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1、压缩空气处理基础知识第一讲 压缩空气除水1第二讲 压缩空气除尘或除油2压缩空气除水基础知识1第一讲 压缩空气除水1压缩空气除水方法及流程2压缩空气除水基础知识1我们周围的大气不是一种纯净的空气，它含有 相当数量的杂质：1、固体微粒。每立方米空气中含上亿个尘埃粒 子。小于2 m 的占80%以上。2、水：分液态的雾（小于10 m）和水滴、气态 的水蒸汽由此生产出的压缩空气，需要除去：1、固体微粒：空气中原有的；压缩机转动件磨 损新生成的。不除的危害：造成气动元件（气动阀 等）磨损、堵塞、卡死等故障压缩空气除水基础知识12、水分：压缩冷凝过程凝结的液态水和空气中 过量的水蒸汽。不除的危害：锈蚀管道、
2、冬季冻管3、油分：因油分离器分离不彻底空气带走的， 主要分液态的油雾和油滴、气态的油蒸汽。不除的 危害：油蒸汽有爆炸危险、高温生成油酸腐蚀管道4、化学杂质：主要以气态存在。比如空气污染 中SO2气、氨气、盐酸气等。几种污染物与凝水共同 作用，产生腐蚀性物质，对管道、冷却器、密封件 等生产腐蚀、破坏压缩空气除水基础知识1空气质量标准我国使用的空气质量标准为一般用压缩空气质 量等级（GBT13277-91），质量等级用三个阿拉 伯数字表示：固体粒子和浓度等级；水等级；总油 量（包括油蒸汽）等级对控制仪表和气动仪表一般取：1、固体粒子等级2（小于1 m的粒子浓度1mg/m3)2、水等级3（露点温度-
3、20 ）3、油等级3（含油量1mg/m3）压缩空气除水基础知识1压缩空气与除水相关的参数1、温度空气被压缩机压缩增压后，空气的温度和压力都 会升高。将空气做为理想气体，则气体的压力与温 度关系：T2/T1=（P2/P1）（m-1）/m式中： T2、T1-空气压缩后、前的绝对温度P2、P1 -空气压缩后、前的绝对压力m-压缩多变指数，一般取1.3湿空气是干空气和水蒸汽的混合物。地球表面的空气 均是湿空气。故压缩空气都要考虑除水措施。压缩空气除水基础知识1例题：大气温度20 ，经空压机压缩后压力为 0.2Mpa（表压），多变指数m=1.3，求压缩后温度？解：温度换成绝对温度T1=273+20=29
4、3K压力换成绝对压力，一般取大气压P1 =0.1Mpa压缩后P2 =0.2+0.1=0.3Mpa则：T2/T1=（P2/P1）（m-1）/mT2 =T1（P2/P1）（m-1）/m= 377.5K=104.5 压缩空气除水基础知识1例题：大气温度30 ，经空压机压缩后压力为 0.6Mpa（表压），多变指数m=1.3，求压缩后温度？解：温度换成绝对温度T1=273+30=303K压力换成绝对压力，一般取大气压P1 =0.1Mpa压缩后P2 =0.6+0.1=0.7Mpa则：T2/T1=（P2/P1）（m-1）/mT2 =T1（P2/P1）（m-1）/m= 474.7K=201.7 压缩空气除水基
5、础知识12、湿度A、含湿量x我们生产所用的都是湿空气。湿空气中，单位 质量的干空气内所含有水蒸汽的质量，称作含湿量x若湿空气的大气压为P，其中水蒸汽分压力Pw, 将湿空气看做理想气体，则有：X=0.622Pw/（P-Pw)B、 相对湿度若空气的大气压为P，温度为T，其中水蒸汽分 压力Pw，对应温度T的水蒸汽饱和压力为PS，则相对 湿度= （Pw/ PS）*100% 即Pw= PS压缩空气除水基础知识1X=0.622Pw/（P-Pw)= 0.622 PS/（P- PS)对于水来说，在饱和状态下温度和压力是一一对应 关系。已知饱和温度，可查饱和水蒸汽表找出该温度下 的饱和压力，反之亦然。温度一定时
