制氮機裝置主要由空壓機，干燥機，制氮機和儲罐組成，如果我們想要得到高純度的氮氣，就需要去除壓縮空氣中所含的污染物和雜質(zhì)，或者將其降低到可接受的水平。當我們談?wù)搲嚎s空氣中的污染物時，水是氣體中最大的污染物。在壓縮空氣中所含的所有污染物中，99%以上都可以變成水。

空壓機房內(nèi)存在的溫度和濕度等環(huán)境條件決定了壓縮空氣時產(chǎn)生的冷凝水量。因此，設(shè)施位于相對濕度和環(huán)境溫度較低的寒冷干燥氣候與位于相對濕度和環(huán)境溫度較高的沿海地區(qū)是不一樣的。后者環(huán)境空氣中存在的水蒸氣比第一種情況高得多，因此需要從壓縮空氣中去除更多的冷凝水。

如何去除壓縮空氣中的水分

從壓縮空氣中去除水分的唯一有效方法是安裝空氣干燥機，干燥機主要由三種類型，分別是是冷凍式干燥機、吸附式干燥機和膜式干燥機。通過將空氣干燥機加入到制氮機裝置中，壓縮空氣的露點溫度會降低，從而使水蒸氣的冷凝，去除水分。壓縮空氣通過干燥機降低其露點溫度值，如果壓縮空氣的溫度沒有降低到干燥機冷卻的露點溫度以下，就不會產(chǎn)生新的冷凝水。

對于每個空氣溫度，100%飽和濕度，它可以包含最大量的水蒸氣。對于不同類型的干燥機，在一定溫度下將水蒸氣消除到與飽和空氣相當?shù)闹?，我們稱之為壓縮空氣的露點溫度。通過降低露點溫度，產(chǎn)生了最初包含在空氣中的部分水蒸氣的冷凝。例如，如果空氣的露點溫度降低到+15oC，則該飽和空氣中所含的水蒸氣量為12.739g/m3。 如果進一步降低到露點溫度+3oC，則飽和空氣中現(xiàn)在包含的水蒸氣量為5.953g/m3。如果我們將同樣的空氣壓縮到0.7MPa的壓力，則飽和空氣中所含的水蒸氣量為0.744g/m3。

冷凍式干燥機

冷凍式干燥機通過交換器和制冷劑氣體回路冷卻壓縮空氣，因為這些干燥機中的露點溫度絕不會低于+2oC。一般來說，對于大多數(shù)制氮裝置的壓縮空氣質(zhì)量要求，安裝一個壓力露點溫度保持在+3oC的冷凍式干燥機就足夠了。但在定義和計算時必須始終考慮一些數(shù)據(jù)，例如最高環(huán)境溫度、干燥器壓縮空氣的最高入口溫度以及干燥器中壓縮空氣的入口壓力。了解這些值后，可以獲得一些修正系數(shù)，這些修正系數(shù)將應(yīng)用于最大流量值，并將定義安裝所需的最終干燥機型號，以確保壓縮空氣的露點值。

吸附式干燥機

在吸附式干燥機的情況下，可以獲得高達-70oC的露點溫度，壓縮空氣的冷卻不是在交換器中進行的，因為冷凝水會結(jié)冰，但是當壓縮空氣通過吸附劑干燥劑材料時，會發(fā)生水蒸氣的吸附，最終將壓縮空氣的水蒸氣殘留量對應(yīng)于相同的露點溫度的等效值， 通常為-40oC。

吸附式干燥機適用于對壓縮空氣質(zhì)量要求非常苛刻的設(shè)施，例如實驗室、醫(yī)院、食品或者它們適用于環(huán)境溫度值低于 0oC 的設(shè)施，要么是由于天氣或安裝的特點。吸附式干燥機的露點溫度是在-20oC和-70oC之間，盡管最常見的是吸附式干燥機的露點溫度為-40oC。吸附式干燥機始終建??議露點優(yōu)于-26oC，這樣不僅可以阻止腐蝕，還可以抑制微生物的生長。

吸附式干燥機由2個塔（罐）組成，放置吸附和去除壓縮空氣中水分的干燥劑材料。它的運行是循環(huán)的，當一個塔正在干燥壓縮空氣時，另一個塔正在再生吸收材料以去除在前一個循環(huán)中收集的水分。吸附式干燥機按再生方式分為空氣再生、熱再生、鼓風再生和真空再生四種。在每種情況下選擇最合適的再生系統(tǒng)都與購買、運行和維護成本有關(guān)，具體取決于每年的工作小時數(shù)和所需的干燥流量。

此外在定義和確定吸附式干燥機的大小時，必須考慮干燥機壓縮空氣的最大入口溫度和其中壓縮空氣的入口壓力。通過確定這些值，就像在冷凍式干燥機中一樣，獲得將應(yīng)用于最大流量值的修正系數(shù)，并將定義安裝所需的吸附式干燥機的最終型號，以確保壓縮空氣所需的露點值。

膜式干燥機

這類干燥機通過使壓縮空氣穿過中空纖維膜的內(nèi)部來去除壓縮空氣中的水分。這些膜被布置在一個外殼內(nèi)，類似于一個管線過濾器，它有一個清掃空氣出口，用于去除膜收集的水分。這些烘干機不需要電源。膜干燥器可以達到+15oC 和-40oC 之間的壓力露點，因此在大多數(shù)情況下，它們作為補充安裝在設(shè)備入口處。

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