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空气压缩及变压吸附制氮

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空气压缩及变压吸附制氮

压缩空气、氮气生产基本知识,倍达工厂压缩空气主要生产设备: 1、喷油螺杆空气压缩机 2、贮气罐 3、除油器或精密过滤器 4、冷冻式干燥器或吸附式干燥器,一、喷油螺杆空气压缩机,喷油螺杆空气压缩机主要生产0.7Mpa(实际值)的压缩空气,并通过油分离器初步分离油,通过空气冷却器和排水阀初步分离水和油蒸汽,通过空气过滤器初步过滤空气中微小尘埃。主要组成部分:,主机 / 电机系统 冷却 / 分离系统 气路 / 调节系统 控制 / 电器系统 保护系统,系统原理图(以风冷机组为例,黄线为空气,绿线为空气和油混合气,红线为油),油冷却器,后冷 却器,油分离器,主机-电机系统,空气过滤器,油过滤器,疏水器,回油管,1、主机与电机系统,主机,吸气阶段(为阴、阳转子剖面,黄色为吸入的空气),压缩阶段(为阴、阳转子剖面,黄色为正压缩的空气),排气阶段(为阴、阳转子剖面,红色为排出的压缩空气),空气压缩机关键参数: 1、 额定容积流量(铭牌流量):在一定的排气压力下,空压机在单位时间内排出的气体容积折算到进气状态(大气温度0,压力1*105pa)下的容积值。 一般实际进气状态不是大气温度0,压力1*105pa,此时需要将实测出流量折算到大气温度0,压力1*105pa,因此实际流量是随着大气温度变化的(一年四季不同),不是一个恒定值。 2、压力比(又称压缩比):要求取绝对压力 压缩机的末级排气压力(设计排气压力)与第一级进气压力(设计进气压力)之比。 3、排气压力: 压缩机的实际排气压力并非定值,它不是由压缩机自身决定的,在设计排气压力范围内,实际排气压力的高低是由用气管网决定的。,当压缩机实际气量大于用户气量时,空压机减载运行, 排气压力为设计排气压力,实际流量小于设计流量; 当压缩机实际气量等于用户气量时,空压机满载运行, 排气压力为设计排气压力,实际流量等于设计流量; 当压缩机实际气量小于用户气量时,空压机满载运行, 排气压力小于设计排气压力,实际流量等于设计流量; 4、排气温度: 微油螺杆空压机的压缩比为一般为7:1或8:1,排气温 度应为90-100,但由于润滑油起冷却作用,排气温度 只比环境温度高3238 . 过高的排气温度将使润滑油提前劣化,影响空压机使 用寿命;另外过高的排气温度将使润滑油分解产生积碳, 堵塞油路,油滤器芯更换频繁,使电磁阀卡死,使油冷翅 片堵塞(冷却效果下降),5、排气含油量 压缩机中润滑油的作用: A、冷却作用。对压缩机螺杆、压缩气冷却,使排气温度低于100 。 B、润滑作用。对螺杆、轴承进行润滑,降低转动件磨损,降低摩擦面的能量消耗。 C、密封作用。对螺杆间隙密封,减少高压气从排气端向吸气端泄漏,提高压缩机工作效率。 压缩机压缩过程产生大量热量,形成高温排气,在高温环境下润滑油的粘度下降,产生大量的油雾和油蒸汽,并随压缩空气排出。 压缩机的排气含油均为劣质废油和易燃易爆的油蒸汽,甚至含有焦油、碳粒,汇集到管道、储罐中有爆炸危险。,2、冷却 / 分离水系统,水冷 - 串联流动 ( 最高至 32 ),后冷却器,INLET 水进,OUTLET 水出,油冷却器,空气进,空气出,水冷 - 并联流动 (高于32 ),AFTERCOOLER 后冷却器,OILCOOLER 油冷却器,INLET 水进,OUTLET 水出,空气进,空气出,后冷却器(空气冷却器): 压缩机排气温度7090 ,而后处理要求进气温度3540 ,必须通过后冷却器(空气冷却器)将排气降温到40 ,并将出口空气中60%以上的水分和油分拦截下来,通过疏水器和贮气罐排污阀排出。分水冷式和风冷式两种。 