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食品行業空氣凈化系統工程解決方案

广东好彩1历史开奖结果 www.aegxfq.com.cn 壓縮空氣在食品行業如啤酒、味精、乳酸、飲料、食品發酵等及其他行業的設備中是使用較為廣泛的主要動力能源及工藝氣源,所有的氣動儀表、氣動元件、氣缸、電磁閥、工藝、發酵都需要壓縮空氣。但壓縮空氣中大量的油水混合物給設備及工藝用氣造成極大的危害,主要有 固體微?!?—大氣中含有大量的塵埃及微生物,經空壓機吸氣過濾器吸入帶到管道}水分— — 大氣中相對濕度一般高達75% 以上,經壓縮后,即成為濕飽和空氣,隨著溫度的降低, 即由水蒸氣轉化為液態水滴。另外, 從空壓機連桿、活塞帶到系統中的油分, 因為經過多次高溫氧化和冷凝乳化,油的性能已大幅度降低, 且呈酸性, 對后續設備如氣缸不僅起不到潤滑作用,反而會破壞正常潤滑, 起腐蝕作用。因此,大量經壓縮冷凝后的濕飽和空氣, 夾帶大量的液態油水混臺物, 是設備、管道、氣動元件, 氣缸、閥門銹蝕的根本原因, 亦使工藝及發酵用氣經常園雜菌引起污染, 至使發酵倒罐等現象發生, 造成極大的損失。因此,研究氣源凈化問題也在圓內外引起專家們的重視。在研究和總結國內外有關資料的基礎上, 由化工部化工設計公司、化工部第一設計院、石油部洛陽設計院和化工部第二設計院聯合研究設計的Qz型外加熱(有熱)再生干燥裝置, 于1 978年在廣東省肇慶化工機械廠研制成功,并于1979年12月通過了全國技術鑒定,一致認為該裝置“設計先進,性能良好,安裝使用方便,操作簡單,工作可靠?!貝傭畈沽宋夜淳換返目瞻?。繼后,我國的氣源凈化領域又相繼開發了外加熱再生、無熱再生、冷凍等型式的干燥裝置及除油, 除水、除塵、除菌各種類型凈化設備,并在不同行業,不同工藝上得到越來越廣泛的應用。

但是, 由于壓縮空氣氣源凈化設備是近十年來逐步被人們所注意和認識的,國家對氣源質量等級及凈化設備尚沒有標準要求,加之近年來很多生產廠家為滿足其空壓機配套的需要,先后效仿和研制出具有各自風格結構、型號規格的凈化設備,在實際使用中,大部分產品能夠滿足工藝,生產和質量的技術需要,但亦有相當部分產品質量差,凈化效果不明顯,氣源質量達不到技術指標,控制閥門, 控翩系統易出毛病, 干燥吸附劑易破碎,粉塵大, 直接影響了生產, 給工廠和生產造成了極大的損失。為此,如何選擇配套適臺本單位生產設備和工藝要求的優質壓縮空氣凈化設備,已成為工程技術人員和管理技術人員極其關注的問題。

一、凈化設備的種類及工作愿理

1.干燥裝置

目前,我國生產及使用的壓縮空氣干燥裝置主要有吸附式和冷凍式二種,吸附式是將硅膠、鋁膠、分子篩等吸附劑裝填在兩個干燥器內,工作時當氣體經過干燥器時, 吸附干燥劑將水分吸附下來,從而達到干燥的目的。冷凍式是利用氟里昂斂冷的形式將空氣中的水分冷凝后分離出來,從而達到干燥(除水)的效果。吸附式干燥裝置的吸附劑在工作后,需對吸水的吸附荊進行再生,再生的形式分為: 無熱(自熱)再生、加(有)熱再生兩種。加熱再生又分為外加熱再生, 內熱再生、余熱再生、微熱再生等幾種形式。下面簡單介紹我國常用的幾種再生型式的工作原理。

(1)無熱(白熱)再生 無熱(自熱)再生干燥裝置是根據變壓吸附原理,在加壓F吸附水分。吸附是放熱過程,解吸是吸熱過程, 吸附放出的熱量,供給解吸時所需的熱量,不霈外供熱能。具有體積?。峁辜虻?、操作維護方便等優點。簡單解釋無熱再生工作原理,就是利用lO ~1 5 干燥后的成品氣經限流孔板對吸水后的干燥劑進行反吹再生, 除去.所吸Illc的水分, 經消音器放空排出。

(2)外加熱再生外加熱再生干燥裝置是通過風機將外部電加熱器加熱的空氣送入再生的干燥器內,將吸水后飽和的干燥刺烘干進行再生。

(3)余熱再生余熱再生干燥裝置是在有熱再生的基礎上改進,不用外部電加熱器, 而是通過熱交換器將工廠的多余蒸氣和空壓機一級壓縮的熱能或其他余熱的熱能轉換為再生熱能(注 其熱量必須達到滿足再生的熱量180"(3)從而達到節能的效果。

