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無油壓縮空氣與無油螺桿技術(shù)的應(yīng)用

  【壓縮機(jī)網(wǎng)】干式無油螺桿壓縮機(jī)是一種獨(dú)特的空氣壓縮機(jī),它不需要潤(rùn)滑油或其他潤(rùn)滑介質(zhì),因此得名“干式”。這種壓縮機(jī)以其維護(hù)簡(jiǎn)便、能耗低、排放少和高純凈度空氣輸出而聞名。

  在探討干式無油螺桿壓縮機(jī)之前,我們先來看一下壓縮空氣中含油量的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13277.1以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8573-1的相關(guān)規(guī)定,這些標(biāo)準(zhǔn)將壓縮空氣中的油,包括液態(tài)油、懸浮油以及油蒸汽這三種狀態(tài),標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)總含油量(mg/m3)進(jìn)行分級(jí)。

  標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)按照GB/T13277.2測(cè)量液態(tài)油和懸浮油。在總含油量等級(jí)為3級(jí)、4級(jí)和X級(jí)時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下油蒸氣含量一般不會(huì)對(duì)總含油量造成明顯影響,因此,可根據(jù)情況確定是否測(cè)量油蒸氣。如果有必要測(cè)量油蒸氣,應(yīng)按照GB/T13277.5進(jìn)行測(cè)量。

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  在這些標(biāo)準(zhǔn)中,只有達(dá)到Class 0級(jí)別的壓縮空氣才能被稱為無油壓縮空氣。此外,這些標(biāo)準(zhǔn)通常還有一個(gè)溫度要求,即測(cè)試空氣含油量的標(biāo)準(zhǔn)通常是在20℃狀態(tài)下進(jìn)行的。然而,在實(shí)際使用工況中,溫度要求往往更為嚴(yán)苛。

  如何去除壓縮空氣中的潤(rùn)滑油?

  過濾器可以攔截油滴、油霧,減少壓縮空氣中的含油量。在市場(chǎng)上,去除空氣壓縮中的油通常采用過濾器。過濾器有“粗”和“精”之分,過濾油滴、油霧的大小不同,從而達(dá)到不同的含油量指標(biāo)。從下圖中我們可以看到,過濾器通過攔截油霧和油滴來減少壓縮空氣中的含油量。一個(gè)粗精密過濾器能夠除油的最終效果可能會(huì)達(dá)到0.1毫克每立方米的狀態(tài)。而如果采用兩級(jí)的精密過濾器,其含油量可能會(huì)進(jìn)一步降低到0.01毫克每立方米。通過精密和粗過濾器的結(jié)合,可以達(dá)到不同的含油量標(biāo)準(zhǔn)。

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  除了這兩種過濾器外,還有一種吸附式過濾器。這種過濾器通過活性炭的吸附來進(jìn)一步吸收空氣當(dāng)中的油蒸氣,從而減少壓縮空氣中的含油量。

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  從圖示中我們可以看到,活性炭過濾器的除油結(jié)果最終可能會(huì)達(dá)到0.003mg/m3的狀態(tài)。但是,溫度對(duì)壓縮空氣殘留量有非常大的影響。從曲線圖中可以看到,一個(gè)粗過濾器在20℃時(shí)能夠處理的壓縮空氣的含油量可能達(dá)到0.5ppm,而一個(gè)精密過濾器可能達(dá)到0.01ppm。然而,如果壓縮空氣的溫度從20℃上升到40℃,空氣當(dāng)中的含油量就會(huì)從原來處理的0.01mg/m3急劇上升到0.1mg/m3,數(shù)值會(huì)有十倍的變化。這是過濾器固有的特性,受溫度的影響變化很大。