日常检查维护: 检查后冷却器后排气温度,发现排气温度高,需要: 开大循环水阀门,提高循环水流量,降低温度 拆检换热器,清洗换热器铜管;,疏水器: 将后冷却器冷却后压缩空气中产生的凝水及时排出(否则冷却出来的凝水又随空气带走,起不到除水作用) 降低用户管道中的含水量 日常检查维护: 每2小时检查疏水器排水情况,要求: 有水排出为正常; 无水排出时有微量气排出为正常; 无水无气排出时为异常堵塞,需拆检疏水器和管道,油过滤器: 5 微米(µm)等级 保护主机轴承 保持进压缩机润滑油干净 日常检查维护: 每23小时检查压差指示装置或显示数据: 到更换值时及时更换新过滤器 更换不及时造成供油不足,将引起排气 温度高,严重时烧毁压缩机轴承,3、过滤 / 分离油系统,油分离器: 将润滑油从压缩空气中分离出来 确保润滑油留在系统中 降低用户空气管道中的含油量 分离后含油量指标 8ppm (相当于10mg/m3) 日常检查维护: 每23小时检查压差指示装置或显示数据: 到更换值时及时更换新油分离器 更换不及时造成排气压力太高,将引起排气 温度高,严重时油分离器芯压扁或穿透失效(油被空气大量带走,油位下降),SCAVENGE,回油管,油过滤器和回油节流孔,日常检查维护: 每月检查回油过滤器和回油节流孔的堵塞情况,避免回油不畅,分离出来的油又被空气带走,回油管作用,4、过滤空气系统,空气过滤器: 3 微米(µm)等级 初过滤空气 保持进压缩机空气干净,避免污染油和对压缩机的尘粒磨损 日常检查维护: 每23小时检查压差指示装置或显示数据: 到更换值时及时更换新过滤器 更换不及时造成吸气不足,二、贮气罐,主要作用控制空压机超负荷运行,减弱压缩空气压力波动。 进一步分离空气中的水分和油污,日常检查维护: 每2小时检查贮气罐底部排水(油污)管的排水(油污)情况: 有水(油污)排出为正常; 无水(油污)排出时有微量气排出为正常; 无水(油污)无气排出时为异常堵塞,需拆检除油器和管道,三、除油器或精密过滤器,在压缩空气净化流程中用得较多的分离器是高效除油器。高效除油器一般集离心沉降(螺旋分离)、预过滤和凝聚式精过滤三级净化为一体,能高效除水、除油、滤尘,使压缩空气的净化工艺流程得以缩短,再经后处理的精密过滤器,其过滤精度可达0.1m,残油含量可小于0.1mg/m3,使气源净化质量得到了可靠的保证。,日常检查维护: 每2小时检查除油器各排水(油污)管的排水(油污)情况,要求: 有水(油污)排出为正常; 无水(油污)排出时有微量气排出为正常; 无水(油污)无气排出时为异常堵塞,需拆检除油器和管道,三、除油器或精密过滤器,四、 冷冻式干燥器或吸附式干燥器,干燥设备的分类 按干燥原理分为冷冻式干燥机、吸附式干燥机以及冷冻和吸附组合在一起的集装式干燥机; 要求露点温度2 以上时选冷冻式干燥机,要求露点温度低于2 时选吸附式干燥机 冷冻式干燥机按冷却方式分风冷型和水冷型两种; 吸附式干燥机分无热再生吸附式干燥机和微热再生吸附式干燥机、有热再生吸附式干燥机。 进气压力0.5Mpa以上时选无热再生吸附式干燥机,进气压力低于0.3Mpa时只能选有热再生吸附式干燥机, 压缩机, 压力表, 气水分离器, 储液器, 蒸发器, 冷凝器, 节流阀, 自动排水器, 压缩空气进口, 热气旁通阀, 高低压保护开关, 干燥过滤器, 干燥空气出口, 预冷回热器,1、冷冻式干燥机系统流程图,冷冻式干燥器工作原理 压缩空气流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换,使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。 降温后的压缩空气流入蒸发器与制冷剂热交换,压缩空气中的热量被制冷剂带走,压缩空气迅速冷却,潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝,冷凝后的水分经凝聚后形成水滴,经过独特气水分离器高速旋转,水分因离心力的作用与空气分离,分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点最低可达2。由于受0 冰点的限制,冷冻式干燥器的露点温度均在0 以上,一般在210 。 制备露点温度在0 以下的压缩空气必须采用吸附式干燥器。,降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温热空气进行热交换,经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度,降低了相对湿度,确保出口空气管路(送车间气)不结露、无凝水。