(4)內熱再生內熱再生干燥裝置是采用遠紅外線電加熱管放置在干燥器的干燥劑內直接加熱再生, 不需要風機送風,與現有外加熱干燥裝置比較, 具有體積小,能耗低,無噪聲等特點。

(5)微熱再生激熱再生干燥裝置是在無熱再生的基礎上, 用小功率的電加熱器將再生的空氣加熱,加快對吸水飽和的干燥剜姑行反吹再生,具有減小再生氣量損耗的效果。

2.氣渡分離器(凈化器)

氣體切線進入旋風分離,高教破沫網分離及濾除部分大顆粒水滴。設備通常用在干燥裝置前及高效除油器的一級過濾中。

3.高效陸油器

氣體通過上述的氣液分離旋風分離,直接攔截、慣性碰撞, 實現一、二級預過濾,再進入以超細纖維組合的精濾元件,使超細氣潞膠在毛細和彌散過濾作用下徹底除去 精濾元件在濕飽和狀態下連續工作。

4.高效除塵過濾器

氣體通過超細纖維過濾, 粉塵經截留,擴散等作用牯附在纖維層上或沉積在簡體底郟從而達到除塵的目的。

5.高效除菌過濾器

以擴散效應為主, 氣體通過超高效過濾元件,濾除空氣中的細菌和噬菌體。

二、選擇壓縮空氣凈化設備的廈剮

上述我國目前普遍使用的各種型式干燥裝置都有一定的特點和不足之處。如何選擇、配套適臺本單位設備和工藝的技術要求,且性能好,質量可靠的凈化設備,是直接關系到生產能否正常進行的關鍵。因此,在選擇使用凈化設備時應從下列主要方面考德I

1.根據生產設備和工藝的接術要求

(1)對氣體質量無特殊要求有的生產設備和工藝對氣體質量無特殊要求,如采礦、鑿巖機、制磚,制玻璃機等,可選擇氣液分離器,高效除油器和帶除沫器的緩沖罐和貯氣罐, 通過旋風分離及過濾將部分油、 水混臺物分離出來。

(2)根據不同的干燥露點要求

① 干燥露點(常籃露點)為t 一15℃ ~一20℃ [含水量1.5~0.9g/m。]。如氣動元件、氣缸、機床、鑄造機械、工業手動工具、焊機等,可選擇冷凍干燥裝置或無熱再生于操裝置(減少再生氣量5 )

③ 干燥露點(常壓露點)為。一40"C~一60℃ (含水量0.1~0.0ig/m ]。如氣動儀表、精密(壓力,流量)調節器、射流、噴漆(涂)、噴砂、粉狀產品輸送等, 可選擇用吸附式干燥裝置。

③ 干燥露點(常壓露點)為 一60~C~一70℃ (含水量0.01~0.003g/m )。如攝影膠片生產等, 可選擇冷凍干燥器和外加熱再生干燥裝置,填充分子篩二級處理共同完成高要求的氣源質量。

(3) 根據含油量的要求剝要求含油量為:0.1mg/m ~1mg/1TI。的,如:噴漆(涂), 攝影膠片生產, 食品飲料加工,應選擇使用無油潤滑空壓機加高效除油器,配套有熱再生或無熱再生干燥裝置。但不應選 擇通旋塞閥形式的干燥裝置。因為四通闊轉動需黃油進行潤滑, 宜選擇深吸附的外加熱再生干燥裝置。

(4)根據含塵量的要求對要求含塵量<1mg/m。,粒徑< 1 的,如:儀表、空氣軸承、粉狀產品輸送,食品飲料加工,應配套選擇高效除塵過濾器。其中有些干燥裝置已具備除塵功能,~IARD系列自熱再生干燥裝置

(5)根據賒菌的要求對要求賒菌和塵埃粒徑<0.3 的,如食品飲料加工,制藥, 食品發酵等, 應配套選擇高效除菌過濾器或高精度過濾器。

2.根據用氣量

根據空壓機的排氣量以及工廠各種設備、工藝的平均最大用氣量來選擇干燥裝置。因為除冷凍式干燥器不需損耗成品氣外,其余各種吸附形式的干燥裝置都需要損耗部分成品氣,?影響有效的供氣量。如:外加熱(有熱)再生干燥裝置、余熱再生干燥裝置加熱再生后, 干燥劑玲吹風需損耗成品氣5 , 內熱再生干燥裝置約損耗成品氣8 ,微熱再生干燥裝置需損耗成品氣1 2% ,無熱再生干燥裝置需損耗成品氣15 。因此,要通過臺計工藝、設備的用氣總耗量及系統泄漏系數, 加上干燥裝置的損耗氣量,來選擇不同形式的干燥裝置及空壓機的規格。

