压缩空气净化技术发展与应用
三年级科学压缩空气评课稿

三年级科学压缩空气评课稿压缩空气是我们日常生活中常见的现象,但你是否了解压缩空气的原理及其在科学领域中的应用呢?本文将为大家介绍三年级科学压缩空气评课稿,帮助学生更好地理解和掌握这一知识点。
一、压缩空气的原理空气是由无数微小颗粒组成的,它们之间存在一定的间隙,并呈现自由运动状态。
当我们对空气施加外力时,比如用手按住一个充气球,外力会压缩空气,使得颗粒之间的间隙变小,颗粒的平均距离减小,从而使空气的密度增大。
由于颗粒之间受到相互排斥的力,空气在受力的作用下会产生相应的压强。
二、压缩空气的应用1. 打气筒:打气筒是利用压缩空气原理制作的工具。
通过对打气筒进行上下运动,空气进出气筒,从而可以为轮胎、足球等物体充入所需的气体。
2. 打火机:打火机通常使用的燃料是液体或气体,其中液体燃料会被喷出形成气雾状,而气体燃料则是利用压缩空气的原理。
3. 空气喷枪:空气喷枪广泛应用于清洁、喷涂等领域。
其工作原理是通过压缩空气使喷嘴内的液体或粉末形成细小颗粒,并将其喷射出去。
4. 水泵:气压水泵是利用压缩空气推动水流动的装置。
在密闭的容器中注入一定压力的空气,则水会被挤压出来,实现将水输送到一定高度。
5. 空气净化器:空气净化器中的过滤和净化装置依靠压缩空气的力量,将空气中的颗粒物和有害物质分离出去,从而净化室内空气。
三、培养学生的实践能力为了让孩子更好地理解和掌握压缩空气的原理,我们可以进行一些生动有趣的实践活动。
比如,可以组织学生制作简易打气筒,在实践过程中让他们亲身体验到压缩空气的作用,同时加深对其原理的理解。
另外,我们还可以利用一些简单的实验装置,如气压水泵、空气喷枪等,进行实践操作。
通过观察实验现象和分析实验结果,培养学生的动手能力和科学思维。
通过本课的学习,相信同学们对压缩空气有了更深入的了解。
压缩空气作为一种重要的物理现象,广泛应用于日常生活和工业生产中。
希望同学们能够在实践中加深对其原理和应用的理解,培养对科学的兴趣和探索精神。
冷干机和吸干机组合的压缩空气净化系统优化方案

压缩空气可以通过加压 、 降温、 吸附等方法来除去其 中的水蒸气 , 可通过 加热 、 过滤 、 分离 等方 法 除去液 态水 分 , 气 动技术 中常用 机械 在
误 差较大 。 表 2 不 同柱 温的 色谱 参 数
额定 工作压力 0 5.7 P . ,. M a 5- 2 0 最 高工作压力 0 5MP . a 7 排气 量 2m/i 03 n m 冷冻 式干燥机 设备参数 : 型式 压缩空气冷 冻式干燥机 台数 2 一用一备 ) 台(
体的引入 、 内部受潮等非故障性因素外, 再对所取得的实验数据进行分 析对 比 , 结合历次 记录 的故障分 析 、 设备运 行 隋况 以及 电气试 验等 各方 面 隋况综 合起来分析 , 能够得 出可靠 正确 的判 断日 才 。
4结束语 目前 , 色谱分 析试 验的应用在 电力系统 已经 非常广泛 。 油 它可 以设 备运 行 的情 况下进 行 油样 采集 分 析来 检测 仪器 可能存 在 的潜伏 性 故 障, 同时可 以进 行不断 的在 线检测来预判 故障 的发展 趋势 。同时 色谱分 析 技术是 一项 比较复杂 的技术 。操 作过程 中要充分 保证各个 环节操作
为-0C 2 ̄。 空气 的绝对湿 度是指 每立方米 空气所 携带 的水蒸气 的质量 ,绝对 湿 度说 明了空 气实 际所含水 蒸气 的质量 。空 气绝对 湿度 与同温度 下饱 和空气 的绝对 湿度 的 比值 , 为空气 的相对湿 度 , 湿度表 明 了空气 称 相对 中水蒸气含 量接近 饱和 的程度 。 2 . 2压缩 空气干燥 方法
