壓縮空氣凈化系統的一次創(chuàng )新

　　壓縮機技術(shù)壓縮空氣凈化系統的一次創(chuàng )新屈宗長(cháng)，馮健美（西安交通大學(xué)壓縮機研究所，西西安710049）滲透性催化劑，經(jīng)過(guò)復雜的物理化學(xué)反應(Chemical reaction)來(lái)轉換壓縮空氣中所存在的油、水及塵粒。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。其超長(cháng)的工作壽命和可靠的性能，使任何壓縮空氣均能超出ISO8573― 1的一級氣體質(zhì)量指標（target aim)，達到絕對無(wú)油的氣體標準(biāo zhǔn)。
　　1刖目隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活(生活)水（flowing water）平(Level)的不斷提高，在工業(yè)、醫療和食品(food)工業(yè)中對壓縮空氣(Basin air)的質(zhì)量提出了更高的要求，國家也制定出相應的標準（GB/T1327791一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(grade)），根據不同的行業(yè)特點(diǎn)對其壓縮空氣質(zhì)量進(jìn)行考核空氣凈化系統的3大任務(wù)就是除濕(Dehumidify)、除油和除塵，為了解決壓縮空氣中的油氣、水霧及微粒（內容：原子、分子、離子）雜質(zhì)，各國的科技工作者進(jìn)行了多年不懈的努力。
　　慕尼黑召開(kāi)的“國際無(wú)油壓縮空氣創(chuàng )新會(huì )議(huì yì)”，就是一次成果的交流和總結(zǒng jié)來(lái)自中國、德國、美國、意大利、日本、挪威、奧地利等12國家(country)的31位代表參加了會(huì )議。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。會(huì )議就目前壓縮空氣的清潔化處理技術(shù)進(jìn)行了交流和討論。ROTORCOMP的StefanZETTL博士及技術(shù)工程(Engineering)師o(wú)chen BROWA先生，就ROTORCOMP最新研制的EcoTec（簡(jiǎn)稱(chēng)為ETC）無(wú)油轉換器技術(shù)進(jìn)行了專(zhuān)題報告。ETC技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域是一種突破，是壓縮空氣處理方法(method)的一次革命性的創(chuàng )新，為壓縮機(compressor)的可靠性運行、低成本(cost)維護及環(huán)保等方面樹(shù)立了新的標準。
　　2壓縮(compression)空氣的凈化(Purification)方法目前國內壓縮機所提供的壓縮空氣（除一般車(chē)間用氣外）均不能達到GB/T13277―91質(zhì)量標準，壓縮空氣中的水分和所含的潤滑油在較高排氣(Exhaust)溫度（temperature)下一般為氣態(tài)，再與所吸入的灰塵混合而形成油氣、水分、灰塵混合物的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不僅使食品(food)、醫藥的產(chǎn)品(Product)質(zhì)量難以保證，而且也會(huì )給氣源裝置和氣動(dòng)系統帶來(lái)?yè)p害。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　首先油份被氣化后所形成的有機酸對設備腐蝕，引起氣動(dòng)元件相對運動(dòng)表面磨損，使控制元件失靈，為此必須配置一個(gè)空氣凈化系統國內傳統(Tradition)的獲得凈化壓縮空氣的方法有兩種：其一是直接用無(wú)油壓縮機(compressor)，再配置吸附式干燥(dry)器；其二是應用有油潤滑壓縮機，在系統上配置過(guò)濾器、冷凍(freezing)式干燥器及凈化過(guò)濾器。昆山空壓機保養冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。第一種方法給壓縮機本身的設計(design)和制造提出了很高的要求，其設計制造成本會(huì )大大增加，另外壓縮機的易損件使用壽命(lifetime)明顯降低，約為有油潤滑壓縮機的50%其次是摩擦磨損加劇，泄漏(leakage)增加而容積(Capacity)效率降低，壓縮機的維修費用增大。所以大多采用第二種方法。
　　命、壓縮機的能耗、維護修理費用、制造成本等幾方面進(jìn)行了詳細的比較。從所列舉的具體數據（data)明顯看出第二種方法遠遠優(yōu)于第一種方法。第二種方法對壓縮機本身沒(méi)有特殊的要求，關(guān)鍵是選擇好凈化系統，它通常是采用機械分離(Separation)過(guò)濾及冷凍干燥，然后再進(jìn)行活性炭吸附的方式，將油、水及雜質(zhì)從壓縮空氣中分離出來(lái)，但是這種方法經(jīng)常要更換過(guò)濾器，其效果(xiàoguǒ)往往也很不理想。特別是干燥器會(huì )受到多種因素的影響，如系統的工作壓力，壓縮機的排氣(Exhaust)溫度，氣體的流量，環(huán)境的溫度及最低壓力的露點(diǎn)等，過(guò)濾器的工作壽命(lifetime)和效率也直接影響了壓縮空氣的凈化Ifet表示示了常吝的活性碰濾器的工作壽命和效率。從圖中可見(jiàn)，當其工作時(shí)間大于1000h，則過(guò)濾器已經(jīng)基本失去了作用。所以到目前為止，在壓縮空氣凈化系統領(lǐng)域還沒(méi)有一種完善可靠的處理方法。針對此狀況，德國ROTOR-COMP最新研制了一種EcoTec螺桿壓縮機無(wú)油轉換器（簡(jiǎn)稱(chēng)ETC轉換器）這項新技術(shù)(technology)的研究成功使壓縮空氣凈化系統發(fā)生了突破性的變化。
　　3ETC內各相異性催化劑的工作原理ETC技術(shù)是采用了一種特殊(special)的各相異性催化劑（如所示），這種催化劑是一個(gè)多孔滲透性的固體材料(Material)，可提高化學(xué)反應(Chemical reaction)的速度。它本身具有200m2/g的表面面積，ETC無(wú)油轉換器中的催化劑對于1m3/min0.7MPa的壓縮(compression)空氣提供600，000m2的表面積，在這樣的表面積上，任何含油量的壓縮空氣均能被迅速地處理。
　　催化劑的結構與傳統的活性炭吸附方法不同，ETC技術(shù)是經(jīng)過(guò)復雜的物理(physical)化學(xué)反應來(lái)轉換壓縮空氣中所存在的油和微量的氣體化合物。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。其反應的過(guò)程(guò chéng)或步驟如所示。來(lái)自壓縮空氣中的油、水及塵粒進(jìn)入催化劑反應桶后，通過(guò)化學(xué)與物理作用被各相異性的催化劑所吸收，被吸收的這些物質(zhì)再與氣相和催化劑外側的氧原子(化學(xué)式:O) 進(jìn)行單分子和雙分子作用，然后所吸最后分離(Separation)出CO2和水，即生激活的能量使催化劑解吸附，催化劑再生為新的循環(huán)做好準備。其反應的化學(xué)方程表示為反應過(guò)程簡(jiǎn)圖發(fā)生上述催化反應通常需要的時(shí)間是0. 5s而ROTORCOMP在ETC無(wú)油轉換器中設計的“接觸時(shí)間”是1.7s更增加(increase)了ETC無(wú)油轉換器工作(gōng zuò)的可靠性。
　　經(jīng)過(guò)這個(gè)ETC無(wú)油轉換器后，所有的碳氫化合物、雜質(zhì)以及CO均被消除了，壓縮空氣(Basin air)中油、碳氫化合物的含量為