壓縮空氣系統(tǒng)高效過濾器的應(yīng)用

【摘要】   壓縮空氣是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要安全能源，凝聚式高效過濾器可確保高質(zhì)量地去除壓縮空氣中的水分、固體顆粒、油和細菌等雜質(zhì)，確保提供優(yōu)品質(zhì)的壓縮空氣。

【關(guān)鍵詞】空壓機高效過濾器

一.  高效過濾器使用的的必要性：

未經(jīng)處理的大氣中含有水分、塵埃等污染物，每立方米空氣中約含有一億四千萬個固體微粒。過濾后的空氣在其壓縮升壓過程中伴隨著進入了油微粒，從而使壓縮空氣中不僅含有塵埃、水，且還有油微粒等污染物。這些污染物若得不到清除，必然會污染、侵蝕管道、閥門、儀表等設(shè)備。因此不僅其使用壽命降低，也使生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)品質(zhì)量的不到保障。對于壓縮空氣要求潔凈無菌，防止微粒及易產(chǎn)生氣味的微生物進入工藝系統(tǒng)，必須設(shè)置可靠的干燥凈化設(shè)備，為嚴格清除可能發(fā)生的氣味及毒性，須增加活性炭吸附凈化過濾器， 以滿足工藝要求，且過濾器濾芯所選用的材質(zhì)本身應(yīng)具有抑制細菌繁殖的特性，避免過濾元件在使用過程中成為系統(tǒng)的污染源。

二.  技術(shù)介紹：

凝聚式高效過濾器采用歐洲領(lǐng)先技術(shù)，配備了壓差顯示器和自動排污閥，具有體積小、流量大、過濾效率高；融沉量大、壓差損失小；耐腐蝕性能好，壽命長；濾芯更換方便等一系列獨特的優(yōu)點。各級過濾器皆通過符合ISO8573標準的高效過濾器排氣測量儀的檢測。差異在毫厘之間。收獲卻有天壤之別。

 壓縮空氣凈化的工作原理雖然隨其凈化機理的不同而不同，但基本以過濾的形式去除壓縮空氣中存在的游離狀態(tài)的灰塵、微粒、以及氣溶膠狀態(tài)的煙和霧。對于氣態(tài)狀的污染物，如有害氣體，常用化學過濾的方式凈化。

過濾器在壓縮空氣干燥凈化系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用。采用不同的過濾器可去除壓縮空氣中的油（包括液體、氣體）、固體雜質(zhì)、微生物、有害氣體等污染物。

在壓縮空氣干燥凈化系統(tǒng)中，過濾器到處存在。壓縮空氣系統(tǒng)的過濾器可分為以下幾類：

——纖維（fibre）過濾器

——微孔（pore）過濾器：如膜過濾器，此類過濾器通常為絕對過濾器，常用在過濾器微生物上。

——粒子過濾器：如活性炭過濾器，其濾芯由活性炭顆粒組成。

纖維（fibre）過濾器是應(yīng)用廣泛的過濾器，其主要作用是去除壓縮空氣中的油霧及水分。這一類過濾器也稱凝聚式過濾器(Coalescing filter），按其過濾精度（能有效攔截的大顆粒直徑）可分為：

1）初/粗過濾器：過濾精度小于等于25μm；

2）精過濾器：過濾精度小于等于1μm；殘余油含量為1.0PPm；

3）高精過濾器：過濾精度小于等于0.1μm，殘余油含量為0.1ppm；

4）超級過濾器：過濾精度小于等于 0.01μm，與活性炭過濾器串聯(lián)使用殘油含量≤0.03ppm。

對過濾精度要求高的凈化系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)具體要求設(shè)置多級過濾器，過濾精度逐級提高，以便在滿足用戶所需要的過濾效率和精度的同時保持并延長精過濾器使用周期和壽命。為避免過濾元件本身產(chǎn)生的塵埃、內(nèi)外滲漏而引起系統(tǒng)的二次污染，應(yīng)選擇合適材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的過濾器，并按供氣系統(tǒng)及用戶的要求合理選用參數(shù)，如過濾精度、阻損、工作壓力、工作溫度、過濾效率等，不恰當?shù)剡x用過濾精度過高的過濾器，不僅增加投入費用，而且運行時 增加系統(tǒng)氣流阻力，影響過濾器運行周期和使用壽命。

三. 凝聚式高效過濾器的組成及工作原理

3.1凝聚式高效過濾器的組成

凝聚過濾器的濾芯由過濾層、上下端蓋和“O”密封圈三部分組成，其中過濾層由六層組成，外形如圖所示。

a)層（紅色）：具有PVC涂層的海綿，抗腐蝕能力強。過濾時能形成潮濕帶，主要作用是使過濾下來的凝結(jié)液順利排至過濾器底部。

 b)第二層和第六層：為不銹鋼網(wǎng)，在保證足夠流通面積的前提下，使濾芯能承受較大的壓力降。

c)第三層和第五層：無紡布，固定濾材不相對滑動，并具有攔截粗顆粒的作用。

d)第四層：濾材，濾芯由進口特種硼硅酸纖維制成，具有“空隙率”大、“疏水性”強、質(zhì)量穩(wěn)定等的特點。

濾芯的上端蓋上有“O”型密封圈，當濾芯與殼體連接時可實現(xiàn)很好的密封。上下端蓋用環(huán)氧樹脂與過濾層結(jié)合在一起，保證無側(cè)漏。下端蓋上有內(nèi)螺孔，可與殼體的螺桿緊密連接。