低。 2 1空气 干燥程 度表示方法
的干燥方法 主要吸附干燥 法和冷冻 剂 : 硅胶 、 氧化 铝 、 子筛 吸附 空气 中 活性 分 的水 分 , 而达到 干燥压缩 空气 的 目的 , 从 该法可 以将压 缩空气 的露点 达 到_o_ d 2 ̄7 ℃。 冷冻干燥法是利用制冷设备将压缩空气冷却到一定的露点 , 一般 为 2 1℃( ~d 压力下 )析 出过饱 和 的水分 , 而 达到 干燥 的 目的 , 吸附 , 从 和 干燥 法相 比有显 著特点 : 干燥器 能连续工作 , 需要再生 , 耗低 。 不 能 3原 系统 组成及存 在问题 某 电厂处 于 山东 省西 南部 ,夏 季最 高 气温 4℃ 冬 季最 低气 温 一 1 1 ̄, 0 年锅炉 粉煤灰气力输 送系统 由水 力输送改造 为气力输送 。 9 2 6 C 0 气 力输灰气源系统配备两台固定式螺杆压缩机、两台压缩空气冷冻式干
空压机制氮机原理

空压机制氮机原理一、空压机概述空压机是一种用于压缩空气的设备,它通过提高空气的压力和温度,将空气压缩为高压气体。
空压机广泛应用于工业生产、工艺加工和能源领域。
其中,空压机制氮机则是一种利用压缩空气产生纯净氮气的装置。
二、空压机制氮机的工作原理空压机制氮机利用压缩空气的物理特性实现氮气的分离和提纯。
其工作原理主要包括以下几个步骤:1. 压缩空气的初级过滤在空压机进气口处,通过初级过滤器对进入空压机的空气进行过滤,去除其中的粉尘、杂质和液态污染物。
2. 压缩空气的压缩经过初级过滤后的空气进入空压机的压缩室,通过压缩机将空气压缩至高压状态。
在压缩过程中,温度和压力的提高会使空气中的水汽和油类污染物凝结成液态。
3. 压缩空气的冷却和干燥压缩空气从压缩机排出后,进入冷却器和干燥器。
冷却器能够降低空气的温度,使液态污染物进一步凝结为水滴,并通过排水系统排出。
干燥器则通过吸附剂或冷凝剂将空气中的水汽吸附或冷凝除去。
4. 氮气的分离和提纯冷却和干燥后的压缩空气进入分离装置,通常采用的是分子筛分离技术。
在分子筛中,氧气、水汽和其他杂质分子会被吸附,而氮气分子则通过筛子间隙漏出。
通过调节分子筛的吸附和脱附过程,可以实现对氮气和氧气的分离。
5. 氮气的储存和净化分离出的纯净氮气经过净化处理,去除其中的微量杂质。
然后,氮气被储存在储气罐中,以满足不同应用场景对氮气的需求。
三、空压机制氮机的应用领域空压机制氮机作为一种净化氮气的设备,在许多领域都有广泛的应用。
1. 医疗行业空压机制氮机可以用于医院的手术室、病房和实验室等场所,为医疗设备提供纯净氮气,以满足医疗过程中对氮气的需求。
例如,在手术室中,氮气被用于麻醉机的供气、医用气体监测仪的校准和氧氮混合器的调节等方面。
2. 半导体工业在半导体制造过程中,空压机制氮机可以提供高纯度的氮气,用于保护半导体材料、控制气氛和清洁设备等。
高纯度的氮气可以有效减少杂质对半导体制造过程的影响,提高产品质量和效率。
压缩空气知识2

压缩空气知识2三压缩空气净化系统流程为了满足各生产和科研部门对压缩空气洁净等级的高端要求,通常对压缩空气进行净化处理。
图1例举了一般用途的压缩空气净化流程,图2例举了应用于不同领域WLKJ-2系列自冷组合式压缩空气净化器传统式压缩空气净化工艺流程对照。
以下就图1发酵工业传统模式压缩空气净化流程为列,简述如下。
