實(shí)驗(yàn)室用壓縮空氣膜式干燥器

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對(duì)壓縮空氣要求

實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)壓縮空氣的應(yīng)用是有很多不同之處：比如實(shí)驗(yàn)室大多是高精密的儀器和設(shè)備，對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量、穩(wěn)定性等要求較高，且出于為了給實(shí)驗(yàn)室人員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，不影響工作效率的考慮下，對(duì)于噪音控制的要求非常之高，本文不對(duì)空壓機(jī)的選擇作出建議，選擇空壓機(jī)時(shí)盡量選擇工作噪音低，品牌好，穩(wěn)定無(wú)油的空壓機(jī)即可，本文著重于從實(shí)驗(yàn)室的角度考慮，對(duì)于壓縮空氣后處理配置的相關(guān)建議：

為什么要對(duì)空壓機(jī)出來(lái)的壓縮空氣進(jìn)行處理？

壓縮空氣作為一種重要的生產(chǎn)動(dòng)力應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面。在壓縮空氣 的生產(chǎn)過(guò)程中，空氣中的水分將隨壓縮空氣一起進(jìn)入壓縮空氣系統(tǒng)中。壓縮空氣 中的水分將導(dǎo)致壓縮空氣管路的腐蝕，同時(shí)還會(huì)促進(jìn)微生物的繁殖；如果水分沒(méi)有去除的話，形成的冷凝液將在系統(tǒng)低點(diǎn)處積聚，這將對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成長(zhǎng)久潛在 的威脅，如：氣控元件失靈、設(shè)備磨損增加，或者直接導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程的停止。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，由于實(shí)驗(yàn)室大多是高精密的儀器和設(shè)備，空壓機(jī)產(chǎn)的壓縮空氣如果不經(jīng)處理直接進(jìn)入儀器，會(huì)對(duì)儀器的使用壽命和精確度產(chǎn)生惡劣影響，甚至由于壓縮空氣的質(zhì)量不穩(wěn)定直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o(wú)法完全，實(shí)驗(yàn)失敗。

對(duì)壓縮空氣進(jìn)行優(yōu)化處理的設(shè)備哪有些？

因?qū)嶒?yàn)室大多采用無(wú)油空壓機(jī)，環(huán)境也不像工業(yè)生產(chǎn)中的灰塵較多，所以實(shí)驗(yàn)室用的壓縮空氣，更多的是考慮除水，保持壓縮空氣干燥性的方向。眾所周知，壓縮空氣的壓力露點(diǎn)值越低（ 目前能達(dá)到的最佳壓力露點(diǎn)為-40°C 至60°C），壓縮空氣越不會(huì)因?yàn)闇夭畹淖兓a(chǎn)生液態(tài)水，更有助于保持壓縮空氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。目前要對(duì)壓縮空氣降低露點(diǎn)的方式主要是：

傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)上，大多采用冷凍式干燥機(jī)（簡(jiǎn)稱冷干機(jī)、圖1）和吸附式干燥機(jī)（簡(jiǎn)稱吸干機(jī)、圖2）搭配過(guò)濾器來(lái)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行優(yōu)化處理，冷干機(jī)和吸干機(jī)的主要作用是去除壓縮空氣中的含水量，降低壓力露點(diǎn)。有部份工廠在要求比較高的情況下，會(huì)同時(shí)把冷干機(jī)和吸干機(jī)串聯(lián)安排，以求盡可能的得到更低的壓力露點(diǎn)。

　　　　　　　　　　　　　　圖一            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖二

使用膜式干燥器來(lái)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥，膜式干燥器的除水原理如下：

干燥膜采用特殊的高分子親水膜材料制造。當(dāng)潮濕壓縮氣流經(jīng)中空干燥膜細(xì)管時(shí)，水分子穿過(guò)半滲透干燥膜的流速比其它流體成分快，含濕度的空氣將比干燥空氣具有更高的壓力，所以水分子將不停從空心干燥膜管內(nèi)部滲透穿過(guò)管壁（包括帶水分的空氣/流體的流動(dòng)）到達(dá)管壁外部（低壓、干燥空氣區(qū)域）。

