展歷史，由于其操作條件溫和，對(duì)設(shè)備的要求不高，在工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用，久經(jīng)實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)的應(yīng)用驗(yàn)證，技術(shù)可靠性強(qiáng)。壓縮空氣中的油污染物，從化學(xué)成分上來看是C6+類的有機(jī)化合物，催化氧化技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高效轉(zhuǎn)化脫除。

　　2.能徹底解決壓縮空氣油污染問題

　　催化氧化技術(shù)可有效去除液態(tài)油、油霧、油氣凝膠，也能去除最難處理的油蒸氣。既能去除壓縮機(jī)潤(rùn)滑油混入壓縮空氣內(nèi)的油，也能去除進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣中的油。因此，以催化氧化技術(shù)為基礎(chǔ)的壓縮空氣凈化設(shè)備既可應(yīng)用于有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)后端，也能應(yīng)用在無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的后端，徹底解決壓縮空氣中油類污染物的問題。

　　3.設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本低

　　催化氧化技術(shù)的關(guān)鍵核心之一是催化劑，其作用是使油類污染物能夠在較低溫度下轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。催化劑本身并不發(fā)生改變，不存在反應(yīng)消耗問題，因此，理論上可以一直使用，即使考慮到使用條件及環(huán)境因素的影響，也有較長(zhǎng)使用壽命，對(duì)于用戶而言，后期維護(hù)保養(yǎng)成本低。

　　4.整套系統(tǒng)的通用性強(qiáng)

　　基于催化氧化的后端壓縮空氣凈化設(shè)備可搭配螺桿式油潤(rùn)滑壓縮機(jī)、無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)、活塞式壓縮機(jī)、渦旋機(jī)、旋片式壓縮機(jī)等多種類型壓縮機(jī)，而且適用壓力范圍廣，高壓、中壓、低壓均可配置，可以填補(bǔ)部分壓力下沒有相關(guān)無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)設(shè)備可選的空白。

　　5.整套系統(tǒng)采購(gòu)成本低

　　與上文提到的無油螺桿壓縮機(jī)和水潤(rùn)滑螺桿壓縮機(jī)不同，催化氧化除油技術(shù)在國(guó)內(nèi)已開發(fā)且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其產(chǎn)品品質(zhì)與國(guó)外同類產(chǎn)品相比毫不遜色，甚至在某些方面已經(jīng)領(lǐng)先，且價(jià)格更為合理。對(duì)于大多數(shù)壓縮空氣用戶而言，直接在已有的壓縮機(jī)后端配置催化氧化除油系統(tǒng)，即可滿足其使用無油壓縮空氣的需求。

　　二、催化氧化除油技術(shù)的短板

　　催化氧化除油設(shè)備的短板主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1.催化劑需要在一定的溫度下使用，才能高效發(fā)揮作用，因此，這類設(shè)備冷開機(jī)時(shí)，需要預(yù)熱時(shí)間，預(yù)熱時(shí)間不夠，催化劑床層溫度達(dá)不到要求，處理效果會(huì)大打折扣。
2.催化氧化除油設(shè)備通過內(nèi)置換熱器和設(shè)置保溫層，可以將系統(tǒng)內(nèi)的熱量高效利用，但由于壓縮空氣本身會(huì)帶走熱量，以及少量的熱散失，因此，需要消耗額外的電能轉(zhuǎn)化成熱能，來補(bǔ)充這部分熱量損耗，以維持催化劑床層溫度，確保催化氧化除油過程的高效進(jìn)行。

　　3.當(dāng)壓縮機(jī)油氣分離系統(tǒng)出現(xiàn)故障，大量跑油的情況下，短時(shí)間大量的油通過催化氧化床層，高速分解轉(zhuǎn)化過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱，導(dǎo)致系統(tǒng)超溫。為確保系統(tǒng)安全，設(shè)備配套的自診斷系統(tǒng)判斷油含量過高或者系統(tǒng)超溫時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷進(jìn)氣閥門，此時(shí)雖然保護(hù)了裝置與壓縮空氣系統(tǒng)，但會(huì)造成供氣中斷，影響到后續(xù)工序的生產(chǎn)用氣。

　　4.催化氧化過程將壓縮空氣中的油轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，處理后壓縮空氣中的水和二氧化碳含量上升，可能會(huì)影響到后端的用氣設(shè)備。