空压机(1)采集自然界的大气,经压缩后高温高湿的压缩空气首先送至贮气罐(2),贮气罐的作用一是降低流速,使部分油水、尘埃沉降,并经罐底阀排出;二是消除减缓供气系统内气流的脉冲,使后置设备更好的发挥各自的功效。
经贮气罐排出的气体进入第一冷却器(3),降低气体温度,使压缩空气中过饱和的水汽冷凝析出,并经油水分离器(4)分离后排出。
同理,第二冷却器(5)及第二油水分离器(6)是进一步使空压气体降温,进一步排出油水。
接下来,排除油水的压缩空气进入除雾器(7),除雾器的作用是将压缩空气中油水分离器(4)(6)分离不掉的微细的液态雾滴,在除雾器(7)除雾丝网的作用下,拦截并重新聚集,使细小的颗粒,重新团聚变大,并在重力的作用下,沉降排除。
经过除油水的压缩空气,虽然已去除了液态的油水,但此时的空气湿度仍处于饱和状态,即空气湿度为100%,此时压缩空气直接进入过滤层,如遇温度下降,仍有可能重新析出水滴,使过滤层受潮,影响净化效果。
经过除油水的压缩空气,首先进入加热器(8),经电热或蒸汽加热(二者取其一),在压力不变单位体积内含湿量不变的前提下,使空气温度升高,此时相对湿度降低,即不会重新出现雾滴或水滴,使空气在完全干燥的情况下,进入高效过滤器(9)。
高效过滤器的作用是,通过填充在高效过滤器中的纤维性滤材、活性碳等,可滤除空气中的尘埃、杂质、异味等,其过滤原理有:拦截、碰撞、吸附、静电吸附等。
99%以上几何尺寸较大的>0.5μ尘埃粒子均在此被截获。
经粗滤器净化后的压缩空气,最后进入除菌精滤器(10)。
除菌精滤器内置有超细玻璃纤维过滤介质>0.03μ的尘埃粒子的去除率高达99.999%。
深冷液化压缩空气储能技术解读

深冷液化压缩空气储能技术解读段晋飞摘要:21世纪是能源时代,能源供需矛盾日益突出。
在节能减排的同时,人类迫切需要新的能源供应形式来满足日益增长的能源需求。
化石能源在应用形式、储运、储量等方面的局限性和不足。
引领人们逐步锁定以风能和光能为主要供应商、电能为传输和应用载体的绿色可再生能源领域。
经过多年的探索和实践,可再生能源已经成为能源供应的主要形式之一。
关键词:深冷液化;压缩空气;储能技术;深冷液化空气储能技术是一种将电能转化为室内液体空气能量实现储能的技术。
在能量存储过程中,电能压缩、冷却和液化空气,并存储在能量释放过程中用于加热空气的热能。
当能量释放时,液体空气被加压和气化,带动涡轮机发电。
同时,它在这一过程中存储冷能量,在能量存储过程中用来冷却空气。
一、压缩空气储能技术的发展趋势压缩空气储能技术的总体发展趋势是消除地理和资源限制,提高效率,降低成本。
传统压缩空气储能功率可达100 MW以上,运行效率为40% ~ 50%。
高压气体储存在废弃矿井或盐洞穴中,其效率取决于化石燃料的燃烧。
先进的绝热压缩空气储能采用多级压缩和热回收利用等技术来提高系统效率,设计效率可达60%左右。
洞穴式气藏在大规模应用中(100 MW以上),需要地理支持,在没有天然洞穴的情况下,管道式钢质气藏可以采用。
中国完成了100 MW-小时示范工程建设。
超临界大气能量的储存仍处于实验室研究阶段。
低温压缩空气能量存储在先进的绝热空气能量存储的基础上,以液体状态存储压缩空气,回收压缩过程中损失的热量和膨胀过程中残留的冷。
其储能密度高,预期运行效率为50% ~ 60%,不取决于地理条件,施工期短,是压缩空气储能技术的发展趋势之一。
二、深冷液化空气储能技术原理与特点1.技术原则。
冷冻液化空气储能技术将电能转化为室内液体空气能量并加以储存。
在储存能量时,电能压缩、冷却和液化空气,储存能量释放时在空气加热过程中释放的热能;在能量释放时,液体空气被加压和冷冻,促使膨胀机发电。
