【壓縮機(jī)網(wǎng)】隨著壓縮空氣在各個(gè)行業(yè)的廣泛使用，作為持續(xù)可再生的能源，在食品、醫(yī)療、精密制造、精密加工、材料包裝、鋼鐵冶煉等眾多場所使用。近年來，發(fā)現(xiàn)由于壓縮空氣不純凈造成不同產(chǎn)品的二次污染，出現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)降低，設(shè)施性能下降，故障增加、壽命縮減等現(xiàn)象。于是對長期使用過程進(jìn)行跟蹤記錄，對二次污染造成的事故類型進(jìn)行相關(guān)分類，結(jié)合壓縮空氣生產(chǎn)過程中接觸不同物質(zhì)，綜合分析了壓縮空氣中污染物來源及種類。

　　一、了解污染物來源

　　首先，我們的環(huán)境空氣本就含有各類污染物，如塵埃、水分等等，維持整個(gè)工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮空氣也是如此，它不斷受到肉眼看不見的各種微小物質(zhì)的攻擊，這些微小的攻擊者是誰？它們是一直存在于環(huán)境空氣中的眾多污染物，例如濕氣、灰塵和油跡。其中一些污染物還會(huì)在壓縮過程中添加進(jìn)去，例如用作潤滑劑的油，或者是可能會(huì)在輸送空氣過程中被夾帶的金屬附著物松脫產(chǎn)生的腐蝕性顆粒。所有這些物質(zhì)都可能對生產(chǎn)過程、壓縮空氣管道系統(tǒng)、工具以及產(chǎn)品造成嚴(yán)重?fù)p害。讓我們了解這些威脅，以便有效地保護(hù)壓縮空氣系統(tǒng)。

　　二、壓縮空氣中的三種主要污染物類型

　　空氣是一種無處不在，但又看不見的東西。大多數(shù)時(shí)候，我們確實(shí)看不到空氣是什么樣子。但在有些時(shí)候，可以看到壓縮空氣系統(tǒng)所面臨的污染物。比如，有時(shí)候我們能看到霧、霾或煙氣形態(tài)的空氣。在這些情況下，濕氣或微小顆粒使空氣變得可見，而它們正是壓縮空氣管道系統(tǒng)面臨的兩個(gè)主要威脅，消除和減少這些污染物在壓縮空氣中的含量，通過數(shù)據(jù)來分析這些污染物成分，我們需要借助一些專用儀器來測試。

　　1.壓縮空氣中的水分

　　環(huán)境空氣中含有濕氣，濕氣以水蒸氣的形式通過進(jìn)氣口進(jìn)入壓縮空氣管道系統(tǒng)。就總體積而言，這種水蒸氣是壓縮空氣中的主要污染物，它是空氣系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的液體污染物中占比最大的一種。

　　水含量是根據(jù)露點(diǎn)測量的，這是壓縮空氣在濕氣形成冷凝水之前仍能應(yīng)付其水蒸氣含量的溫度。如果不除去濕氣，則會(huì)發(fā)生腐蝕并縮短氣動(dòng)設(shè)備的使用壽命。此外，它還可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌滋生，從而對成品的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。這尤其會(huì)對食品和飲料及制藥領(lǐng)域的應(yīng)用造成威脅。

　　雖然空氣質(zhì)量對某些工藝的影響不大，但對于食品和飲料及制藥領(lǐng)域的應(yīng)用而言卻至關(guān)重要，因?yàn)樵谶@些行業(yè)中，細(xì)菌滋生特別有害。使用7bar(e)過壓工作的壓縮機(jī)將空氣壓縮至其體積的7/8，這會(huì)將空氣保持水蒸氣的能力降低7/8，釋放的水量相當(dāng)可觀。例如，一臺(tái)100kW的空氣壓縮機(jī)吸入20℃和60%相對濕度的空氣，將在一個(gè)8小時(shí)班次期間排出約85升水。因此，將分離的水量取決于壓縮空氣的應(yīng)用區(qū)域，這進(jìn)而決定了哪種冷卻器和干燥機(jī)組合是合適的。