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  活性炭同樣存在這樣的問題。隨著溫度的變化,不僅其吸附能力會(huì)受到很大的影響,其使用壽命也會(huì)急劇下降。活性炭過濾器吸收油蒸汽的原理就像海綿吸水一樣,新的海綿在吸水時(shí)吸附能力特別好,但隨著海綿吸附水后達(dá)到飽和狀態(tài),就不再具備吸水的能力。活性炭吸附劑也是類似的道理,新的活性炭在吸附油蒸氣時(shí)能力會(huì)比較好,但隨著活性炭的使用逐漸達(dá)到飽和狀態(tài),就不再具備吸附油蒸氣的能力。同時(shí),活性炭過濾器的吸附能力隨著溫度的升高會(huì)明顯下降。從相關(guān)曲線圖中可以看到,隨著溫度的上升,活性炭過濾器的吸附能力會(huì)從最終的0.02上升到0.3的狀態(tài),也是一個(gè)數(shù)量級(jí)的變化。同時(shí),從另一個(gè)曲線圖中可以看到,活性炭過濾器的壽命會(huì)隨著溫度的升高急劇縮短,例如從20℃到40℃時(shí),活性炭的壽命大概會(huì)有90%的衰減。

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  此外,還有一種方法叫做化學(xué)的催化分解,通過化學(xué)反應(yīng)裝置和催化劑等方式去除壓縮空氣中的油量,但需要復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)裝置、催化劑和加溫等。

  怎么能獲得Class 0無油壓縮空氣?

  噴油空氣壓縮機(jī)會(huì)將三種形態(tài)的油帶入到壓縮空氣中:油滴、油霧和油蒸氣。形成鮮明對(duì)比的是無油空氣壓縮機(jī)排出的壓縮空氣無論如何都不含有油。

  過濾器只能過濾油滴和油霧,油蒸氣需要活性炭吸附劑來去除,但是壽命極短。過濾和吸附處理后的壓縮空氣溫度從20℃上升到40℃,含油量從原0.01mg/m3上升到0.1mg/m3。所以,過濾和吸附處理后的壓縮空氣,只能保證Class 2,很難達(dá)到Class 1。因此,Class 0無油壓縮空氣只能由無油空氣壓縮機(jī)來獲得。

  無油壓縮機(jī)的類型有哪些?

  目前,市場(chǎng)上無油壓縮機(jī)的類型主要流行著四種。從最小的無油渦旋壓縮機(jī),其功率可能達(dá)到22千瓦,到中小功率的單螺桿水潤(rùn)滑壓縮機(jī),其最大功率一般做到75千瓦,這些都是市場(chǎng)上常見的類型。再往上,就是干式無油螺桿壓縮機(jī),其功率范圍可能從55千瓦最大到300或355千瓦。而最大的離心式壓縮機(jī),其功率可能從幾百千瓦到幾千千瓦不等。

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  這四種無油壓縮機(jī)的類型,其應(yīng)用場(chǎng)景隨著功率和用氣量的變化而有所差異。從對(duì)應(yīng)的曲線圖上我們可以看到,在食品、醫(yī)藥、化工等多個(gè)行業(yè)中,干式無油螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍最為廣泛。因?yàn)槠涔β矢采w范圍非常廣,從55千瓦到315千瓦,甚至有的型號(hào)能做到400千瓦等更大功率。因此,它能夠滿足多種不同場(chǎng)景下的需求。

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  水潤(rùn)滑的單螺桿壓縮機(jī),由于其功率相對(duì)較小,主要應(yīng)用在醫(yī)藥、醫(yī)院等中小功率需求的行業(yè)中。而離心式透屏壓縮機(jī),由于功率較大,因此在大型空分化工廠等應(yīng)用場(chǎng)景中會(huì)比較多見。

  干式無油螺桿壓縮機(jī)典型應(yīng)用行業(yè)

  (1)食品行業(yè)

  輸送:保持粉末的純度

  壓縮空氣被用于傳送食品,例如粉末狀的奶粉、可可粉等。油會(huì)污染這些粉末而損害最終產(chǎn)品。

  吹掃空氣:保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量

  壓縮空氣用來清潔瓶子,空氣中的油會(huì)污染盛食品的容器和包裝,并且會(huì)使食品變味,對(duì)健康造成危害。

  發(fā)酵:保證健康的菌種,沒有產(chǎn)品污染

  壓縮空氣在發(fā)酵工藝生產(chǎn)食品添加劑如檸檬酸時(shí)給活性菌提供氧氣,非常少的油都會(huì)影響活性菌的活性并且污染最終產(chǎn)品。

  食品儲(chǔ)藏:避免儲(chǔ)藏食品的損壞

  壓縮空氣被分離成氧氣和氮?dú)?,氮?dú)獗挥迷诠揞^、大的儲(chǔ)存設(shè)備和海運(yùn)中保護(hù)食品,壓縮空氣必須100%無油。

  (2)醫(yī)藥行業(yè)