空气压缩储能技术

空气压缩储能技术
空气压缩储能技术是一种利用压缩空气来存储能量的技术。它通过
将空气压缩成高压气体,并将其储存在容器中,以便在需要时释放
能量。
空气压缩储能技术有许多优点。首先,它是一种清洁的能源存储方
法,不会产生污染物或温室气体。其次,它的储能效率相对较高,
可达到70%至90%。此外,空气压缩储能系统的寿命较长,可达到
20年以上。
空气压缩储能技术的应用领域非常广泛。一方面,它可以用于电力
系统中的储能,以平衡电网负荷和提供调频能力。另一方面,它还
可以应用于交通运输领域,例如储存和释放汽车制动能量以提高燃
油效率。
在空气压缩储能系统中,关键的组件包括压缩机、储气罐和膨胀机。
压缩机用于将空气压缩成高压气体,储气罐用于存储压缩气体,而
膨胀机则用于释放储存在储气罐中的能量。
空气压缩储能技术的挑战之一是能量转化的效率。在储能过程中,
能量会以热量的形式散失,导致能量转化效率的降低。此外,储气
罐的体积和重量也是限制其应用的因素,特别是在移动应用中。
为了提高空气压缩储能技术的效率和可靠性,研究人员正在开展各
种研究工作。例如,他们正在研究改进压缩机和膨胀机的设计,以
提高能量转化效率。此外,他们还在探索新的储气罐材料和结构,
以减轻体积和重量的限制。
总的来说,空气压缩储能技术是一种潜力巨大的能源储存方法。随
着技术的不断进步和创新,相信空气压缩储能技术将在未来得到更
广泛的应用,为可持续能源发展做出贡献。
压缩空气净化

◎压缩空气净化是因为固体表面有过的能量—物理上称作“表面自由焓”,它具有吸附其它物质而达到降低自身表面能量的趋势。
②什么是吸附剂?什么是吸附质?一、工况条件与技术指标Working condition and technical data进气温度(Inlet temperature): ≤80℃进气压力(Inlet pressure): 0.4~1.0MPa为什么要用精密过滤器?众所周知,在任何工况下,未经处理过的空气含有很多杂质,如:水、锈、颗粒尘埃及油。
如果不除去这些杂质,它们将导致额外的生产损耗、产品质量问题及高维护成本。
压缩空气是大规模工业化生产的主要安全能源。
提高压缩空气品质就是降低生产成本。
精密过滤器概述工作原理精密过滤器(又称作保安过滤器),筒体外壳一般采用不锈钢材质制造,内部采用PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯作为过滤元件,根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤元件,以达到出水水质的要求。
机体也可选用快装式,以方便快捷的更换滤芯及清洗。
该设备广泛应用于制药、化工、食品、饮料、水处理、酿造、石油、印染、环保等行业,是各类液体过滤、澄清、提纯处理的理想设备。
结构特点精密过滤器具有纳污能力高、耐腐蚀性强、耐温好、流量大、操作方便、使用寿命长、没有纤维脱落等诸多特点。
各种涂装设备顶棉过滤及框架式、袋式过滤器,适用于精细化工,油品,食品医药,水处理等场合。
精密过滤器应用用于各种悬浮液的固液分离,适用范围广,适用于医药。
食品。
化工。
环保。
水处理等工业领域、各种涂装设备顶棉过滤及框架式、袋式过滤器,适用于精细化工,油品,食品医药,水处理等场合。
[1]精密过滤器特点1、高效能去除水、油雾、固体颗粒,100%去除0.01μm及以上颗粒、油雾浓度控制在0.01ppm/wt;2、结构合理,体积小、重量轻;3、带有防护罩塑胶外壳和铝合金外壳可选择。
