隨著生產的曰益發展，技術水平的不斷提高，使得壓縮空氣的潔凈技術越發重要，特別是近年來，國際市場各種知名品牌的壓縮機、壓縮空氣干燥器、過濾器等，紛紛涌入國門，在一定程度上帶動或促進了我國壓縮空氣潔凈技術應用水平的發展和提高，對于國際上的先進技術，不僅吸收而且要轉化為我們自己的東西，同時，發展我們自己的品牌產品。

　　1壓縮空氣的污染及其危害1.1壓縮空氣系統中的污染物眾所周知，空氣是可以壓縮的，因此，無論我們采用何種壓縮機，在空氣的壓縮過程中，大氣中的污染物，油（煤煙、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物及碳氨化合物的污染物粒子，還有噬菌體等微生物；同時，空氣中也含有一定量的水蒸氣，所以，在壓縮機吸入的空氣中，已經含有一定量的固體的、液體的、乃至固液兩種混合的污染物。以一個常用0.8Mpa壓力的壓縮空氣系統為例，污染物與大氣（自由空氣）的數量同時被強化了8倍。同時，空氣中的水蒸氣壓縮之后水分會被凝結出來；還有大量應用油潤滑的壓縮機本身，也會產生廢物對壓縮氣體產生污染，這些污染物主要是潤滑油在壓縮高溫作用下，發生碳化后的粒子以及潤滑油粒子等；而對于無潤滑壓縮機，金屬活塞環或塑料活塞環與氣缸壁的磨擦，產生的金屬與非金屬粒子等。

　　1.2壓縮空氣系統中污染物的危害歸納起來，在壓縮空氣中的污染物主要為兩種，一種是被吸入空氣壓縮機的大氣污染物，其中有80G直徑在2！m以下；另一種是壓縮機帶出的油份呈煙霧狀態，擴散開來便成為0.01-0.8！m的氣溶膠。這樣，所有的污染物便會與管道中的贓物混合，形成銹斑、固體微粒、以及乳膠狀乳油。

　　如果這種不潔凈的壓縮空氣，不采用任何有效的去除手段，直接應用在對氣質要求較高的場合或地點，就會污染潔凈的生產環境，甚至玷污產品并導致不合格。因此，在一些用氣部門，如大規模、超大規模集成電路的生產工藝用氣，氣浮陀螺、氣浮軸承的充氣，火箭和航天器的生產、加工控制、檢驗、試驗用氣等，對壓縮空氣的質量都提出了很高的要求，另外，如各種射流技術、氣動裝置、精密儀表等各種用氣，也提出了相應的潔凈要求。

　　☆張洪雁男，1940年2月生大學研究員。

　　100071北京西四環南路83號（010）58749507收稿曰期2003年3月3曰所以，為了避免人力、財力、時間上的浪費，必須充分了解系統污染狀況，對所使用的壓縮空氣系統合理的配置除塵、除油、干燥等凈化設施，實現潔凈壓縮空氣供應系統的最佳化，從而才能對用戶提供可靠的技術保障條件。

　　2壓縮空氣的過濾機理及其性能與分類在修訂后的壓縮空氣站設計規范-2002中，對過濾器作了明確的規定：“用戶對壓縮空氣質量有要求時，應在空氣干燥裝置前、后，用氣設音等處，設置相應精度的過濾器”“當壓縮空氣需要干燥時，在進入干燥裝置前，對壓縮空氣應當采取有效的除油措施”等。

　　清除較大的污染物粒子相對較為容易，而清除那些為人們肉眼所看不見、一般以0.3-5！m的微塵粒子就有一定的難度。采用過濾器在于清除污染物粒子，但如果使用或設置不當，不僅不能清除污染，相反，過濾器自身便成為典型的粒子污染源，因此，我們應當了解和熟悉粒子的分布狀況及其過濾機理，從而才能夠正確設計、安裝和使用潔凈的管路系統。

　　一般性質的過濾，可以除掉大部分液體和固體的物質微粒，其粒徑一般大于1！m，而要清除非常微小的固體粒子及油水的氣溶膠，就必須采用高效能的過濾器，然而就其方法和機理，不可能作出非常嚴密的物理分類，比如：重力分離、離心分離、慣性撞擊、直接攔截、布朗擴散、渦流擴散、熱力凝聚、靜電沉降、磁力淀析、布朗凝聚、聲波凝聚、湍流沉降等等。