3.根據空壓機的種類及性能

(1)空壓機的種類使用有油潤獵壓縮機或無油潤滑壓縮機,其含油量指標>15mg/m 時, (一般無油機含油量在5~8 mg/m。),應配套高教賒油器和選擇外加熱(有熱)再生干燥裝置。因為無熱再生干燥裝置是靠15 的成品干燥氣作降壓,至0.035MPa后, 將吸水后的干燥劑進行反吹再生,若空氣中含有油則干燥劑被污染不能再生,使之中毒失敢。隨著工作時間的增加,直接影響其干燥效果及氣源的質量。有熱再生是通過高溫脫附,而且吸附劑填充量較大,能深度吸附。實踐證明, 當進氣含油量<15m苦/m。時,還能保證氣體的質量。

(2)空壓機的排氣溫度和排氣壓力

應根據使用空壓機的排氣溫度和排氣壓力來選擇干燥裝置和配套設備。食品, 發酵行業普遍使用的空壓機, 排氣壓力在O.4MPa以下。由于壓力低,使用后冷卻器的散熱面積不夠, (配用0.8MPaI作壓力相同處理量后冷卻器)。出來的氣體溫度一般在8O℃ 左右,而空氣中溫度越高含水量越大。 飽和空氣隨著溫度的降低,仍會有玲凝水折出,大約每降低1O℃ ,其飽和空氣的含水量將下降50%,即有一半的水蒸氣轉化為液態水滴。因此,應選擇多級或加大一檔的后冷卻器, 將氣體的溫度降低至4O℃ 以下, 實現預分離部分水分, 以適應高教除油器及干燥裝置的工作要求。

目前我國普遍設計及生產的壓縮空氣凈化設備操作壓力普遍在0.8MPa,適應0.6~0.8MPa的工作壓力范圍。由于食品如發酵行業普遍使用排氣壓力0.4MPa以下的空壓機, 因此,在選擇配套除油器和干燥裝置時應注意選擇太一倍的處理量, 減少壓力的損失,保證能夠得到較好的凈化效果。

4.根據工廠的資金、場地和使用環境

(1)資金投資從設備所需的資金來看,使用高效除油器及無熱再生干燥裝置比冷凍式及有熱再生等其它幾種形式干燥裝置的一次性投資少。

(2)運行費用根據有關專家統計,由于無熱再生干燥裝置需損耗15% 的成品氣,對處理量>40m /rain的干燥裝置而言,其用于再生損耗的空氣能耗(空壓機能耗)將大于有熱再生電加熱的能耗,在處理量<40m /mi.時基本相等,而冷凍干燥裝置的能耗最低。

(3)工作場地冷凍式、無熱再生干燥裝置與其它加熱形式的干燥裝置相比,具有體積小, 占地面積小的優點。

(4)使用環境外加熱(有熱和余熱)再生干燥裝置,由于是利用羅菠鼓風機輸送熱風到干燥器內對吸附劑進行干燥再生,因此,風機的噪聲較大(尤其是大規袼,如40m /rain),約80dB,直接影晌車間的工作環境?!縹諑呈跗朧艸Ь塒スこ嘆鴕?臺QZ40/S#~,加熱再生干燥裝置的羅茨鼓風機集中安裝在一間房子內,以防止噪聲的影響。亦有部分產舳, 采用噴射器送熱風,取代風機, 減少噪聲。在選擇干燥器時, 其出H的壓力露點應當比工廠曾有過的環境最低溫度低10"C。因為玲凍式干燥器工作壓力7Kg時的壓力露點為+4℃ ,所以, 冷凍式干燥器的使用環境溫度應高于零度以上,故北方冬天不適宜使用該形式的產品。

5.根據干燥裝置的結構原理及產品質量 使用壽命

(1)冷凍式

冷凍干燥裝置是國外使 用較為普遍的一種產晶,具有體積小,能耗低的優點,但由于我國制冷技術還存在一定的差距,產品的使用壽命和維修技術還存在一定的問題, 故造成推廣及使用上的一定困難。

(2)程序控制

我國使用較為廣泛的吸附式無(自)熱再生干燥裝置的程序控制系統,一般分為機械凸輪式、集成電路式、微電腦(單片機)、氣動式等四種形式。目前,我國大多數廠家生產的無熱再生干燥裝置都是采用機械凸輪式。該型式結構簡單,檢查、維修方便。但因為有些地區經常缺電,造成電壓、電流不夠穩定, 故使鐓動開關的觸點容易燒蝕。集成電路和微電腦控制系統克服了上述的缺點,但其本身電路原理復雜,維修技術非一般工廠的電工、維修工所能掌握,故造成推廣的一定困難。

