【壓縮機網】壓縮空氣凈化設備又稱為空壓機后處理設備，通常包括后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥機和過濾器等，其主要作用是去除壓縮空氣中的水、油分和粉塵顆粒等雜質。隨著我國工業(yè)不斷轉型升級，以及“雙碳”目標的提出，對包括空壓機等在內的各種耗能設備的能效水平提出了更高要求。因此，行業(yè)各方對空壓機后處理設備中耗電量最大的干燥器，給予越來越多的關注。

　　1、為什么需要配干燥器？

　　空壓機的工作介質是空氣，來自于大氣環(huán)境。但是，我們都知道，看起來純凈的空氣不是一種單純的物質，而是一種混合物。除了氮氣、氧氣、二氧化碳等氣體成分外，還含有灰塵、沙子、棉絮等固體顆粒以及水蒸氣等。

　　空氣中為什么會有水蒸氣呢？這是因為在江河湖海以及各種自然環(huán)境中廣泛存在的液態(tài)水，液態(tài)會隨著溫度的波動變化不停轉化為水蒸氣進入空氣中，所以無論處于何時何地，空氣當中都含有水蒸氣，只是因條件不同其含量會有所不同。通常我們把含有水蒸氣的空氣稱為潮濕空氣。

　　空壓機吸入空氣的水蒸氣含量總是大于壓縮空氣后達到一定溫度時壓縮空氣中所能容納的最大水蒸氣含量，多出來的水蒸氣就會變成液態(tài)水從壓縮空氣中分離。也就是說，潮濕空氣經過空壓機壓縮后會變得過飽和，空氣中的水分會沉淀成液體。

　　如果壓縮空氣含水，會把下游用氣設備上的潤滑油帶走，導致設備運行不良，效率降低；凝結水還會加快管道中閘閥、低洼處的腐蝕生銹；損壞管道，如冬季在管道低點發(fā)生存水凍潔，管道崩裂；如果壓縮空氣含水量超標，還會造成下游生產出現(xiàn)瑕疵品、報廢品等。

　　2、干燥機除水原理

　　相對濕度（RH）和壓力露點（PDP）是衡量壓縮空氣干燥程度的主要指標，壓縮空氣相對濕度越低，所含的水蒸氣越少，壓縮空氣越干燥，所以在經濟性許可的范圍內，壓縮空氣的相對濕度越低越好。由壓力露點可知，一定溫度條件下壓縮空氣中所能容納的水蒸汽含量是有限的，過量會達到飽和。

　　溫度越低，壓縮空氣中最大水蒸氣含量越少，利用干燥機把壓縮空氣中的壓力露點降低，比如降低到7℃，這時候壓縮空氣的最大水蒸氣含量是7.732g/m3，再把壓縮空氣升溫到環(huán)境溫度，比如25℃（最大水蒸氣含量22.830g/m3），而此時壓縮空氣只含有 7.732g/m3的水蒸氣，對比最大水蒸氣含量22.830g/m3，則相對濕度（RH）=7.732g/m3÷22.830g/m3 =33.87%，那么壓縮空氣就從空壓機出口相對濕度100%下降到33.37%，達到干燥的目的。這就是壓縮空氣實際應用中降低壓縮空氣壓力露點（PDP）達到干燥除水的原理。

　　3、壓縮空氣干燥裝置分類

　　干燥機根據(jù)干燥原理和技術的不同，通常有冷凍式干燥機、吸附式干燥機和膜式干燥機三大類。由于水低于0℃就會由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，也就是結冰，所以冷干機即冷凍式干燥機不能實現(xiàn)低于0℃的干燥效果；如果需要壓力露點低于0℃的干燥效果，則需要選用吸干機即吸附式干燥機和膜式干燥機。

　　3.1冷凍式干燥機

　　冷干機是充分利用氟利昂，將空氣水分經過冷凝之后分離，以達到除水效果。這個過程，通常將降低壓力露點到3～10℃（不同品牌冷凍式干燥機有不同的排氣壓力露點，排氣壓力露點越低，則冷凍式干燥機性能越好），把壓縮空氣中的水蒸氣凝結為液態(tài)水并分離排出。

　　3.2吸附式干燥機

　　吸干機顧名思義是利用干燥劑的吸附作用。利用高吸水性的氧化鋁、分子篩或硅膠，在運行時當有氣體經過干燥器，會使水分通過吸附干燥劑而被吸附，從而達到干燥效果。

　　對于吸附式裝置，吸附劑在工作之后需要通過活化吸附劑再生，再生方式包括無熱再生、有熱再生兩種。

　　3.2.1無熱再生

　　無熱再生裝置原理是變壓吸附。在加壓的條件下，水分被吸附。水分吸附過程是放熱過程，解吸過程是吸熱過程。水分吸附釋放的熱量可為解吸所用，而不用再單獨提供額外的熱量。這種裝置的體積相對較小，結構比較簡單，維護起來相對容易。