　　在某種場合，對特殊的粒子而言，只有一種機理起主導作用，然而多數場合是多種機理的綜合作用。一般來，主要靠直接攔截、慣性撞擊、擴散或布朗運動、熱凝聚等。

　　直接攔截，也就是營造一種固體、液體污染物粒子受到濾材屏障的物理逼制，主要針對氣流中粒徑在l！m以上的較大粒子，在攔截過程中慣性撞擊亦同時發生，因為夾帶固體、液體粒子的氣流在流經濾材時，由于重量和速度的作用，粒子不可能與氣流同步迅速地改變方向，所以也就不可能通過濾材那種穹穹曲曲的通路，撞在濾材上，從而使濾材捕捉到粒子，因此，氣流中較大的的固體粒子，其歷程到此便結束。擴散和布朗運動，對極其微小的粒子起主導作用，這些粒子受作用于分子間引力和靜電力，從而引發粒子在氣流中盤旋，同時相互擠靠、粘貼，使得粒子的有效直徑增大，成為較大的粒子，從而變得更加容易除去。而液體粒子便不芫全一樣，在流經濾材時，微小的粒子便趨向集結，最后匯聚在一處結合成較大的液滴，推向濾材外部，形成一個較大的液體飽和區域，然后排出器外，這就是凝聚式過濾。這樣的方式可以清除大于0.01！m的固體粒子，如果污染物少于0.Olppm，那幺，氣流中的固體、液體污染物粒子便可以全部清除掉。

　　2壓縮空氣過濾器的性能對于一組性能良好的過濾器，過濾效率要高、一般應能達到99.99%以上；阻力小，保證過濾氣體壓力、流量變化不大；濾材本身要具音一定的機械強度，不僅能夠承受一定的壓力，而且能夠耐氣流的沖擊，在動態氣流中不破裂、不起毛、不掉渣；不發生氧化或表層剝離的現象，濾材的壽命長，清洗、更換要方便。

　　承受壓力，而且嚴密性良好，內壁光滑，使得液滴、固體粒子不易在表面滯留、粘附，而且磨阻損耗極低，在氣流沖刷下不會產生金屬粒子。

　　按濾材的結構形式可以分為‘深層“過濾、網孔”過濾或深層“網孔”結合型過濾器。

　　2.31“深層”過濾器的濾材為亂墊的纖維，燒結的粉末冶金及多孔陶瓷等，其功能就是架設一種穹穹曲曲的氣流通徑，以便氣流通過時，濾材可以捕捉微塵粒子如：這種濾芯應用較多，使用也較為廣泛，一般不考慮反向吹洗或重復使用，基本上為一次性濾芯。

　　主要材質為人造絲、尼龍絲、聚丙烯纖維、玻璃纖維等。由于采用機械纏繞不使用粘結劑從而對介質的適應能力較強，而且價格便宜。由于屬于深層過濾，因此含塵量一般都較大，但過濾精度不高，由于纏繞質量問題，在初投入運行時，在氣流的沖刷下有纖維帶出的可能性。

　　粉末冶金多孔濾材，是用金屬粉末通過冶金燒結工藝制得的多孔金屬或多孔合金，因此具有普通多孔料體因多孔而具音的過濾特性，而又有金屬的全部加工性能，是當今濾材中的一大類。

　　目前多用青銅、低碳鋼、不銹鋼、鈦、鎳、及其合金的粉末冶金多孔材料。它們具有優良的透氣性能，濾速高，如青銅粉燒結所制作的濾材，其流量可為折疊紙濾器的4倍、棉紗過濾器的6倍，然而折紙、棉紗過濾面積卻比粉末冶金材料大的多。在特殊的過濾場合，如飛機、坦克、戰艦之類使用的液體燃料、油和潤滑材料，要求不含5 -10！m固體殘留物；在核技術中的液體金屬納、鋰的過濾、中子發射裝置；醫藥衛生行業用來過濾病毒、細菌，生產無菌空氣和從母液中分離青霉素、鏈霉素等抗菌晶體；環保回收放射性塵埃、高爐廢氣收塵；作為氨氣、乙炔等易燃易爆氣體的阻火器；作為壓縮氣體的氣水分離和氣體排放時的消音器等，應用范圍極其廣泛。

