空气干燥机

制氮机装置主要由空压机，干燥机，制氮机和储罐组成，如果我们想要得到高纯度的氮气，就需要去除压缩空气中所含的污染物和杂质，或者将其降低到可接受的水平。当我们谈论压缩空气中的污染物时，水是气体中最大的污染物。在压缩空气中所含的所有污染物中，99%以上都可以变成水。

空压机房内存在的温度和湿度等环境条件决定了压缩空气时产生的冷凝水量。因此，设施位于相对湿度和环境温度较低的寒冷干燥气候与位于相对湿度和环境温度较高的沿海地区是不一样的。后者环境空气中存在的水蒸气比第一种情况高得多，因此需要从压缩空气中去除更多的冷凝水。

如何去除压缩空气中的水分

从压缩空气中去除水分的唯一有效方法是安装空气干燥机，干燥机主要由三种类型，分别是是冷冻式干燥机、吸附式干燥机和膜式干燥机。通过将空气干燥机加入到制氮机装置中，压缩空气的露点温度会降低，从而使水蒸气的冷凝，去除水分。压缩空气通过干燥机降低其露点温度值，如果压缩空气的温度没有降低到干燥机冷却的露点温度以下，就不会产生新的冷凝水。

对于每个空气温度，100%饱和湿度，它可以包含最大量的水蒸气。对于不同类型的干燥机，在一定温度下将水蒸气消除到与饱和空气相当的值，我们称之为压缩空气的露点温度。通过降低露点温度，产生了最初包含在空气中的部分水蒸气的冷凝。例如，如果空气的露点温度降低到+15ºC，则该饱和空气中所含的水蒸气量为12.739g/m3。 如果进一步降低到露点温度+3ºC，则饱和空气中现在包含的水蒸气量为5.953g/m3。如果我们将同样的空气压缩到0.7MPa的压力，则饱和空气中所含的水蒸气量为0.744g/m3。

冷冻式干燥机

冷冻式干燥机通过交换器和制冷剂气体回路冷却压缩空气，因为这些干燥机中的露点温度绝不会低于+2ºC。一般来说，对于大多数制氮装置的压缩空气质量要求，安装一个压力露点温度保持在+3ºC的冷冻式干燥机就足够了。但在定义和计算时必须始终考虑一些数据，例如最高环境温度、干燥器压缩空气的最高入口温度以及干燥器中压缩空气的入口压力。了解这些值后，可以获得一些修正系数，这些修正系数将应用于最大流量值，并将定义安装所需的最终干燥机型号，以确保压缩空气的露点值。

吸附式干燥机

在吸附式干燥机的情况下，可以获得高达-70ºC的露点温度，压缩空气的冷却不是在交换器中进行的，因为冷凝水会结冰，但是当压缩空气通过吸附剂干燥剂材料时，会发生水蒸气的吸附，最终将压缩空气的水蒸气残留量对应于相同的露点温度的等效值， 通常为-40ºC。

吸附式干燥机适用于对压缩空气质量要求非常苛刻的设施，例如实验室、医院、食品或者它们适用于环境温度值低于 0ºC 的设施，要么是由于天气或安装的特点。吸附式干燥机的露点温度是在-20ºC和-70ºC之间，尽管最常见的是吸附式干燥机的露点温度为-40ºC。吸附式干燥机始终建​​议露点优于-26ºC，这样不仅可以阻止腐蚀，还可以抑制微生物的生长。

吸附式干燥机由2个塔（罐）组成，放置吸附和去除压缩空气中水分的干燥剂材料。它的运行是循环的，当一个塔正在干燥压缩空气时，另一个塔正在再生吸收材料以去除在前一个循环中收集的水分。吸附式干燥机按再生方式分为空气再生、热再生、鼓风再生和真空再生四种。在每种情况下选择最合适的再生系统都与购买、运行和维护成本有关，具体取决于每年的工作小时数和所需的干燥流量。

此外在定义和确定吸附式干燥机的大小时，必须考虑干燥机压缩空气的最大入口温度和其中压缩空气的入口压力。通过确定这些值，就像在冷冻式干燥机中一样，获得将应用于最大流量值的修正系数，并将定义安装所需的吸附式干燥机的最终型号，以确保压缩空气所需的露点值。

膜式干燥机

这类干燥机通过使压缩空气穿过中空纤维膜的内部来去除压缩空气中的水分。这些膜被布置在一个外壳内，类似于一个管线过滤器，它有一个清扫空气出口，用于去除膜收集的水分。这些烘干机不需要电源。膜干燥器可以达到+15ºC 和-40ºC 之间的压力露点，因此在大多数情况下，它们作为补充安装在设备入口处。

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