凝聚式高效過濾器的工作原理

過濾器在過濾時，壓縮空氣先進入濾芯中間向四周擴散，經(jīng)過濾芯過濾后進入濾芯與殼體的間隙，再通過過濾器出口排出下游。壓縮空氣中的固體懸浮物被濾芯（纖維）捕捉后留在內(nèi)部、液體（如凝結(jié)水、油霧等）被濾芯（纖維）捕捉后由于其重力的作用流至濾芯低部，通過海綿的“潮濕帶”（在“潮濕帶”處由于壓力降較大沒有空氣流過，故稱為“安靜區(qū)”，流至過濾器殼體底部，由自動排水器排至外界。

3.2凝聚式高效過濾器的工作原理

整體設(shè)計：防止過濾器內(nèi)部的泄漏是過濾器制造的一個技術(shù)難點。 濾芯用環(huán)氧樹脂把耐腐蝕的上下端蓋與過濾層粘在一起。防止空氣泄漏，同時，上下端蓋采用防腐材料制成。下端蓋內(nèi)有固定螺孔，可以簡單、可靠地與過濾器殼體連接在一起。

濾材疏水性好： 濾芯的濾材采用了經(jīng)過特殊處理的硼硅酸玻璃微纖維制成，其防油、水性能高于一般的玻璃纖維，同樣尺寸濾芯的容塵空間大和壓力降都小。

空隙率大：濾芯的空隙率是衡量濾芯壽命長短、壓力降大小的指標之一。濾芯的空隙率在96%以上。

纖維直徑要小、表面光滑：如果纖維直徑較粗，就不可能產(chǎn)生很小的間隙，那樣對微細顆粒就起不到有效的攔截作用；纖維表面如果不光滑，過濾下來的凝結(jié)液就無法快速地下流，而導致壓力降上升。濾芯纖維的當量直徑在0.5μm左右。

耐高壓差沖擊：濾芯在使用過程中，其產(chǎn)生的壓力降是逐漸上升的。當壓縮空氣進入過濾器的瞬間會在濾芯兩側(cè)產(chǎn)生較大的壓差，因此要求濾芯的強度足夠。濾芯采用高性能不銹鋼內(nèi)外襯套，把纖維緊緊地固定在一起，并可承受壓縮空氣的沖擊。內(nèi)層不銹鋼襯套還可以起到過濾大顆粒的作用。

防腐能力強的外層海綿：濾材過濾下來的油和水需要靠外層海綿排出。由于空壓機潤滑油的種類有多種（如合成潤滑油、礦物油等），要求外層海綿的防腐能力也加強，采用一般的海綿在潤滑油等腐蝕下會老化、變硬，從而影響排污能力，壓力降也會上升。濾芯采用了具有 PVC 涂層的聚亞胺酯泡面，可以保證長時間在油水浸泡中不硬化、老化。

過濾器殼體的防腐性能：壓縮空氣過濾器的工作環(huán)境是比較惡劣的，其內(nèi)部受到高壓下的油、水腐蝕，因此過濾器外殼需要具有極強的防腐性能。過濾器中的螺紋連接型殼體（鋁合金）經(jīng)過了三道防腐工序處理：a) 陽極化處理；b) 環(huán)氧樹脂干粉噴涂；c) 烤漆處理。經(jīng)過嚴密防腐處理的殼體能承受壓縮空氣中油水的腐蝕，可保證十年的使用壽命。

四、高效過濾器技術(shù)參數(shù)

設(shè)計流量：75Nm3/min

設(shè)計壓力：1.2MPa

進出口尺寸：DN125

過濾精度：一級：顆粒≤0.1μm  分油效率≤0.1ppm

二級：顆?！?span>0.01μm 分油效率≤0.01ppm

設(shè)計標準：殼體：GB150-1998

濾芯：ISO-8573

五．應(yīng)用

在空壓機系統(tǒng)上加裝壓縮空氣高效過濾器，可以大大降低改造費用，而且可有效除去空氣中絕大部分的水分、塵埃、油氣等污染物，其過濾精度：一級顆粒≤0.1μm，分油效率≤0.1ppm，除水率達到99.9%。二級顆粒≤0.01μm，分油效率≤0.01ppm，除水率達到99.99%。壓力露點為-30℃，含水量為0.45克/ m3   壓降≤0.02Mpa。這樣可確保高質(zhì)量地去除壓縮空氣中的水分、固體顆粒、油等雜質(zhì)，為設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行提供強有力的保障。