　　但是，由于燒結技術所致，個別器件在使用過程中，在氣流的沖刷下，有自身粉末剝離和流失的現象。

　　這種過濾器出現較早，多孔陶瓷為耐壓較高的一種濾材，近年，在使用上又呈回升的態勢，為確保使用的可靠性，一般多采用兩級，如美國PARKER多孔陶瓷過濾器，殼體為316L不銹鋼，殼體內表面粗糙度小于0.8！m，承壓22MPa，為終端用氣點采用的超凈系列。

　　由于多孔陶瓷和玻璃這類材料，質脆、抗熱震性較差，不能焊接等原因，大量使用受到了某種程度的限制。

　　3.2“網孔”過濾器，一般由多孔金屬、塑料、各種纖維織物和微孔濾膜等為主要的過濾材料。這種濾材孔隙度比較均勻，孔隙率也較高，凡是大于一定孔隙的微塵粒子都可以被清除掉。如：這種濾芯主要使用乙烯基纖維素、聚丙烯、聚四氟乙烯的多孔膜與補強材料加工為圓筒型濾芯。目前市場上所售過濾器，多為這種濾芯的組合體。這種濾芯的最大優點，在于氣流通過時，濾芯上往往會帶有靜電荷，這種靜電荷可以阻止懸浮的粒子進入濾芯孔道深處而堵塞過濾元件，并能使粉塵呈現松軟狀態沉積在過濾元件表面，很容易排掉或便于清洗。比如：醋酸纖維素和硝酸纖維素以及兩種混合材料組成的折疊濾紙微孔過濾器，不易受稀酸、稀堿及無極性液體的腐蝕，但使用溫度不得高于755.聚四氟乙烯濾芯是用純泰氟隆制造的，適用于有機溶劑、強酸、強堿，其本身在化學上也是情性的，使用溫度在-100 -2005時是穩定的。

　　聚氯乙烯濾芯強度高、韌性強、耐中等強度的酸堿，使用溫度不宜高于655，否則會發生軟化，而且有毒，因此在食品加工、制藥、飲料行業，乃至家庭生活用水方面應用都要持慎重態度。這種濾芯，無論對液體、氣體，都可以除去大于0. 5！m的微塵粒子工作壓力一般為0.8-1.0MPa.由于微孔分布比普通的濾膜密集的多，在單位過濾面積上微孔數量十分可觀，這就意味著最大的微孔數減少。普通膜式濾器具有最大的微孔尺寸為0.3！m，而中空纖維僅為0.1！m，這同時意味著中空纖維具有較長的使用壽命和氣體過濾的安全性、可靠性。）編織金屬網、刻蝕金屬網：各種編織金屬網、金屬刻蝕網，雖然強度大、透氣性能好，但在高溫下網孔容易變形并嚴重影響過濾精度，尤其加工工藝復雜，價位較高，因此只能用在少數特殊部門、特殊工藝上。

　　2.4各種壓縮空氣過濾器的評價對各種過濾器做出充分評價是不容易的，因為有時不可能在一系列錯綜復雜、相互關聯的情況下，將其割裂開來進行研究討論，有些場合直接判斷也比較困難，因此，只能就一些具體的設音事例做出相應的評述。）是美國MASTERPNEUMATIC-DETROITINC生產的組合式過濾器，可以清除壓縮空氣中的液體、煙霧等粒子污染物，同時可以全部清合氣體過濾器，清除氣流中粒徑在l！m以上的粒子污染物過濾效率在99.57以上。

　　這種濾器，由于氣體進出口位于同一軸線上，便于在管路系統中安裝，過濾元件在濾器的頂部更換，比較方便、簡單。但由于停落在排放口的固液殘留物始終處于進氣口氣流的擾動之中，所以致使液態雜質不容易凝聚，而且污染物容易堵塞濾芯，造成濾芯的壽命降低。

　　匚匚匚除大于0.3！m的固體污染粒子，過濾元件的壽命可達6個月以上，是典型的清除儀表用氣中的油霧過濾器。特點是體積小，螺紋連接，使用簡便，價格適宜。但是由于體積小，從而不能確保氣體進出口處的有效流通面積，在短時間使用后，阻力增大很快。