　　2.壓縮空氣中的油

　　壓縮空氣中的油量取決于多種因素，包括機(jī)器類型、設(shè)計(jì)、使用時(shí)間和狀況。在這方面，主要有兩種壓縮機(jī)設(shè)計(jì)：在壓縮室中使用潤滑劑運(yùn)行的壓縮機(jī)和不使用潤滑劑運(yùn)行的壓縮機(jī)。在潤滑式壓縮機(jī)中，油參與壓縮過程，而且全部或部分壓縮的空氣中也含有油。但是，在現(xiàn)代的潤滑式活塞和螺桿壓縮機(jī)中，油量非常有限。在這里，油被稱為壓縮污染物。檢測殘油量含量的儀器稱為壓縮空氣殘油量含量檢測儀，檢測殘油量最低值至0.001mg/m3。

　　例如，在噴油螺桿壓縮機(jī)中，20℃時(shí)空氣中的油含量低于3mg/m3。使用多級(jí)過濾器可以進(jìn)一步降低油含量。如果選擇此解決方案，請務(wù)必考慮質(zhì)量限制、風(fēng)險(xiǎn)和涉及的能源成本，此外還有“輸送系統(tǒng)污染物”。這些可能包括進(jìn)入壓縮空氣流的輸送管道中的銹蝕顆粒。

　　3.壓縮空氣中的灰塵顆粒

　　在典型的工業(yè)環(huán)境中，每立方米空氣中可能含有超過1.4億個(gè)灰塵顆粒。壓縮后，這些污染物的濃度會(huì)隨著空氣壓力的增加而升高。這意味著壓縮空氣可以包含許多倍的灰塵顆粒。棘手的是，它們中的大多數(shù)都很?。ú坏?微米），進(jìn)口過濾器只能濾除其中的20%。用于持續(xù)檢測灰塵顆粒含量的儀器為顆粒計(jì)數(shù)器，可檢測0.1um～5um大小范圍的顆粒濃度數(shù)據(jù)。

　　4.壓縮空氣中的微生物

　　污染壓縮空氣的顆粒有80%以上尺寸都小于2μm，因此很容易通過壓縮機(jī)的進(jìn)口過濾器。從該位置起，顆粒擴(kuò)散到整個(gè)管道系統(tǒng)，并與水、殘留的油和管道沉積物混合。這可能導(dǎo)致微生物滋生，直接安裝在壓縮機(jī)后面的過濾器可以消除這些風(fēng)險(xiǎn)。

　　然而，要獲得純凈的壓縮空氣，必須控制過濾器后的細(xì)菌滋生。這種情況更加復(fù)雜，因?yàn)闅怏w和懸浮物即使在通過幾個(gè)過濾器后也可能被濃縮成液滴（通過濃縮或電荷作用）。微生物可以穿過過濾器壁并進(jìn)行繁殖，因此在過濾器的進(jìn)口和出口側(cè)有著相同的濃度。

　　微生物非常小，包括細(xì)菌、病毒和噬菌體。通常，細(xì)菌可以小到0.2μm至4μm，而病毒可以小到0.04μm至0.3μm。直徑小于1μm的污染物以及微生物可以很容易地通過壓縮機(jī)進(jìn)口過濾器。盡管這些微生物不大，但它們會(huì)對許多行業(yè)造成嚴(yán)重危害，因?yàn)樽鳛椤盎睢鄙铮鼈兡軌蛟谶m宜的條件下自由繁殖。調(diào)查表明，微生物在具有非干燥空氣的高濕度(100%)壓縮空氣系統(tǒng)中可以迅速繁殖生長。

　　油和其他污染物可作為營養(yǎng)物質(zhì)，使微生物大量繁殖。有效的處理方法是將空氣干燥至相對濕度小于40%（這可通過使用任何類型的干燥機(jī)來實(shí)現(xiàn)），并在系統(tǒng)中安裝無菌過濾器。無菌過濾器必須安裝在允許進(jìn)行原位蒸汽滅菌或易于打開的過濾器外殼中。必須經(jīng)常進(jìn)行滅菌，以保持良好的空氣質(zhì)量。

　　因此，壓縮空氣系統(tǒng)中油、灰塵和濕氣的影響污染物會(huì)以三種主要方式對生產(chǎn)造成破壞，具體來說，污染物會(huì)：①降低壓縮空氣系統(tǒng)本身的性能；②對氣動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響；③影響成品的完整性和質(zhì)量。

　　它們中的每一種都可能會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，如果它們同時(shí)存在，情況可能會(huì)更糟。例如，壓縮空氣中的油和濕氣可使進(jìn)氣中夾帶的微生物生長和繁殖。這是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。畢竟，一立方米的環(huán)境空氣中可能含有超過1.4億個(gè)顆粒——從灰塵到細(xì)菌、病毒和噬菌體等微生物。事實(shí)上，它們非常?。ㄎ⑸锍叽绶秶鷱?.04μm到4μm），無法被進(jìn)口過濾器攔截。