在壓縮氣流經(jīng)干燥膜管出口時(shí)，少量的干燥壓縮氣被導(dǎo)向反吹濾膜，持續(xù)噴吹膜外的潮濕水汽，將水汽直接排出到大氣中。

流經(jīng)干燥膜的壓縮氣，將源源不絕地提供干燥氣源。經(jīng)過(guò)干燥膜處理的壓縮氣，可達(dá)到最低 -60°C出口處的壓縮空氣露點(diǎn)。

為了延長(zhǎng)干燥膜的使用壽命，需在進(jìn)氣端安裝顆粒物過(guò)濾器（0.01微米），可保證干燥膜不受顆粒物等外來(lái)雜質(zhì)損壞。

三、這兩種降低壓力露點(diǎn)的方式，哪種更適合實(shí)驗(yàn)室使用。

在工業(yè)生產(chǎn)上，因用氣量大，更多的是選用冷干機(jī)和吸干機(jī)加儲(chǔ)氣罐，在部份要求較高的用氣點(diǎn)上采用膜式干燥器。膜式干燥器除了工業(yè)生產(chǎn)的部份要求高的用氣點(diǎn)，更多的應(yīng)用場(chǎng)景是在醫(yī)療行業(yè)，比如牙科空壓機(jī)配套，還有交通軌道的一些需要保持穩(wěn)定的氣動(dòng)控制執(zhí)行器上，新能源汽車比如氫能源發(fā)電機(jī)組上，這兩種方式相對(duì)比：

冷干機(jī)和吸干機(jī)的體積大，需要接電源，會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，需要使用控制回路及更換干燥劑，吸附式干燥機(jī)在使用過(guò)程中隨著干燥劑的失效，露點(diǎn)抑制溫度不穩(wěn)定； 而壓縮氣流經(jīng)膜式干燥器，將水分自動(dòng)脫離，從膜管出口輸出干凈與干燥的壓縮 氣。膜式干燥器的運(yùn)行完全不需供電，無(wú)噪音，不需添加冷凍劑和干燥劑，干燥系統(tǒng)體積小，不占空間，并可在多種工業(yè)應(yīng)用的范圍中安裝使用。

結(jié)論：個(gè)人認(rèn)為，無(wú)需通電，無(wú)噪音，不需更換濾芯就可以保持管理處理壓縮穿件怕膜式干燥器會(huì)更適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室。目前市面上有一種小流量壓縮氣精密過(guò)濾干燥膜，可根據(jù)設(shè)備制造廠家的特殊要求，專門為客戶提供特殊設(shè)計(jì)與制造。比如用在牙醫(yī)診所空壓機(jī)系統(tǒng)的壓縮氣過(guò)濾與干燥，特殊制造干燥膜專門用于小型空壓機(jī)多次開(kāi)/關(guān)周期而設(shè)計(jì)，能夠承擔(dān)多周期循環(huán)，抵抗材料老化，才能夠承受牙醫(yī)診所的空壓機(jī)系統(tǒng)特殊應(yīng)用要求。以下是我個(gè)人整理出來(lái)的膜式干燥器優(yōu)點(diǎn)，以供參考：

? 露點(diǎn)可根據(jù)要求靈活調(diào)整

–通過(guò)膜的流量，反吹量；氣體的流量，壓力及溫度的調(diào)整，可得到所要求露點(diǎn)的壓縮空氣。

?液態(tài)水進(jìn)入也不會(huì)損壞膜。

?體積緊湊，可任何方向安裝。

?小流量系統(tǒng)單價(jià)低。

?使用方便，性能好

–連續(xù)穩(wěn)定的干燥（跟吸干機(jī)比較）

–免維護(hù)（5年保用，性能不衰減。需前級(jí)過(guò)濾）

–不需更換維修件

–不需電源

–可直接在惡劣環(huán)境中使用