　　該公司還生產一種臥式過濾器，這種過濾器可以清除氣流中固液殘留物，粒徑大于3！m時，清除效率可達1007粒徑大于0. 5！m時，清除效率達997以上。這是典型的臥式過濾器顯然，與立式相比，設音高度較低，因此，適合于有高度要求的場合或地點更換濾心在側面，十分方便。但是占地面積較大，由于濾芯重力的影響，濾芯與花板的固定和密封較為困難，不易牢靠，一定程度上會影響過濾的精度。

　　5為DomnnikFilterLtd生產的高效過濾器，可以除掉大于0. l！m固體污染物粒子，如果污染物小于0.01ppm（m/m），可以除掉全部液體水及油。適用于壓縮氣體時產生大量的冷凝液及固體粒子的氣體。而且只要事先準音好濾芯，短時間內便可以更換芫畢，濾芯的長度和數量，可以視氣體量組合，因此這種濾器的殼體直徑通常比較大。

　　壓縮空氣干燥裝置的設置5防止干燥時增加系統的污染縮空氣應當采取有效的除油措施“。當采用油潤滑壓縮機時，壓縮機后的壓縮空氣中的污染物的含量，較壓縮機吸氣口將會增加50ppm（m/m），這是壓縮機及油的污染所致。增加了干燥裝置后，系統凈化的意義就更加突出了，因為對于組配安裝合理的干燥裝置，控制一些雜質氣氛的含量和獲得較高的干燥度，都能達到理想的效果，然而也會帶來一些不希望的負面影響。譬如在使用方面，由于吸附干燥裝置切換程序方面的故障、不適時動作的電動閥門、管道的滲漏，甚至干燥劑粉末反擴散造成的交叉污染等，都會使潔凈的氣體再次遭受污染，當然這類情況大多是由于安裝、使用不當造成的。

　　嚴重的是干燥裝置本身，特別是采用的吸附劑機械強度低，性能不穩定，熱穩定性差，壓力沖擊下易粉碎，而產生細小粉塵，往往會造成干燥氣體的二次污染。

　　現用干燥器前后氣體測定的結果加以說明：表1潔凈壓縮空氣經過干燥器前、后氣體含塵量對比氣體進入分子篩干燥器前氣體經過分子篩干燥器后0.3！微塵粒子數粒/升可見，通過干燥器之后增加粒子數量為進入干燥器前的0.5-4倍。實踐表明在流速大、壓力高的情況下，這種現象就更加明顯，對于鋁膠、硅膠干燥劑也不排除這種情況，因此，在干燥器前、后，一般分別配置有效的前置過濾器和后過濾器，即防止吸附劑的中毒“，同時防止干燥劑對潔凈氣體產生二次污染。

　　吸附是個放熱過程因此低溫對吸附有利表2可以清楚反映這種特性。因此，站房內設音設置順序，應為壓縮機、儲氣罐、冷凍干燥器、吸附干燥器、站房出口過濾器，這樣才能為干燥器、站房出口過濾器形成一種良好的工作條件。

　　表2溫度對各種干燥劑吸附量的影響溫度分子篩氧化鋁硅膠就干燥度要求不高的壓縮空氣而言，作為吸附干燥器的前工序，采用冷凍干燥器是恰當的，而且設置在貯氣罐后面，吸附干燥器前面的位置上。這樣，壓縮機后冷卻器來的氣流可在貯罐內得到泠卻，使冷凝水充分析出并排出罐體之外。同時低溫對吸附有利，使得干燥器入口壓縮空氣溫度較低，從而降低了冷凍干燥器的使用功率，因此干燥器容量不必太大。通過貯氣罐的大容積的緩沖、穩壓使干燥器荷載均勻，從而在干燥器出口得到較穩定的壓力露點，此刻，再經吸附干燥器，可以獲得較佳的干燥效果。干燥后的壓縮空氣，事實上已含極少的油霧與微塵粒子，不會造成系統末端高精度過濾器1994"ChinaAcademicournalElectronicPubli過重的負擔，從而使終端過濾器濾材壽命增長，同時時過濾也會更加有效、可靠。