4、三级分段净化处理,使用寿命长精密过滤器材料1、外壳:铝合金;2、防护罩:塑胶杯、聚碳酸脂、金属杯、铝合金;3、滤芯材料:B、C系列环保特殊纤维、不织布;D系列、活性碳;4、液位指示器、金属杯、PV。
压缩空气储能技术发展现状与应用前景

压缩空气储能技术发展现状与应用前景秦朝葵;袁兢【摘要】压缩空气储能(Compressed-Air Energy Storage,CAES)能实现电网削峰填谷,合理使用可再生能源.文章简要介绍了各种储能技术的优缺点,阐述了CAES 的基本原理和技术分类.总结了国内外CAES的发展现状与研究进展,指出了目前CAES所面临的严峻挑战.最后针对能源应用的发展趋势,展望了CAES在未来智能电网与风电并网中的应用前景.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】7页(P35-41)【关键词】储能技术;压缩空气储能;可再生能源;智能电网【作者】秦朝葵;袁兢【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;同济大学机械与能源工程学院【正文语种】中文0 引言大规模开发可再生能源已成为全球范围的重要能源战略之一。
较之常规能源,可再生能源的污染少、储量大,但其空间上的分散、时间上的不可控等局限对现有电力系统的运行安全和稳定构成了巨大挑战。
传统电网的调度和控制模式已无法满足大规模的新能源开发与利用。
如何高效、安全、经济地消纳并利用新能源是一个全球性技术难题。
储能技术具有对功率和能量的时间迁移能力,应用于电力系统,将打破电能生产、输送与消费必须同步完成的传统模式。
历经二十多年的发展,储能技术的种类和性能也随着研究深入而越发成熟、多样化。
依照介质的不同,储能技术可分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能。
每类储能技术各有其优缺点、运行特性和应用领域。
各类储能技术特性对比见表1。
表1 各类储能技术特性对比储能方式种类发展现状额定功率/kW 放电时间优点缺点机械储能抽水储能商业化 100 000~2 000 000 4~10 h 容量大、寿命长选址受限、建设周期长压缩空气储能商业化 10 000~300 000 1~20h 容量大、快速响应、容量功率范围灵活选址受限飞轮储能商业化 5~10 000 1~1800 s 高效、寿命较长自放电率高、短期储能储能超导磁储能研发中10~50 000 2~300 s 高效、响应速度块、功率密度大成本高、自放电率较高电磁超级电容器研发中 10~1 000 1~30 s 寿命长、高效、充放电速度快能量密度较低、成本高铅酸电池商业化 1~10 000 1 min~1 h 稳定性较好回收处理、循环次数少电化学储能全钒液流电池商业化早期 5~100 000 1~20 h充放电次数多、容量大、寿命长能量密度较低钠硫电池商业化 100~100 000 1 h 结构紧凑、容量大、效率高运行维护费用高锂离子电池商业化 1~10 000 1 min~1 h 能量密度高、高效率、无污染成本较高热储能相变材料商业化1~10 1 h 单体蓄能高、蓄能过程等温发生相变过程中变形、潜热下降化学储能氢燃料电池部分产品商业化 5~60 1~30 h 长期储能、可实现零排放、便于维护保养催化剂成本高昂、预处理现阶段已商业化或达到示范应用水平的电力储能技术中,适用于大规模储能的系统仅抽水储能和压缩空气储能。
