實(shí)驗(yàn)室用壓縮空氣膜式干燥器

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對壓縮空氣要求

實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)，對壓縮空氣的應(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)室人員提供一個良好的工作環(huán)境，不影響工作效率的考慮下，對于噪音控制的要求非常之高，本文不對空壓機(jī)的選擇作出建議，選擇空壓機(jī)時盡量選擇工作噪音低，品牌好，穩(wěn)定無油的空壓機(jī)即可，本文著重于從實(shí)驗(yàn)室的角度考慮，對于壓縮空氣后處理配置的相關(guān)建議：

為什么要對空壓機(jī)出來的壓縮空氣進(jìn)行處理？

壓縮空氣作為一種重要的生產(chǎn)動力應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個方面。在壓縮空氣 的生產(chǎn)過程中，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，同時還會促進(jìn)微生物的繁殖；如果水分沒有去除的話，形成的冷凝液將在系統(tǒng)低點(diǎn)處積聚，這將對工業(yè)生產(chǎn)造成長久潛在 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)過程的停止。

對于實(shí)驗(yàn)室來說，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，會對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法完全，實(shí)驗(yàn)失敗。

對壓縮空氣進(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)（簡稱冷干機(jī)、圖1）和吸附式干燥機(jī)（簡稱吸干機(jī)、圖2）搭配過濾器來對壓縮空氣進(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，會同時把冷干機(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

使用膜式干燥器來對壓縮空氣進(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，水分子穿過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)部滲透穿過管壁（包括帶水分的空氣/流體的流動）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，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)。

為了延長干燥膜的使用壽命，需在進(jìn)氣端安裝顆粒物過濾器（0.01微米），可保證干燥膜不受顆粒物等外來雜質(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，這兩種方式相對比：

冷干機(jī)和吸干機(jī)的體積大，需要接電源，會產(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：個人認(rèn)為，無需通電，無噪音，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)的壓縮氣過濾與干燥，特殊制造干燥膜專門用于小型空壓機(jī)多次開/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。以下是我個人整理出來的膜式干燥器優(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。需前級過濾）

–不需更換維修件

–不需電源

–可直接在惡劣環(huán)境中使用