　　4壓縮空氣站系統的合理設置要使壓縮空氣站達到較高的標準，系統就應當做到無滲漏，安裝能夠勝任的壓縮機、干燥器、高效過濾器，生產中要使氣體具有合理的工藝流動特性，同時伴有在線的露點儀、粒子計數器等，隨時監測動態氣體的運行狀況，那幺就一定能夠滿足任何‘高、精、尖“生產技術的需要。高潔凈度、高干燥度（雙高）的壓縮空氣系統，按合理的工藝程序配置設音極為重要。一般應為壓縮抓1I冷卻器（2I除油器（3）-貯氣罐U）-冷凍干燥器（5）-前置除油過濾器（6）-吸附干燥器（7）-后過濾器（8）-站房出口高精度過濾器（9在空壓站的壓縮空氣系統末端（站房出口處），配置有效的壓縮空氣過濾器，對保證壓縮空氣質量是有效的，對防止污染的意義就更大，與空氣壓縮機、干燥器、構成空壓站芫整的工藝系統。

　　因為壓縮空氣中所含油的溫度，決定著高精度過濾器的效率加當溫度為302時流經過濾器的油含量是溫度202時的5倍，當溫度上升到402時流經過濾器的油含量是溫度202時的10倍。所以，對于高精度過濾而言，需要安裝在壓縮空氣系統溫度最低的地點，即為站房壓縮空氣系統的出口處，并采用與除油過濾器聯合使用的高精度過濾裝置，這樣既可保障過濾精度，又可延長過濾器的壽命。

　　2高性能除油器的設置壓縮機雖然并不比其它機械更易起火，但由于機內經常處于壓力下的油在運行，如果維修保養、運行措施失當，或者使用了不符合規定的油料，會加大形成油的老化物沉積，使積碳的幾率增大，就可能導致管道或貯氣罐等薄弱環節的起火燃燒，甚至爆裂，這也正是規范強調有油潤滑空壓機的貯附干燥裝置的吸附劑“中毒”，我們在壓縮機出口（活塞機冷卻器出口）處，都要設置高性能的除油器。

　　3合理設置潔凈壓縮空氣系統貯氣罐欲使氣動工具能夠平穩、正常的工作，就應當使用無脈沖、無波動的壓力氣體做為動力源。而壓縮空氣貯氣罐的功能，就是克服活塞壓縮機運行造成的氣體脈沖和壓力波動，以及分離凝結水和貯存壓縮空氣等。對于螺桿壓縮機、離心壓縮機貯氣罐首先是貯氣，其次為分離凝結水。當在短時間內有大用氣負荷時，可由貯氣罐提供輔助氣量補充供應，使管網中壓力下降波動不大，從而使壓縮機啟動頻率或負荷調節頻率，始終處于允許的、合理的范圍之內，所以，貯氣罐是站房工藝系統的重要組成部分。

　　對于潔凈壓縮空氣系統的儲氣罐，應設置在壓縮機（冷卻器X除油器后令凍干燥前的位置上，而不應像普通壓縮空氣系統那樣，放在站房管道系統的最末端。

　　5振動對潔凈壓縮空氣系統質量的影響在動態氣體運動過程中的停機或開機，導致潔凈壓縮空氣系統內粒子數量的驟然增加。這是因為氣流的沖擊、擾動，相當于管路系統本身受到敲打、振動。使粒子從管壁、閥門、法蘭、過濾器、干燥器、儲氣罐等滯留地點釋放出來，被運動氣流裹挾，此刻，管路系統中會有幾倍甚至幾十倍大于過濾器精度的粒子出現。而且通過擴散、重力沉降以及粒子間的接觸粘附，經過很長時間后，懸浮粒子又被管壁、氣罐壁、閥門死角等處滯留，懸浮粒子濃度下降系統恢復常態。

　　1振動等因素對過濾器的影響通過對三組過濾器的試驗可以清楚了解這一狀況見表3.表3過濾器后粒子數量的變化過濾器過濾元件結構提高流量提篼壓力氣流沖擊無包扎玻璃粒子數增纖維加不明顯明顯增加成數十倍增加5外用減少減少成數十倍增加標準膜式過/h濾器減少略有增加。