6、，相对湿度越小，说明空气中的水蒸 汽离饱和蒸汽越远，越不容易有液态水析出。压力不变时，其中水蒸汽分压力Pw将不变，此时对 湿空气降温，温度降低时水蒸汽饱和压力PS也随之降低 。相对湿度= （Pw/ PS）*100%，将逐渐升高，当PS= Pw时相对湿度=100%，空气中的水蒸汽达到饱和状态 ，此时开始有液态水滴析出。再降温将有大量水析出。压缩空气除水基础知识13、露点温度湿空气在压力不变的情况下，通过冷却降温， 使其相对湿度=100%开始有水析出时的温度称为 露点温度td若要对压缩空气除水，必须将湿空气的温度冷 却降温到露点温度td以下。例题、大气相对湿度80%，温度33，经空气压 缩后压力为
7、2.3bar（表压），经空气冷却器冷却到 45 ，问压缩前、后的露点温度是多少？冷却后是 否有水析出？压缩空气除水基础知识1解：T1=273+33=306K，一般取大气压P1 =0.1Mpa压缩后P2 =0.23+0.1=0.33Mpa， 1=80%查饱和水蒸汽表，33 时，饱和水蒸汽压力 PS1=0.0057138Mpa整个过程分压缩（压缩前-压缩后（冷却前）、冷却（压缩后（冷却前）-冷却后） 2种变化考虑1、压缩后（冷却前）的温度 T2 =T1（P2/P1）（m-1）/m= 403K=130 查表PS2=0.27025Mpa压缩空气除水基础知识12、压缩后（冷却前）的相对湿度压缩过程无水析
8、出，则X1=X3，得0.6221 PS1/（P1-1 PS1)= 0.6222 PS2/（P2-2PS2)整理后： 2= 1 (PS1/ PS2)(P2/P1)=5.6%3、压缩前的露点温度降温后大气压力P1 ，饱和压力PS1，相对湿度1=100%降温过程压力不变， P1 = P1则有PS1= PS1（ 1 / 1）（ P1/ P1)=0.004571Mpa压缩空气除水基础知识1查手册，对应饱和温度（即露点温度）30.1 4、压缩后的露点温度降温后压缩空气压力P2 ，饱和压力PS2，相对湿度2=100%降温过程压力不变， P2 = P2则有PS2= PS2（ 2 / 2）（ P2/ P2)=0
9、.015134Mpa查手册，对应饱和温度（即露点温度）54.1 5、是否有水析出：因压缩后露点温度54 .1 ，而冷却压缩空气到45 ，低于露点温度，故有水析出。压缩空气除水基础知识1例题结论：1、空气经压缩后（冷却前）压力、温度均提高，相对湿度 显著下降（80%下降到5.6%）2、空气经压缩后（冷却前）无水析出，故含湿量不变，但 露点温度却上升（30 .1 上升到54.1 ），压缩比越大 ，露点温度越高。露点温度越高，越容易被冷却降温析水 （允许提高冷却水进口温度，改用温度高的循环水等降温 ）3、压缩空气经冷却后，如未低于露点温度，相对湿度小于 100%，不能析出水，达不到除水目的。4、压缩
10、空气经冷却后，如低于露点温度，有水析出，不论 析出多少水，相对湿度保持100%不变。此时为避免输送过 程中夹带水滴，一般通过再加热将相对湿度降低到60%压缩空气除水基础知识1例题、试验室内空气温度t=25 ，压力p=100kpa， 相对湿度60%，后开始冷却降温，将室内空气冷却到 10 。试求:1、降温前空气的露点温度2、冷却到10 后空气含湿量3、将充分降温后的空气再加热到25 ，求此时相 对湿度、露点温度解：1、查表，25 时的饱和蒸汽压PS=3163paPw= PS=60%* 3163=1897.8pa，查表，对应空气露点温度为16.6 压缩空气除水基础知识12、冷却到10 ，低于露点温
11、度16.6 ，故将析出 凝水。此时空气为饱和空气， =100%，查表，对 应饱和压力为Pw= 1.226kpa，此时空气含湿量：X=0.622Pw/（P-Pw)= 0.622 PS/（P- PS)= 0.622 PS/（P- PS)=7.72g/kg（干空气）3、再加热到25 ，湿含量不变， = X（P- PS)/ 0.622 PS=0.387 （38.7%）Pw= PS= 38.7% * 3163=1224.08pa查表，对应空气露点温度为9.8 压缩空气除水基础知识1分析：1、将空气冷却低于露点温度，析出凝水。此时空气 为饱和空气， =100%。2、对冷却除水后的空气再加热到25 ，温度不