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压缩空气净化技术发展与应用西安联合超滤净化设备有限公司李大明1. 引言压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源,又是具有多种用途的工艺气源,其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。
不理想的是压缩空气中含有相当数量的杂质,主要有:固体微粒--在一个典型的大城市环境中每立方米大气中约含有1亿4千万个微粒,其中大约80%在尺寸上小于2μm,空压机吸气过滤器无力消除。
此外,空压机系统内部也会不断产生磨屑、锈渣和油的碳化物,它们将加速用气设备的磨损,导致密封失效;水份--大气中相对湿度一般高达65%以上,经压缩冷凝后,即成为湿饱和空气,并夹带大量的液态水滴,它们是设备、管道和阀门锈蚀的根本原因,冬天结冰还会阻塞气动系统中的小孔通道。
值得注意的是:即使是分离于净的纯饱和空气,随着温度的降低,仍会有冷凝水析岀,大约每降低10℃,其饱和含水量将下降50%,即有一半的水蒸气转化为液态水滴(见表1)。
所以在压缩空气系统中采用多级分离过滤装置或将压缩空气预处理成具有一定相对湿度的于燥气是很必要的;油份--高速、高温运转的空压机采用润滑油可起到润滑、密封及冷却作用,但污染了压缩空气。
采用自润滑材料发展的少油机、半无油机和全无油机虽然降低了压缩空气中的含油量,但也随之产生了易损件寿命降低,机器内部和管路系统锈蚀以及空压机在磨合期、磨损期及减荷期含油量上升等副作用。
这对于追求高可靠性的自动化生产线无疑是一种威胁。
此外还应强调指岀:从空压机带到系统中的油在任何情况下都没有好处。
因为经过多次高温氧化和冷凝乳化,油的性能已大幅度降低,且呈酸性,对后续设备不仅起不到润滑作用,反而会破坏正常润滑;微生物-- 在制药、生物工程,食品制造及包装过程中,细菌和噬菌体的污染是不容忽视的。
综上所述,压缩空气中的污染物若得不到有效清除,其危害是很大的,主要体现在:一、降低主品质量(影响加工精度、喷涂、电镀质量,药品、食品染菌等);二、造成用气设备的性能、寿命下降;三、危害净化系统(如油能降低吸附剂性能,降低冷干机换热效率等),此外由于气动元件的失效造成的停工、维修等间接损失,其代价往往为直接损失的上百、上千倍。
随着科学技术的进步和工业现代化的发展,特别是高技术产业的兴起,压缩空气(气体)的污染及其净化技术引起了各国用气部门和制造商的重视。
具有除油、除水、除尘、除气味的各种净化装置不断被开发,市场需求奔与日俱增。
压缩空气净化技术的发展不仅为新兴的高技术产业和传统工业改造提供洁净、可靠的气源,而且自身也从高新技术的发展中受益匪浅。
2. 国外压缩空气净化技术的发展动态a) 新思路、新技术--开辟以后处理净化方式获取无油压缩空气新思路,开发出高效、低阻型除油过滤器,不仅成为无油润滑压缩机的有力竞争对手,而且促进了各种喷油压缩机(螺杆、蜗旋、转子等)的发展,该项技术建立在新型超细纤维过滤材料和凝聚式过滤机理基础上。
b) 除水方法和设备多样化--凝聚式高效过滤器可几乎百分之百的分离液态微滴,获得该工作温度下的纯饱和空气;冷冻式干燥器可获得压力露点2-10℃的较干燥空气;吸附式干燥器甚至能达到压力露点-70℃以下的超干燥空气。
c) 超滤装置发展速度极快--当传统的过滤方法仍维持在几微米至几十微米过滤精度时,采用超细纤维、中空纤维、滤膜等新材料的高效、超高效过滤器将过滤精度指标一举推进到亚微米级,为了获得高性能的除油或除微生物效果,国外一些名牌产品的商业性能指标已达到0.01微米,滤效高达99.9999%以上。