  發(fā)酵:健康的活性菌,沒有產(chǎn)品污染

  壓縮空氣在抗生素生產(chǎn)的發(fā)酵過程中提供氧氣給活性菌,非常少量的油都會(huì)殺死活性菌和污染終端產(chǎn)品。

  鼓風(fēng)/通風(fēng):更高的產(chǎn)品質(zhì)量

  在氧化的生產(chǎn)過程中,壓縮空氣用來提供氧氣,例如乳糖生產(chǎn),任何油的存在都會(huì)損壞終端產(chǎn)品。

  藥片生產(chǎn):增加純度

  在藥片上要用壓縮空氣來涂一層膜,壓縮空氣中含油會(huì)直接殘留在藥片上,影響健康。

 ?。?)化工行業(yè)

  氣體分離:更低的損失,更純的氣體

  PAS變壓吸附分離氮?dú)夂脱鯕獾暮诵牟考欠肿雍Y,油的出現(xiàn)都會(huì)堆積在分子篩上,更換分子篩的費(fèi)用是很昂貴的。

  分離氮?dú)夂脱鯕獾暮诵牟考悄?,任何油的出現(xiàn)都會(huì)堆積在膜上,損壞膜的分離能力,更換膜的費(fèi)用也是很昂貴的。

  危險(xiǎn)的區(qū)域或工藝過程:增加安全性

  在有些化工過程中,無油壓縮空氣對(duì)避免爆炸非常重要,例如用壓縮空氣來生產(chǎn)氧氣,然后將氧氣壓縮并使用。

  (4)電子行業(yè)

  清潔:降低終端產(chǎn)品的次品率

  在生產(chǎn)過程中清潔和拋光印刷電路板,在濁刻之后去除晶片上的化學(xué)堆積物,在LCD面板加工過程中清潔刀具都需要用到壓縮空氣,壓縮空氣中的油會(huì)堆積在部件上,造成短路和失效。

  直接用于生產(chǎn):更少的缺陷

  壓縮空氣被用來直接生產(chǎn)和裝配PCB電路板、晶片、IC卡、ABS、存儲(chǔ)器片和LCD面板。包括鉆、澆鑄、接線、沖壓、氣槍、噴涂和切割;壓縮空氣中含油會(huì)污染工作環(huán)境,并且堆積在終端產(chǎn)品上,造成產(chǎn)品缺陷。

  氮?dú)獗Wo(hù)焊:干凈的氣體才可以保證高的產(chǎn)品質(zhì)量

  壓縮空氣被用于生產(chǎn)氮?dú)?,這種惰性氣體被用來防止金屬半導(dǎo)體焊接過程中的氧化。壓縮空氣中含油會(huì)污染氮?dú)獠⑶叶逊e在熱的部件上,造成失效或短路。

 ?。?)飲料及乳制品行業(yè)

  清潔:清潔瓶子及管道

  在灌裝以前,瓶子被壓縮空氣清潔。壓縮空氣還被用來清潔管道,例如生產(chǎn)從一種飲料轉(zhuǎn)換到另外一種飲料。壓縮空氣中含油將會(huì)消極地影響飲料的口味和氣味,還會(huì)影響身體健康。

  發(fā)酵:健康的活性菌,沒有產(chǎn)品污染

  在發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、白酒、酵母乳等時(shí),壓縮空氣中含有一點(diǎn)點(diǎn)油都會(huì)殺死活性菌,生產(chǎn)出不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和污染飲料、乳制品。

  灌裝和封裝:保證產(chǎn)品的純度

  壓縮空氣被用來驅(qū)動(dòng)灌裝和封裝機(jī)械,壓縮空氣中含油會(huì)危及終端產(chǎn)品的純度。

  結(jié)語

  為了滿足上述行業(yè)對(duì)壓縮空氣高品質(zhì)的需求,近年來壓縮機(jī)企業(yè)不斷采用新技術(shù)、新材料進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。這些努力不僅提高了壓縮機(jī)的性能和效率,也進(jìn)一步推動(dòng)了無油螺桿壓縮機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

標(biāo)簽: 無油螺桿應(yīng)用  

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