　　由于它們是活的生物體，在適宜的條件下，比如在非干燥的壓縮空氣中，它們會(huì)迅速繁殖生長。這個(gè)問題在食品和飲料、醫(yī)療和制藥行業(yè)中造成的影響尤為嚴(yán)重——如果細(xì)菌和真菌等微生物污染食品和藥品，可能會(huì)造成災(zāi)難性的后果。

　　空氣被壓縮時(shí)不可避免地會(huì)含有大量微小顆粒，如灰塵和微生物。此外，壓縮空氣還有水分，在許多情況下還會(huì)有油跡，這是無法避免的。原因是環(huán)境空氣（尤其是壓縮機(jī)機(jī)房或公用設(shè)施機(jī)房）也含有這些污染物，并且進(jìn)氣口過濾器既沒有能力也不打算過濾所有污染物。此外，其中一些污染物也會(huì)在壓縮流程后進(jìn)入空氣系統(tǒng)，根據(jù)應(yīng)用和污染程度，這種不潔凈的空氣可能會(huì)對公司的生產(chǎn)流程、設(shè)備和最終產(chǎn)品造成嚴(yán)重破壞。幸運(yùn)是，采用適當(dāng)技術(shù)和步驟可以避免這些可能的發(fā)生。

　　三、消除壓縮空氣污染物方法和途徑

　　1、使用過濾器清除污染物

　　過濾器應(yīng)安裝在整個(gè)系統(tǒng)的不同位置，但必須注意的是，并非所有過濾器都可以既除油又除塵，必須選擇不同粒徑塵埃的過濾器。

　　常見過濾器的有：采用卷繞濾芯以過濾油霧和濕粉塵；皺褶濾芯通過增大濾芯的表面積以攔截過濾壓縮空氣中的干粉塵；具有較強(qiáng)吸附能力和穩(wěn)定性的活性碳過濾器；采用離心力將壓縮空氣與液態(tài)水進(jìn)行分離。當(dāng)前壓縮空氣過濾器過濾能力和適用場景有哪些：

　?、臥級(jí)，功能：主要用于除塵，去除壓縮空氣中的較大顆粒。特點(diǎn)：適用于需要基本除塵的場合；

　?、芃級(jí)，功能：主要用于除油，去除1um以上的油霧。特點(diǎn)：適用于對油霧有嚴(yán)格要求的場合；

　?、荋級(jí)，功能：高精過濾，達(dá)到0.01um的過濾精度。特點(diǎn)：適用于極高清潔度的場合，如精密儀器和醫(yī)療行業(yè)；

　?、菴級(jí)，功能：活性炭過濾，去除臭味和油蒸汽。特點(diǎn)：適用于需要去除特定氣味和蒸汽的場合，如食品加工和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

　　2、增加后處理裝置

　　清除壓縮空氣中水分的方法：安裝干燥機(jī)。它可以有效去除壓縮空氣中的水分，同時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)部的后冷卻卻和水分離器也能較好地去除壓縮空氣中的水分。

　　冷凍式干燥機(jī)是利用降低壓縮空氣的溫度，將壓縮空氣中氣態(tài)水凝結(jié)成液態(tài)水，通過儲(chǔ)罐穩(wěn)壓后，對液態(tài)水排放的一種裝置；吸附式干燥機(jī)，潮濕空氣通過吸附劑（活性氧化鋁、硅膠、分子篩）并被干燥，這個(gè)過程中，水蒸氣從潮濕的壓縮空氣轉(zhuǎn)移到吸附劑中，直到吸附劑逐步變飽和。因此吸附劑必須定期再生恢復(fù)其干燥能力，而有熱再生干燥器主要利用吸附劑在加熱時(shí)解吸水分的特性，通過切換吸附塔實(shí)現(xiàn)吸附再生和壓縮空氣的連續(xù)干燥。有熱再生干燥器根據(jù)再生加熱的不同，分為鼓風(fēng)加熱再生干燥器、壓縮熱再生干燥器。

　　沒有測量，就沒有管理！通過對壓縮空氣總固體顆粒、水分、油分等含量的檢測，能嚴(yán)格把控壓縮空氣品質(zhì)，這是保障產(chǎn)品質(zhì)量、避免污染的關(guān)鍵防線。希望同行繼續(xù)努力，為提高壓縮空氣質(zhì)量獻(xiàn)計(jì)賦能。

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