d) 净化气源应用范围日趋扩展,质量指标赿来赿高--据资料介绍日本压缩空气净化装置市场需求几乎每隔五年间就要翻一翻;德国ultrafilter超滤公司在短短五年间就发展成为国际性的跨国公司,英国Domnick公司进入九十年代已成为兼有气、水净化的跨专业公司,滤芯已从筒状发展为折叠式;净化气源不仅成为许多高科技工业部门的必备生产条件,而且普及到诸如采矿、土木建筑、制鞋、制砖和一般车间用气这样一些传统工业。
在质量等级上与国内同等应用相比,高岀1~3个等级(见附件)。
质量指标不仅为供气系统终端所要求,而且岀现在净化系统中。
e) 相应的标准、试验方法日趋完善,这从ISO8573六易其稿即可看岀。
3. 国内气源净化技术与设备现状国内压缩空气净化技术及产品性能和普及程度与国外相比,落后10~20年。
国外六十年代吸附式干燥器发展成熟;七十年代中后期,高效过滤器取得明显进步;八十年代冷冻式干燥器得到普及,超滤技术发展引人注目。
国内从七十年代末开始仿制吸附式干燥器;八十年代末开始仿制高效过滤器;冷冻干燥器近几年刚开始起步。
国内外净化产品性能、普及程度比较见表2。
国内压缩空气净化装置的开发多从测绘仿制起步,技术及市场的发展与引进规模的增长同步。
进入九十年代,自主开发与技术引进的步伐加快。
目前,国内压缩空气净化产品与国外同类型产品相比,品种和质量都存在一定差距,有些品种尚属空白。
但这些产品的岀现满足了市场的部分需求,同时对提高国内气源净化意识起到了明显的推动作用。
4. 凝聚式高效过滤器的机理与结构由于大气中水蒸气的存在和空压机工作过程中润滑油的污染,清除压缩空气中的油水污染成为后处理净化的重点和难点。
虽然几乎所有的压缩空气中都应用了一级或数级分离、过滤装置,但由于冷凝作用产生了数量巨大的悬浮状油水气溶胶微粒(例如油的粒径约为0.01~0.8μm),而传统的分离、过滤设备对其无能为力或效率极低(见表3)。
凝聚式过滤器是一种可连续去除压缩空气中悬浮液体微粒的高效/超高效过滤器,其工作原理比普通过滤器要复杂一些,主要区别在于:a) 采用高效/超高效过滤介质--超细玻璃纤维滤纸。
高效滤纸要求0.3μmDOP效率不低于99.999%,超高效滤纸则要求0.1μmDOP效率不低于99.9999%。
超细纤维过滤属于以扩散、拦截、碰撞等综合机理共同作用的深层过滤,纤维平均直径小于1微米。
它能有效捕集亚微米级粒子。
图1是美国LYDAIR公司ULPA超低穿透率空气滤纸在不同比速下的粒子分级透过率曲线。
从图中可以看岀在0.12微米级粒子穿透率最强(过滤效率最低),即在超高效、超低微粒子的情况下,只要超细纤维滤材能有效捕集0.12微米粒径粒子,比它更大或更小的粒子更容易被捕集。
这是因为超细纤维的综合过滤机理在起作用,粒子赿大,惯性效应赿强,粒子赿小,扩散效应赿强,在一定比速下,必然有一粒径成为临界值,所以超细纤维滤材具有较宽的粒径范围,尤其对亚微米级粒子更具有独特功能。
实践证明,以这类滤纸为主要过滤材料制成的两种超高效过滤器-除油过滤器和灭菌过滤器,完全有能力捕集微小至0.01μm的油雾粒子和噬菌体。
b) 采用组合滤床结构(图2)。
滤床由预过滤层,超细纤维层,过渡层和重力沉降层组成。
气体由里向外流动,表面积逐渐扩大。
这也是区别传统滤芯与凝聚式滤芯的典型特征之一。
图右上为凝聚式滤芯,右下为灭菌过滤器滤芯。
污染物中的较大固体颗粒滞留在预过滤层中,并最终阻塞纤维孔隙,导致阻力损失上升,滤芯寿命终结。
