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壓縮空氣凈化設備的發展史

2018/09/19 15:26
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  壓縮空氣具有易儲存、易控制、流動性好及安全、環保等特點。因此壓縮空氣被認為是僅次于電力的第二動力源.

  空壓機后面配置的后冷卻器和水氣分離裝置被認為是最早的壓縮空氣干燥裝置??諌簷C的排氣溫度都在140℃以上,如此高溫度的壓縮空氣一般都無法直接使用。同時,由于活塞機和螺桿機特別是活塞機的工作方式,使得壓縮空氣的脈動較大。因此,在最初的壓縮空氣系統中,人們配套了儲氣缸、后冷卻器和水氣分離裝置。

  儲氣罐的作用是減少氣流脈動及存儲壓縮空氣。后冷卻器的作用是降低空壓機的排氣溫度度,經冷卻后的壓縮空氣溫度可以降到40℃以下。壓縮空氣被急劇冷卻后,有大量的水分析出。一部分由排水閥直接排出外,一部分經水氣分離器分離后排出。水氣分離器采用離心運動的原理,讓壓縮空氣以一定的線速度沿桶體做旋轉運動,將較大的油、水和固態微粒分離出來。

  后冷卻器的冷卻和氣液分離器的分離,構成了最初的壓縮空氣冷卻、凈化過程。實際上除了大量的水分外,還有大量的油污、粉塵及其他固態雜質也被一并排放掉了。

  早期的人們主要關心壓縮空氣的兩個主要參數,即額定壓力和額定流量。對壓縮空氣中含有的油污、冷凝水、顆粒雜質,以及這些雜質對下游設備造成的危害沒有太多的認識,更有甚者認為壓縮空氣中的油污對氣缸等執行元件的動作有潤滑作用,對機械有好處。但是,對氣動系統來說,壓縮空氣中水分會造成部件銹蝕,冬季會結冰,造成冰堵;油污常常造成密封件老化、失效;粉塵則加快了運行件的磨損。隨著壓縮空氣應用范圍的不斷擴大,用戶對壓縮空氣的品質越來越關注,逐步認識到由于壓縮空氣不潔帶來的危害。

  不斷出現的由于壓縮空氣品質低引起的損壞和事故,迫使人們開始尋找壓縮空氣干燥和凈化的方法。1952年SABROE 公司成立,其最早的產品就是吸附式干燥器,與更早就開始使用的過濾器一起,開始對壓縮空氣進行專業意義上的凈化。1965年,該公司開始生產冷凍式干燥機。1970年即生產出世界上最大的冷凍式干燥機(1666m3/min)。

  從時間發展來看,國外的壓縮空氣專業凈化公司大多成立于20世紀60~70年代。如:Domnick Hunter成立于1963年;Ultrafilter公司成立于1972 年。這些國外公司的主要特點如下:

  1)有比較完善的實驗和測量手段,能為用戶提供高品質的干燥和凈化設備。如:Domnick Hunter公司可進行DOP實驗(測量過濾器效率的一種方法),含油量的測量也是按照ISO8573標準進行的。國外新干燥器產品的試驗和研究常常與用戶聯合進行,許多設備的試驗和驗證都是在用戶裝置上進行的。這種聯合開發的方式保證了試驗的真實和實用性,最終保證產品100%地滿足用戶要求,同時縮短了試驗研究周期。

  2)注意環境保護。無論是Ultrafilter還是Domnick Hunter公司,都有自己的環保型油/水分離產品。凈化過程中系統排放的冷凝液往往是油、水乳化液,從環保角度出發,排放這種乳化液是非法的。油/水分離裝置可以使乳化液中的油水分離,使排放達到環保的要求。

  3)節能。如Ultrafilter公司生產的惰性氣體干燥器,讓解吸和冷凍都在封閉循環中進行,再生用的部分惰性氣體又被送回到原系統中,杜絕了直向空中排放造成的氣體浪費。同樣,該系統若被用于腐蝕性氣體的干燥,則可避免這類氣體對周圍環境產生二次污染。

  1983年,Pioneer Air System公司研制出首臺復合式干燥機。它采用前級冷凍干燥,后級吸附干燥的組合方式。該類干燥器的最大特點是節能。它將前級冷凍干燥機部分原本被浪費掉的冷凝余熱回收,對后級的再生氣體進行加熱,使再生氣耗量由15%減少到3%左右;同時,由于再生氣耗量的減少,降低了氣體的脈沖強度,延長了吸附劑的使用壽命,減少了吸附劑的材料耗費。這些產品創新都是基于節能環保的理念。

  20世紀70年代末、80年代初,國內的一些廠家開始研制壓縮空氣干燥器及其他凈化設備。國內最早使用的也是無熱再生干燥機。大約90年代初,國內的一些企業開始生產冷凍式干燥機。目前,國內廠家已經能夠提供從干燥機到過濾器的比較全面的配置設施,滿足大多數用戶對壓縮空氣干燥和凈化的要求。

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