12、变 的情况下，相对湿度将从60%下降到38.7%，湿空气 获得了干燥.露点温度由16.6 下降到9.8 。 这种先降温除水再升温降低相对湿度和露点温度的 方法可避免气体输送过程中凝水析出。我们的冷冻 式干燥器就是基于这个原理进行空气干燥的。压缩空气除水基础知识1例题、气源机出口绝对压力0.8Mpa，经冷冻式干燥器冷 却后空气温度t=10 ，求同温度下的折合大气压露点。 若气源机出口绝对压力0.4Mpa，其他条件不变。试求同 温度下的折合大气压露点。解：1、一般取大气压P1 =0.1Mpa，压缩机出口压力P2 =0.8Mpa查表，10 时的饱和蒸汽压PS=1.226kpa同温度下的大气压空气的饱
13、和水蒸汽分压力PS= PS P1 / P2 = 0.153kpa查表，对应空气露点温度为-16压缩空气除水基础知识1解：2、一般取大气压P1 =0.1Mpa，压缩机出口压力P2 =0.4Mpa查表，10 时的饱和蒸汽压PS=1.226kpa同温度下的大气压空气的饱和水蒸汽分压力PS= PS P1 / P2 = 0.306kpa查表，对应空气露点温度为-8分析：1、压力露点与大气压露点的对应关系与压缩机的 压缩比有关。当压力露点相同时，随着压缩机出口压力升 高，其对应的大气压露点将下降。2、在压缩空气的输送过程中，输送压力将降低， 对应的大气压露点温度将下降，易析出凝水。压缩空气除水基础知识1在
14、大气环境为20 ，最高环境温度30 ，大气压力为 0.1Mpa（绝压），相对湿度60%的条件下，气源机的出口 压力为0.6Mpa（表压），流量27Nm3/min，供应气源气露 点温度4 ，求整个过程中排出凝水量有多少？解：查表，气温30 饱和湿空气含水量30.32g/m3吸入空气含水量： 30.32g/m3*60%*27*60=29471.04g/h= 29.471kg/h供出气体含水量：查表，压力0.6Mpa（表压）露点4 饱和湿空气含水量1.06g/m31.06g/m3*27*60=1717.2g/h= 1.717kg/h整个过程需要排出冷凝水29.471kg/h-1.717kg/h=27
15、.754kg/h，即每天排出666kg约0.666 m3的凝水。压缩空气除水基础知识1在大气环境为20 ，最高环境温度30 ，大气压力为 0.1Mpa（绝压），相对湿度60%的条件下，气源机的出口 压力为0.6Mpa（表压），流量27Nm3/min，供应气源气露 点温度4 ，求供气的常压露点（大气露点）为多少？解：供出气体含水量：查表，压力0.6Mpa（表压）露点 4饱和湿空气含水量1.06g/m3查表饱和湿空气含水量1.06g/m3对应的常压露点（大 气露点）约-18 即0.6Mpa（表压），露点4对应的常压露点（大气 露点）约-18 对同一气体测量时，如果带压测量，则显示露点4 ；如果在开
16、口排放处测量（常压测量），则显示露点-18 。压缩空气除水流程2头发发丝直径88.9 m 0.0889mm0.001” 0.0254mm微米 0.001mm1m（微米）究竟有多大 ?压缩空气除水流程2小颗粒的相对尺寸大硅胶颗粒(20 um) 铅笔墨点 (40 um)红细胞(7mm) 酵母细胞 (3 um)典型细菌(0.2mm)一、对气态的水蒸汽常用除水方法：1、降温除水：通过换热器冷却降温，使空气温度低于露点 温度，使水以液态形式排出；一般用空气换热器或冷冻式 干燥器。2、吸附除水：通过3 5mm 的3A分子筛或活性氧化铝做 吸附剂，大量吸附空气中的水蒸汽；一般用吸附式干燥器二、对液态的微小水（雾）常用除水方法：1、离心沉降除水：一般用在除水（油）器上，压缩空气一 般以1525m