　　3.2.2 有熱再生

　　有熱再生可分為外加熱再生、余熱再生、內熱再生、微熱再生等多種方式。

　　(1)外加熱再生：該種干燥設備通過風機的作用，將加熱后的空氣輸送至干燥器進行吸水處理，吸水后的干燥器經過烘干便完成了再生過程。

　　(2)余熱再生：該種干燥設備是基于有熱再生的基礎上改進的。其無需外部加熱器，僅通過熱交換器便能夠將多余蒸汽以及空壓機壓縮熱量轉為再生熱能，以實現(xiàn)余熱再生的效果。

　　(3)熱能再生：該種干燥設備采用遠紅外線電熱管的方式，將干燥器直接加熱再生。其特點是無需風接送風，相比現(xiàn)有的外加熱裝置來說，具有體積較小、能耗低的優(yōu)點。

　　(4)微熱再生：該種干燥設備是基于無熱再生前提下進行再生過程的。其使用小功率電加熱器實現(xiàn)空氣加熱，進一步加快活化吸水干燥劑，反吹再生，其可有效減少再生空氣量損耗。

　　3.3膜式干燥機

　　膜式干燥機內部裝有成千上萬帶有內涂層的細小中空聚合纖維管，這些纖維管具有選擇性滲透功能。當壓縮空氣流經這些細小纖維管內部，壓縮空氣中的水蒸氣會穿透膜壁，而壓縮空氣繼續(xù)在內部通過，從而達到分離除水的目的。膜式干燥機一般可以達到-20℃～3℃的壓力露點，并且操作簡單，安裝限制少，靜音運行，能滿足一些特定應用場合的需求。

　　4、壓縮空氣干燥機選用

　　壓縮空氣干燥凈化的流程主要是干燥、過濾的過程，同時也是一個溫度不斷降低的過程，溫度在凈化過程中扮演者重要的角色，進氣溫度、環(huán)境溫度都會直接影響干燥、凈化的效果。

　　目前，國際上衡量壓縮空氣含水量的標準是ISO8573-1:2010，轉換到國內標準是GB/T 13277.1 -2008《壓縮空氣 第1部分: 污染物凈化等級》（目前替代2008版的GB/T 13277.1-2023已發(fā)布，2023年12月1日實施）。標準規(guī)定了壓縮空氣壓力露點從-70℃～10℃六個等級，壓力露點數(shù)字越低，則代表壓縮空氣品質要求越高，壓縮空氣越干燥。

　　從干燥效果出發(fā)：吸附式干燥機可達-20℃至-70℃左右，干燥效果好，除水約99.85%；冷凍式干燥機在2-10℃，干燥效果一般，除水約95%左右。

　　從環(huán)保角度出發(fā)：吸附式干燥機無毒無異味無污染；冷凍式干燥機是采用氟利昂R22、R12、R404等制冷劑，屬有毒、非阻燃物質。

　　從安裝角度出發(fā)：吸附式干燥機可隨意隨地安裝（除怕潮外）；而冷凍式干燥機需要考慮通風和散熱條件，冷卻水過濾、更換等。

　　從價格方面考慮：吸附式干燥機價格貴（首次投資比較大），需更換吸附劑；冷凍式干燥機價格相對便宜些，但配件多，銅管、鋁鰭片易破裂、腐蝕，故障率較高。

　　當然，干燥器選型不止于此，還需要考慮空壓機排氣量和平均最大用氣量。主要是由于除冷凍干燥器無需損耗成品外，其余均會損耗部分成品氣，進而影響對終端設備的供氣量。比如外加熱再生干燥裝置，經過加熱之后，干燥劑冷吹風需消耗5%成品氣。如果采用內熱再生干燥器，那么需消耗8%的成品氣；如果采用微熱再生干燥方式，則需要消耗12%成品氣；如果采用無熱再生干燥方式，則需消耗15%成品氣。眾所周知，由于轉化效率問題，壓縮空氣是一種昂貴的能源，這些額外氣體損失，往往會扭轉客戶選擇干燥機的意愿。

　　除了以上因素之外，為干燥器選型時還要考慮空壓機排氣溫度、壓力等因素。需要注意的是，在整個壓縮空氣系統(tǒng)中，儲氣罐具有穩(wěn)定氣流、冷卻、排污、儲存氣體的作用，所以當有需要時，在壓縮空氣和干燥凈化設備之間、干燥凈化設備與終端用氣設備之間，建議都設置儲氣罐。

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