　　三、催化氧化法除油短板的風(fēng)險(xiǎn)防控

　　對(duì)于催化氧化除油技術(shù)的短板，通過流程的優(yōu)化及合理的技術(shù)組合是比較容易解決的，使其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)完全可控。由于每個(gè)廠家對(duì)于此類設(shè)備的設(shè)計(jì)理念和風(fēng)險(xiǎn)控制上存在一定差異，這里以重慶鮑斯凈化設(shè)備有限公司（以下簡(jiǎn)稱：鮑斯凈化）的產(chǎn)品為例，介紹應(yīng)對(duì)方案。鮑斯凈化作為國(guó)內(nèi)首家推出催化氧化除油技術(shù)并獲得德國(guó)TüV Class_0級(jí)無油認(rèn)證的壓縮空氣后處理廠家，在基于催化氧化除油核心技術(shù)研發(fā)方面做了大量基礎(chǔ)研究和工業(yè)試驗(yàn)的工作，基于研究數(shù)據(jù)和豐富的研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，為設(shè)備的可靠運(yùn)行提出了可行性方案。

　　1.設(shè)備首次開機(jī)需要進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到一定溫度后才會(huì)開啟閥門讓壓縮空氣通過，避免未經(jīng)除油的氣體直接進(jìn)入后方管路。對(duì)于2天以內(nèi)的停機(jī)（以10Nm₃/min處理量設(shè)備為例，停機(jī)耗電量為每12h約3kW），建議用戶可選擇不關(guān)機(jī)，或者設(shè)置預(yù)約開機(jī)時(shí)間來讓設(shè)備在投用前自動(dòng)啟動(dòng)。同時(shí)為用戶預(yù)留了物聯(lián)網(wǎng)選配模塊，可通過遠(yuǎn)程操作，提前開機(jī)。

　　2.設(shè)備選用高效率的板式換熱器，對(duì)反應(yīng)后的熱量進(jìn)行回收，處理每立方米壓縮空氣所需要的電耗低至5W。配合目前市面上的油潤(rùn)滑節(jié)能壓縮機(jī)來使用，相對(duì)于干式無油壓縮機(jī)可有效的降低總能耗。

　　3.系統(tǒng)耐壓耐溫設(shè)計(jì)上留有足夠的富余量，確保設(shè)備超溫時(shí)的安全?？刂葡到y(tǒng)上，鮑斯凈化采用全自動(dòng)的PLC控制器，對(duì)設(shè)備運(yùn)行溫度進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)異常進(jìn)行自我保護(hù)并快速切斷氣源以保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)確保含油壓縮空氣不會(huì)污染后方管路。系統(tǒng)配備獨(dú)立冗余的安全控制系統(tǒng)確保其PLC控制失效的情況下，系統(tǒng)仍然安全可靠。

　　4.對(duì)于有連續(xù)性用氣需求的用戶，鮑斯凈化可提供不斷氣的供氣方案。當(dāng)設(shè)備故障或保護(hù)停機(jī)時(shí)，自動(dòng)啟用旁路的活性炭吸附過濾除油系統(tǒng)，以確保供氣的連續(xù)性，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此時(shí)，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況安排生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)，或維修保養(yǎng)壓縮機(jī)、凈化設(shè)備等，使生產(chǎn)受各種異常情況的影響降至最低。

　　5.催化氧化類除油設(shè)備可以保護(hù)吸附式干燥機(jī)中的吸附劑不受油的污染，一般選擇安裝在其前端。對(duì)安裝在冷干機(jī)后端的情況可做如下分析。壓縮空氣在經(jīng)冷干機(jī)處理后，不僅能脫除水分，而且可以脫除部分油類污染物。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，油潤(rùn)滑螺桿式壓縮機(jī)后端冷干機(jī)出口壓縮空氣中總油含量在1.2mg/Nm³（壓力露點(diǎn)5℃，壓力：8barG），若將此部分油（以C18平均分子量的飽和烴計(jì)）全部經(jīng)催化氧化為水和二氧化碳，計(jì)算得到壓縮空氣增加的露點(diǎn)值不到0.1℃，在此情況下，催化氧化所生成的水對(duì)于壓縮空氣露點(diǎn)影響基本可以忽略不計(jì)；生成的二氧化碳在壓縮空氣中濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大氣中本身所含的二氧化碳，因此影響可以忽略不計(jì)。

　　6.作為綜合性壓縮空氣后處理設(shè)備供應(yīng)商與服務(wù)商，鮑斯凈化在催化核心材料、工藝流程、控制方式、分段式檢測(cè)、設(shè)備制造的各個(gè)環(huán)節(jié)均執(zhí)行最嚴(yán)格地管控。專家化的技術(shù)團(tuán)隊(duì)為產(chǎn)品不斷創(chuàng)新提供支持。鮑斯凈化的售前與售后團(tuán)隊(duì)會(huì)根據(jù)客戶的用氣需求，從客戶生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，提供個(gè)性化、定制化配置方案，確保用氣的安全、可靠、穩(wěn)定、持續(xù)。

　　總之，從壓縮空氣品質(zhì)、設(shè)備投入、維護(hù)成本、綜合能耗、用氣可靠性等方面來看，采用催化氧化除油技術(shù)獲取無油壓縮空氣是一種較佳的技術(shù)方案。

 

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