(3)控制切換閥門干燥裝置的切換控制閥門

長期處在大量含水、含塵的惡劣環境下工作,如果閥門的結構、材料不適應,則比較容易損壞。由于無熱再生干燥裝置采用變壓吸附原理, 每5min~要為兩個干燥器作一次工作、再生的轉換, 故閥門切換頻繁。因此,對切換控制閻門的質量和使用壽命要求較高,而閥門的結構質量、壽命也直 接反映了無熱再生干燥裝置的好壞。下面介紹我國目前無熱再生干燥裝置主要使用的幾種控制切換閥門。

① 四通旋塞閥其優點是結構簡單、緊湊。缺點是閥芯為生鐵鑄造,與閥體成錐面睽擦接觸,雖然有些廠家在其閥體鑲了尼龍襯套,但在含水含塵的環境下頻繁地轉動,閥芯容易磨損,在?;筧菀咨?,造成卡死或漏氣及串氣等現象發生,與四通球閻的原理大致相同。

② 電磁閥其閥芯為鑄鋼,在含水、含塵的環境下工作,閥芯和彈簧容易生銹或卡死,扳易造成線圈燒蝕, 閥門失靈。

③ 氣動薄膜切斷閥該結構是近幾年來才興起的新產品。該閥的閥桿為不銹鋼材料, 閥座鑲聚四氟乙烯, 閥門的動作是氣開或氣關。因此,磨損的機會較少,在干燥裝置內含水、含塵的環境下亦能保證壽命長、密封性能好。缺點是每個氣動薄膜切斷閥都要增加一個電磁先導閥作控制閥門, 比上述的四通閥和電磁閥形式的產品增加了閥門和成本。因為電磁先導閥的控制氣源是在凈化后的管遘上日l取,所以保證了該閥門的使用壽命。大量的用戶信息反饋和市場調查表騏,氣動薄膜切斷閥在干燥裝置中的使用壽命比四通閥和電磁閥長10倍以上。如:上海電子管二廠的4臺ARD-20/8、云南電視機廠的一臺ARD—xz/8自熱再生干燥裝置,自1986年使用至今,每臺干燥裝置上的4只氣動薄膜切斷閥都沒有出現任何故障。

(4)使用干燥裝置后帶來的粉塵問題

使用干燥裝置后粉塵較大,主要是因干燥劑破碎引起的, 也可能是干燥吸附劑(硅膠、鋁膠、分子篩)的質量問題,但主要與干燥裝置的控制結構原理有關。由于無熱再生干燥裝置中的兩個干燥器每5rain要進行一次工作與再生的轉換,氣}流及氣壓的變化較大,轉換較頻繁,容易引起吸附干燥劑破碎。另外,一些廠家選用硅膠和本身產品的原理結構也有聯系。

① 梭閥結構lT燥裝置灶干可用兩個] 燥器的壓力差來改變進氣閥一梭閩的運動和關阿方向,故使兩個干燥器切換時的氣流、氣壓變化較大, 造成吸附干燥劑易破碎。

② 四通旋塞閥結構干燥裝置雖然在切換前通過二通闊對再生的干燥器進行充壓, 但四通旋塞閥轉換較快,兩個干燥器未經過壓力均等就轉換過來,故使兩個干燥器切換時氣流、氣壓變化較大,造成吸附干燥劑易破碎,加上早期生產的部分無熱再生干燥器沒有在后部設置粉塵過濾器, 使大量粉塵直接帶進管道及設備,致使氣源質量較差。

③ 氣動薄膜切斷閻結構干燥裝置, 該工作原理和結構有效地解決了上述干燥吸尉劑易破碎、粉塵大的缺點。真工作原理是在切換前1 min將再生的排氣闔關閥, 由于壓力差,氣體經再生的限流孔板緩慢地對再生的干燥器進行充壓,待兩個干燥器的壓力相等后, 同時開啟原再生干燥器的進氣閥進行均壓, 再進行由再生到工作的轉換, 故使氣流和氣壓變化較小,加上填充強度較高的鋁膠,使干燥吸附劑的使用壽命較長,不易破碎。另外, 該產品在干燥器的后部設置了一個粉塵過濾器, 使氣源的質量得到較好的保證。

三、結論

凡有使用空氣壓縮機的地方都需要配套氣源凈化設備,但在選擇、配套使用壓縮空氣凈化設備時,應根據本單位用氣設備及工藝的氣流質量要求、空壓機的種類、排氣溫度, 排氣壓力,工作環境及凈化設備的產品結構,質量、特點、經濟性等因素,進行必要的技術經濟比較,全面考慮,才能確定選擇適合本單位或設計的各種不同型號、規格的凈化設備, 以滿足生產與設備的需要。

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