[科普中国]-冷冻空气压缩干燥机

压缩空气的净化是指除去水分、油分和粉尘,使之达到一定的质量等乳但净化的关键是进行干燥处理,因为油分、粉尘可用油分离器和各种过滤器清除,而空气中的水蒸汽常以过热方式存在,用一般机械方法无法清除。因此,虽然一个完善的净化系统应由许多部件组成,但关键的设备是压缩空气干燥机。

国外在五十年代就使用了加热再生式吸附干燥器,这类干燥器基本满足了当时气动仪表及其它气动系统的要求。六十年代起,无热再生式吸附干燥器问世,由于避开了复杂的加热设备,吸附剂又可再生,大大降低了成本和运行费用,因此,一经出现,就在工业发达国家得到广泛应用。

压缩空气净化的必要性压缩空气作为一种高品质动力源,由于其具有储存性、流动性和适应于动力变化等优点,被日益广泛地用于国民经济各部门。但由于压缩空气中所含的水分、油分和粉尘等对其使用设备和生产产品的危害极大,因此,大大降低了使用压缩空气带来的效益。例如,对气动系统来说,压缩空气中的水分会造成部件锈蚀,油分能使橡胶密封件老化失效,粉尘会造成部件的磨损和通道的堵塞。据分析,气动系统的故障停机80%以上是由此而引起的。

对工艺上应用压缩空气的各行业,如化工、医药、食品、橡胶、纺织、喷漆、通信等,气体污染的危害更不可低估。现代通信电缆必须充人干燥的压缩空气,否则在高频下绝缘无法保证,信号的输送会受到严重影响。压缩空气的水和油会使喷漆、喷涂的质量下降,它还会使许多化工流程无法实行。至于医药食品行业对压缩空气进行净化处理就更有必要了。1

国内外压缩空气干燥机发展概况国外在五十年代就使用了加热再生式吸附干燥器,这类干燥器基本满足了当时气动仪表及其它气动系统的要求。六十年代起,无热再生式吸附干燥器问世,由于避开了复杂的加热设备,吸附剂又可再生,大大降低了成本和运行费用,因此,一经出现,就在工业发达国家得到广泛应用。

七十年代后期,因制冷机的成本降低,而可靠性得到提高,使冷干机的应用日益增多。进人八十年代,法、英与美国相继对冷干机的空气换热器与蒸发器进行了改进,使机组在体积上大大减小,性能进一步提高。当今,国外与空压机配套的冷干机组配套率已达到30%,并且空气净化已形成系列。

国内在这方面大约晚起步了十年。六十年代加热再生式吸附干燥器才开始在我国应用,七十年代末,开始研制无热再生式吸附干燥器,八十年代初,长春气动元件厂生产出第一台冷干机,八个月后,无锡气源净化设备厂也研制成功。目前我国在空气净化与干燥方面的应用尚属起步阶段,冷干机与空压机的配套率在86年前仅为2%,现已达6%,发展很迅速,九三年冷干机的全国各厂家销售额已为每年3500万元左右。

正因为冷干机有造价低、性能可靠、维护方便、析出水分的同时还能除去油污,以及产品(压缩空气)质量特别适合一般工业需要等这样许多吸附式无法比的优点,所以国内外生产和使用的大多是冷干机。1

存在的问题冷干机在生产销售、竞争中不断改进,推动了冷干机设备的发展,从而大大提高了压缩空气的质量,促进了压缩空气气动控制系统的广泛应用。

冷干机中制冷系统的工况介于空调和制冷工况之间,更接近于空调工况,一般用空调的计算设计即可。但是,冷干机的负荷变动很大,这是制冷或空调所未遇到的。目前在冷干机上采用热力旁路阀就是为了这个目的。近年来国外又开始采用变频的方法控制制冷压缩机的转速,实施“质,调节,也是为此目的。

负荷的变动不仅仅反映在制冷能力的大小变化之上,也反映在压缩空气处理量的变化上。由于流量的变化,空气一一空气换热器及蒸发器的换热系数也会改免特别是预冷器与蒸发器的传热负荷配比上也会发生变化,因此这里又存在一个“优化”的问题按目前我们分析人砚,并不是预冷器越大就越好,因为当预冷器设计较大时,蒸发器相对负荷就小,结果其动态转性就很差。过去把节能率设计指标提高到50%左右,现在已经把它降到了25-20%。就目前冷干机国内外的资料来看,大多是产品说明书,而缺乏对冷干机性能系统的分析和实验研究,使冷千机系列产品的开发和改进仍处于经验阶段,严重影响冷干机的发展及质量的提高。由此可见,冷干机的开发和改进无论是国内还是国外,均处在开发阶段,还有许多问题可以研究。1

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学