　　減少2震動對儲氣罐的影響因為在氣流的擾動下，普通儲氣罐內壁對粒子的粘附、釋放、沉降、撞擊等情況頻頻發生，而且這種情況又取決于氣體壓力、粒子的固有密度、粒子的形狀和大小壓縮機的運轉狀態等等因素在氣罐既不進氣又不出氣的靜態狀況下，大于1！）的粒子在不到16小時的時間內，就芫全沉降到氣罐底部，而0.1！）的粒子幾乎要在兩周的時間內才能芫全沉降。在運作過程中動態氣體狀況下，罐內粒子始終是懸浮的，而且，粒子濃度分布是不均勻的，重力沉降使得罐頂的粒子濃度，遠遠低于罐底部的粒子濃度，而擴散作用使得氣罐壁附近有著較低的粒子濃度，撞擊過程主要發生在氣罐進、出口，此刻罐內釋放的粒子基本集中在撞擊點附近，尤其是懸浮粒子中比較重的粒子液不可能移動到氣罐的頂部。氣罐本身是粒子的集散地，也可以說是粒子的污染源，這樣的設音設置在站房系統的末端，將會導致站房內各種凈化手段失去意義，當儲氣罐設置在壓縮機冷卻器后、各種干燥、凈化設音前，不管什幺原因產生的罐內粒子，都可以由后面的凈化設音予以除去。

　　壓縮機、干燥器、高精度過濾器等設音，在壓縮空氣站的生產中，維系著一種重要的生產關系。就宏觀而言，壓縮空氣的干燥、凈化，必須通過相應每一組設音及系統的每一點滴的改善而獲得提高，難度很大。實踐表明大容量的罐體及系統管路還有調節器、閥門，比氣體自身更具有污染力，包括氣體自身在內，大約全部污染量的95%與系統組配及操作有直接關系。影響較大的因素是貯氣罐、閥門、法蘭等處的腐蝕，配合不相符的裝配，導致了內外氣體的滲透。氣體含濕是整個系統污染的關鍵因素，法蘭、閥門的縫隙，甚至于管材及內表面和未作任何處理的氣罐，潛在著氣體水分和氧所造成的金屬腐蝕，氣流沖刷產生金屬離子，因此氣流通過時，所有這些污染就能夠釋放出來，使氣體的質量遭受破壞。

　　鑒于此情況，對于潔凈壓縮空氣系統，若在站房系統末端設置貯罐，那幺，管材內表面應當是光滑、潔凈的，當然，管材至少是不銹鋼的，而罐體內表面應當是拋光的，粗糙度在1！）以下，這一點實施的難度很大。所以，對于壓縮空（下轉第59頁）但其翻想占全日的份額達15%%20，NO和RSP不僅普遍超標而且所占份額更高都說瞻廳環境比較惡劣。如能改善廳環境對降氐以上幾種于人賭害的主要污染物的接觸量是有重要意義的。

　　香港中式餐廳雖都設置有較芫音的空調送風及排風系統，但往往受到條件限制，氣流組織不夠理想。餐廳中空調送風口基本均布，而排風口不僅數量少，有的甚至不設。多數餐廳為防止廚房氣味外溢和提高冷源利用率，讓餐廳中大部分排風作為廚房的補風流向廚房，從灶臺的排風罩排走。因此，餐廳由于吸煙及爐火所產生的污染物不是就地排出室外，而是席掃全室流向廚房，所以，全室空氣質量都差而越臨近廚房空氣品質越差。

　　為改善室內空氣品質，除應在人流高峰期增大新風量外，宜在餐廳頂部均布直接外排的排風口，就地排走污染物。如用作廚房補風，也應采用管道和風機方式，改變現有的無組織排風狀況。采用普通排風罩的廚房宜改用直接補風式排風罩。餐廳通往廚房的開口（門、傳遞窗、提升機開口等）宜增設空氣幕以減少和阻隔空氣流通。

　　空調機組增設性能更好的過濾器，以減少室內RSP的濃度也是改善室內空氣品質的重要方面。

　　4.3盡可能減少餐廳的污染發生源餐廳明確劃分吸煙與非吸煙區，在室內下風向設吸煙專用餐位，在此區頂部多設置排風口就地排出煙氣；減少或取消餐廳內的爐火。固定部位爐火可采用電爐代替，流動食品車以熱水套保溫代替爐火保溫；加強保護室內空氣品質的宣傳，逐步減少餐廳內吸煙的人數，或在餐廳外另辟吸煙處，以避免污染餐廳。