壓縮機(jī)技術(shù)壓縮空氣凈化系統(tǒng)的一次創(chuàng)新屈宗長，馮健美（西安交通大學(xué)壓縮機(jī)研究所，西西安710049）滲透性催化劑，經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)換壓縮空氣中所存在的油、水及塵粒。其超長的工作壽命和可靠的性能，使任何壓縮空氣均能超出ISO8573― 1的一級(jí)氣體質(zhì)量指標(biāo)，達(dá)到絕對(duì)無油的氣體標(biāo)準(zhǔn)。

　　1刖目隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，在工業(yè)、醫(yī)療和食品工業(yè)中對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量提出了更高的要求，國家也制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T1327791一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)），根據(jù)不同的行業(yè)特點(diǎn)對(duì)其壓縮空氣質(zhì)量進(jìn)行考核?？諝鈨艋到y(tǒng)的3大任務(wù)就是除濕、除油和除塵，為了解決壓縮空氣中的油氣、水霧及微粒雜質(zhì)，各國的科技工作者進(jìn)行了多年不懈的努力。

　　慕尼黑召開的“國際無油壓縮空氣創(chuàng)新會(huì)議”，就是一次成果的交流和總結(jié)。來自中國、德國、美國、意大利、日本、挪威、奧地利等12國家的31位代表參加了會(huì)議。會(huì)議就目前壓縮空氣的清潔化處理技術(shù)進(jìn)行了交流和討論。ROTORCOMP公司的StefanZETTL博士及技術(shù)工程師ochen BROWA先生，就ROTORCOMP公司*新研制的EcoTec（簡稱為ETC）無油轉(zhuǎn)換器技術(shù)進(jìn)行了專題報(bào)告。ETC技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域是一種突破，是壓縮空氣處理方法的一次革命性的創(chuàng)新，為壓縮機(jī)的可靠性運(yùn)行、低成本維護(hù)及環(huán)保等方面樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2壓縮空氣的凈化方法目前國內(nèi)壓縮機(jī)所提供的壓縮空氣（除一般車間用氣外）均不能達(dá)到GB/T13277―91質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，壓縮空氣中的水分和所含的潤滑油在較高排氣溫度下一般為氣態(tài)，再與所吸入的灰塵混合而形成油氣、水分、灰塵混合物的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不僅使食品、醫(yī)藥的產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，而且也會(huì)給氣源裝置和氣動(dòng)系統(tǒng)帶來損害。

　　首先油份被氣化后所形成的有機(jī)酸對(duì)設(shè)備腐蝕，引起氣動(dòng)元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面磨損，使控制元件失靈，為此必須配置一個(gè)空氣凈化系統(tǒng)。國內(nèi)傳統(tǒng)的獲得凈化壓縮空氣的方法有兩種：其一是直接用無油壓縮機(jī)，再配置吸附式干燥器；其二是應(yīng)用有油潤滑壓縮機(jī)，在系統(tǒng)上配置過濾器、冷凍式干燥器及凈化過濾器。**種方法給壓縮機(jī)本身的設(shè)計(jì)和制造提出了很高的要求，其設(shè)計(jì)制造成本會(huì)大大增加，另外壓縮機(jī)的易損件使用壽命明顯降低，約為有油潤滑壓縮機(jī)的50%其次是摩擦磨損加劇，泄漏增加而容積效率降低，壓縮機(jī)的維修費(fèi)用增大。所以大多采用第二種方法。

　　命、壓縮機(jī)的能耗、維修費(fèi)用、制造成本等幾方面進(jìn)行了詳細(xì)的比較。從所列舉的具體數(shù)據(jù)明顯看出第二種方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于**種方法。第二種方法對(duì)壓縮機(jī)本身沒有特殊的要求，關(guān)鍵是選擇好凈化系統(tǒng)，它通常是采用機(jī)械分離過濾及冷凍干燥，然后再進(jìn)行活性炭吸附的方式，將油、水及雜質(zhì)從壓縮空氣中分離出來，但是這種方法經(jīng)常要更換過濾器，其效果往往也很不理想。特別是干燥器會(huì)受到多種因素的影響，如系統(tǒng)的工作壓力，壓縮機(jī)的排氣溫度，氣體的流量，環(huán)境的溫度及*低壓力的露點(diǎn)等，過濾器的工作壽命和效率也直接影響了壓縮空氣的凈化Ifet表示示了常吝的活性碰濾器的工作壽命和效率。從圖中可見，當(dāng)其工作時(shí)間大于1000h，則過濾器已經(jīng)基本失去了作用。所以到目前為止，在壓縮空氣凈化系統(tǒng)領(lǐng)域還沒有一種完善可靠的處理方法。針對(duì)此狀況，德國ROTOR-COMP公司*新研制了一種EcoTec螺桿壓縮機(jī)無油轉(zhuǎn)換器（簡稱ETC轉(zhuǎn)換器）這項(xiàng)新技術(shù)的研究成功使壓縮空氣凈化系統(tǒng)發(fā)生了突破性的變化。