同时充分利用了出口空气的冷源对进口空气预冷,减少了冷冻式干燥器的冷负荷,保证了冷冻系统的冷凝效果,确保了机组出口空气的质量。 冷干机的基本参数: 1、额定处理气量:折算到进气状态(大气温度0,压力1*105pa)下的流量。 2、进气温度:进气温度高不但直接加重了冷干机的热负荷,而且也增添了进气中的水分含量。 3、工作压力:进气温度一定情况下,压力越低的空气含水量越大。 冷干机在进气压力越高、温度越低时干燥效果越好,冷冻式干燥器(简称冷干机)进行空气冷却干燥的三大组成部分: 1、预冷器:空气-空气换热器。通过将进冷干机的湿热空气与出冷干机的干冷空气换热:A、减轻蒸发器的热负荷,提高热利用效率,降低电耗;B、提高供车间气源的温度,降低相对湿度,避免送气过程中管内凝水、管外结露。 2、蒸发器:是空气冷却干燥的关键部件。大多采用水平放置的干式蒸发器,制冷剂走管程,压缩空气走壳程。 3、气水分离器(含排水器):安装在蒸发器和预冷器之间,经蒸发器冷却后的湿空气有凝水析出,如不进行气水分离,进入预冷器后,被进冷干机的湿热空气加热部分凝水又二次蒸发返回空气,提高了露点,温度,没蒸发的水也随着空气带到用户去,起不到干燥作用。气水分离器将蒸发器出来的凝水分离积聚到分离器底部,通过自动排水器排出。 我们常用的自动排水器为电子时间控制式。,日常检查维护: 1、每2小时检查冷干机自动排水器定时排水(油污)情况,要求: 定时有水(油污)排出为正常; 定时无水(油污)排出时有微量气排出为正常; 定时无水(油污)无气排出时为异常堵塞,需拆检除油器和管道 2、检查进气温度和压力:进气温度越低,干燥效果越好。可以通过降低气源机出口温度来提高冷干机的干燥效果。,2、吸附式干燥机系统流程图,2、梭阀 3、再生风量调节阀 5、切换阀(气动阀或电磁阀) 6、消音器,工作原理 无热(微热)再生吸附式压缩空气干燥机是利用干燥剂 材料本身所特有的微孔,根据毛细作用吸附空气中的水分 子,同时根据卸压脱附和吸附余热升温(或采用微加热)来 脱去所吸附的水份。设备一般制成双筒形式,在程序控制的 控制下,两筒交替工作,一筒吸附水分,另一筒解吸再生, 连续循环地工作。 常用吸附剂:活性氧化铝(Al2O3H20) 分子筛 硅胶(SiO2H20) 吸附干燥露点温度可达-40 以下 硅胶(SiO2H20)因强度低,易破裂,使用的不多。,活性氧化铝不易破碎、强度大,一般首选为活性氧化铝。 对要求露点温度低于-60 的,只能使用分子筛。 吸附剂的基本要求: 1、比表面积大。吸附剂颗粒内部有发达的网格结构的微孔通道,提高吸附的表面积。可减少吸附剂填充量。 2、吸附力小。易脱附,且脱附后被吸附物残留少。 3、与吸附物之间无相互破坏作用。一是吸附剂本身无变化(强度不降低、微孔不堵塞、颗粒不解体)、二是不与被吸附物不发生化学反应。 4、耐压耐磨,能再生和多次使用 5、动态吸附量大。活性氧化铝4%6%,分子筛8%15%。 我们现用的为3A分子筛,型号HBZY-3A,填充量480kg/台。,吸附:发生在气体-固体界面上,当气体分子运动到固体表面时,由于分子间的作用力,气体分子被暂时滞留在固体表面或间隙内,造成固体表面或间隙内气体浓度大。固体表面与气体分子间作用力分为物理吸附和化学吸附。 物理吸附主要靠范德华力起作用,吸引力较小,被吸附的气体分子易从固体表面脱附。因此物理吸附一般是双向的,可脱附的。我们的吸附式干燥器、制氮机均是物理吸附。 吸附过程是自发进行的,而脱附不能自发进行,需要外界能量的介入才能完成。变压吸附中需要降压、变温吸附中需要升温。,影响吸附干燥器露点的因素: 1、吸附剂:活性氧化铝和分子筛一般都能满足生产要求,但首选活性氧化铝,一是物理性能(强度、耐磨性等)好,二是再生温度低,再生能耗小。但要求露点温度低于-60 的,只能使用分子筛。 2、进气压力:进气压力小,气流速度大,吸附剂与气体接触时间短,吸附不充分,露点温度高。如接触时间5.95s,露点温度-55 ,但接触时间4.55s时,露点温度-40 . 进气压力越高,吸干机的干燥效果越好。 3、进气温度:进气温度高,吸附剂的吸附量小。活性氧化铝在25 时的吸附能力比75 大23倍。 进气温度越低,吸干机的干燥效果越好。,

注意事项

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