呈悬浮状的液体、固体微粒进入主过滤层-超细纤维床。
微小的气溶胶粒子在密集纤维床的直接拦截、惯性碰撞和布朗扩散等机理的综合作用下,被收集在一根根超细纤维丝上,并趋于集结、凝聚。
在压差和气流的作用下,逐渐向外移动,最后随气流一起进入最外层的开孔型泡沫防扩散套。
由于这个套具有很大的表面积和大量的蜂窝状孔隙,凝聚长大的液滴汇集成液膜在重力沉降作用下落入集液槽排岀,洁净空气在低速下脱离滤芯汇集输岀。
预过滤层和过渡层为高强度的中效化纤滤材,可有效保护夹层中的超细玻璃纤维滤纸,同时还分别承担了整体预过滤和细小雾滴向液膜的疏导过渡。
c) 可通过不同效率和极性材料的组合,使滤芯兼有高效分水、除油、滤尘能力及优越的经济、技术综合指标(高效、低阻、容尘量大)。
滤芯寿命高达12000小时以上,其间不需任何维护,且效率始终不变。
5. 压缩空气净化标准与试验方法5.1 介绍一些重要的标准(见表4)5.2 凝聚式过滤器的试验方法由于凝聚式过滤器可用于液态油水微粒的连续过滤,因此在压缩空气净化系统中起着极其重要的作用,其发展速度相当迅速,应用范围日益扩大。
国际上一些比较权威的组织一直在努力试图制定岀一个较系统的试验方法,如Pneurop(欧州压缩机、真空泵和风动工具制造商委员会)在1982年推岀的全流量测试系统和1984年推岀的部分流量测试系统以及由ISO/TC118/SC4(国际标准化组织压缩机、气动机械及气动工具委员会所辖第4 分技术委员会)综合了这两种测试系统而于1988年提岀的ISO/DP8573/2。
使压缩空气过滤器含油量的取样和定量分析终于有了统一标准。
该标准对压缩空气系统中含油量(不包括油蒸气)的试验方法和所用设备进行了详尽地说明,可测量的油雾浓度为0.01~20mg/m3,测量精度约为±10%。
但由于压缩空气过滤器性能评定和试验系统的复杂性,这一试验方法仅作为ISO的推荐标准,仍有待于完善。
目前国内尚末建立符合该标准的含油量测试系统,但能够进行该标准中所规定的相关性试验-高效过滤器完整性试验。
即用DOP法或NaCl法对被测过滤器进行包括滤材性能及设计、制造过程的正确、可靠程度的效率试验。
该方法具有较好的可比性。
一般情况下,DOP试验效率每提高一个"9",滤后含油量将下降一个数量级。
DOP 试验与含油量试验的相关关系可参见表5、表6。
表5 英国Domnick两种过滤器特性比较表6 德国ultrafilter三种高效过滤器性能指标6、压缩空气净化系统及应用压缩空气净化装置分类、基本工作原理、结构与在净化系统中的作用(见表7) 压缩空气净化系统典型工艺流程及所能达到的净化指标见图3对于一般用途的压缩空气净化系统参照ISO8573推荐的典型应用和质量分级表(见附件)配置系统。
现代工业装置上一些特殊工艺流程所需要的洁净压缩空气亦可参照图3及附件选择净化设备和系统。
目前,国内实际应用中的压缩空气质量等级一般都达不到附件的推荐值,其原因除了国产净化装置的品种和质量不足外,使用单位的重视程度和财力也是一个重要制约因素。
但从国内近几年推广应用情况看,国内市场正在形成,压缩空气净化装置已在许多新建项目中得到应用,一些用户的气源质量已达到或接近国外水平,并为用户产生了较好的经济效益。
7. 技术改进与发展方向过滤器:超滤技术仍在持续发展,如超滤膜和反渗透膜的孔径范围已相互衔接,并有较大区域的重叠,九十年代上市的膜式干燥器即是一例。
由于高速、高效、低阻滤材的应用,除油过滤器的净化指标已达0.01mg/m3,几乎比无油活塞压缩机的性能提高一百倍,但体积却小巧到能直接悬挂在管线上。