　　3ETC內(nèi)各相異性催化劑的工作原理ETC技術(shù)是采用了一種特殊的各相異性催化劑（如所示），這種催化劑是一個(gè)多孔滲透性的固體材料，可提高化學(xué)反應(yīng)的速度。它本身具有200m2/g的表面面積，ETC無油轉(zhuǎn)換器中的催化劑對(duì)于1m3/min0.7MPa的壓縮空氣提供600，000m2的表面積，在這樣的表面積上，任何含油量的壓縮空氣均能被迅速地處理。

　　催化劑的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的活性炭吸附方法不同，ETC技術(shù)是經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)換壓縮空氣中所存在的油和微量的氣體化合物。其反應(yīng)的過程或步驟如所示。來自壓縮空氣中的油、水及塵粒進(jìn)入催化劑反應(yīng)桶后，通過化學(xué)與物理作用被各相異性的催化劑所吸收，被吸收的這些物質(zhì)再與氣相和催化劑外側(cè)的氧原子進(jìn)行單分子和雙分子作用，然后所吸*后分離出CO2和水，即生激活的能量使催化劑解吸附，催化劑再生為新的循環(huán)做好準(zhǔn)備。其反應(yīng)的化學(xué)方程表示為反應(yīng)過程簡圖發(fā)生上述催化反應(yīng)通常需要的時(shí)間是0. 5s而ROTORCOMP公司在ETC無油轉(zhuǎn)換器中設(shè)計(jì)的“接觸時(shí)間”是1.7s更增加了ETC無油轉(zhuǎn)換器工作的可靠性。

　　經(jīng)過這個(gè)ETC無油轉(zhuǎn)換器后，所有的碳?xì)浠衔?、雜質(zhì)以及CO均被消除了，壓縮空氣中油、碳?xì)浠衔锏暮繛?0.003mg/m3，即壓縮空氣是絕對(duì)不含油的。

　　ETC無油轉(zhuǎn)換器可以無任何限制地使用在所有需要無油凈化的壓縮空氣場(chǎng)合，其效率和工作壽命不受壓縮空氣的含油量、工作溫度及環(huán)境空氣的濕度等因素的影響，ROTORCOMP公司提供的質(zhì)量保證長達(dá)15000h.目前，這種ETC無油轉(zhuǎn)換器已在歐洲一些著名的食品和醫(yī)藥企業(yè)使用。

　　4ETC無油轉(zhuǎn)換器的工作過程收的分子通過與催化劑的相互被激（活而gblishi5us（1）的壓縮空氣氣氣源經(jīng)過空氣預(yù)熱熱交換bookmark1給出了ETC無油轉(zhuǎn)換器的工作過程，它主要由空氣預(yù)熱熱交換器、催化劑反應(yīng)桶及干燥器等3個(gè)主要的部分所組成。處理的過程如下：來自器（2）被預(yù)熱，然后進(jìn)入裝有顆粒狀催化劑的轉(zhuǎn)換器桶體（3）中，在轉(zhuǎn)換器桶體中設(shè)有電動(dòng)加熱裝置，它用以維持轉(zhuǎn)化器凈化壓縮空氣所必須的工作溫度，這個(gè)溫度一般在140~170C左右。當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)換器后，所含的碳?xì)浠衔锉贿@特殊的催化劑在物理化學(xué)的反應(yīng)下氧化。被凈化的壓縮空氣再經(jīng)過空氣預(yù)熱熱交換器與來自壓縮機(jī)氣源的氣體進(jìn)行熱交換，既保證了將被凈化的氣源溫度接近反應(yīng)桶所要求的溫度，同時(shí)已被凈化氣體的溫度也降低了。經(jīng)過ETC無油轉(zhuǎn)換器后的壓縮空氣的品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了ISO8573 1的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（該標(biāo)準(zhǔn)的含油量<0.01mg/m1）。

　　5結(jié)論特殊的各相異性催化劑凈化技術(shù)完全代替了傳統(tǒng)的凈化系統(tǒng)，使壓縮空氣的凈化問題變的簡單可靠。它工作的可靠性與超長的工作壽命（質(zhì)量保證長達(dá)15000h）和免維護(hù)的方便性使無論什么樣的壓縮空氣均能達(dá)到ISO8573―1的一級(jí)氣體標(biāo)準(zhǔn)。

　　ETC無油轉(zhuǎn)換器處理的效果和工作壽命并不受壓縮機(jī)排氣的含油量、工作溫度和環(huán)境空氣濕度的影響，可以始終在高效和無維護(hù)的情況下運(yùn)行。

　　它的研制使食品、醫(yī)藥及自動(dòng)控制工業(yè)以及其他一些對(duì)氣體質(zhì)量要求嚴(yán)格的使用場(chǎng)合得到了可靠的保證。同時(shí)這種處理方法不僅保護(hù)了環(huán)境，也節(jié)約了傳統(tǒng)的空氣處理維護(hù)費(fèi)用，它完全綜合了目前國內(nèi)市場(chǎng)所使用的C級(jí)、T級(jí)、A級(jí)和H級(jí)4級(jí)過濾凈化的作用，因此是空氣凈化領(lǐng)域中的一項(xiàng)創(chuàng)新，也是必然的發(fā)展方向。