ANSI/ISA仪表空气标准和吸附式干燥器
ANSI / isa - 7.0.0 - 1996是美国仪表协会定义的全球公认的仪表空气质量标准。下面，我们将介绍气动仪表中使用的仪表空气质量标准的四个要素。
1.压力露点
根据ISA标准，当在干燥器出口测量时，压力露点应至少低于仪器空气系统任何部分暴露的最低温度18°F。在管路压力下，压力露点不应超过39°F。
2.粒度
对于大多数气动装置，仪表空气系统中的最大粒径为40微米是可以接受的。对于要求仪表空气粒径小于40微米的气动装置，应增加额外的过滤。对空气系统进行任何维护或修改后，应验证仪表空气系统中的最大颗粒尺寸小于40微米。
3.润滑油含量
含油量应尽可能接近于零，在任何情况下润滑油含量不得超过1ppm w/w或v/v。压缩空气系统中的任何润滑剂都应该评估与最终使用的气动装置的兼容性。
4.污染物
仪表空气应无污染物和有害气体。如果压缩机进气区域存在污染，则应将进气移动到不同的高度或位置，使其不受污染。污染源可能包括喷漆、化学清洗和/或发动机排气。
吸附式压缩空气干燥技术综述
压缩空气质量是满足仪表空气要求的一个重要因素，因为任何数量的微粒、蒸汽或气溶胶都可能对设备造成损坏。操作员通常安装过滤器以去除微粒和气溶胶，并安装干燥器以去除多余水分。有时，运营商可能采取这些措施太过分，大大超过必要的限制，并增加能源消耗。
让我们来看看可用于仪表空气应用的不同吸附干燥技术，以及如何选择正确的技术来节约能源和减少碳排放。
无热干燥器
在无热干燥器中，水分子通过干燥剂珠孔进行扩散。分子通过物理结合、化学结合和毛细管冷凝作用在孔隙表面聚集。
如何一个无热干燥机与两个塔干燥剂的功能。
无热干燥机由两个干燥剂塔组成。空气通过一系列过滤器进入干燥机，有助于防止干燥剂污染和恶化的干燥机的性能。
干燥器的阀门系统引导空气进入第一个塔容器，并在再生过程完成时切换塔。同时，湿压缩空气从塔底进入第一塔。干燥剂在上升过程中去除空气中的水分，一旦空气达到所需的露点(比如-40°F)，干燥的空气就会离开烘干机，进入过滤器，清除任何残留的干燥剂灰尘。一旦这个过程完成，空气就可以用于敏感的应用。
当第一个塔被空气饱和时，剩余的空气开始通过第二个塔进入。当第一个塔需要再生时，重复干燥循环，然后是第二个塔，其中15%至20%的干燥压缩空气从再生塔顶部进入。
当空气向下流动时，它会从干燥剂中除去水分，并通过消音器离开塔。无热干燥器可以提供较低的露点，但可能导致压缩空气损失和能源浪费。
外部加热干燥机
在外部加热的干燥器中，当一个塔干燥空气，另一个塔再生空气时，湿空气从底部通过阀门系统进入时，该过程开始。
外部加热干燥的示例。
大约7%的干燥空气用于再生，通过加热容器进入湿塔。热而干燥的空气将湿气从干燥剂床上吸走，然后通过消音器喷射到大气中。几个小时后，加热器关闭，干燥的空气通过床冷却干燥剂和除去任何剩余的水。然后，净化阀关闭，塔重新增压。当塔准备转换时，同样的循环在另一个容器中重复。
外部加热的干燥器通常会经历7%的压缩空气吹扫损失，同时也需要加热功率进行再生。
鼓风机再生干燥器
鼓风机再活化干燥机也由两个干燥剂塔组成。在一个塔中，干燥剂吸附空气中的水分，而饱和干燥剂在另一个塔中被重新激活。在半个循环完成后，塔的功能被逆转。
在吸附阶段，湿空气通过下部主阀进入干燥塔底部。空气向上流经干燥剂，吸附水分，干燥空气通过上部主阀离开塔。
鼓风机重新激活干燥的示例。
当干燥剂在活化阶段饱和时，烘干机的风扇将周围的空气吹过内部加热器。被加热的空气迫使吸附的水分离开干燥剂，因为炎热、潮湿的环境空气通过底部阀门离开塔，直到加热器被恒温器关闭。用干燥、膨胀的压缩空气冷却干燥剂床，进一步改善了活化阶段。利用来自干燥塔的干燥空气，再生效率大大提高。
再生后，关闭底部阀门，使塔压力与系统压力相等。干燥机现在准备转移到另一个塔。
压缩干燥机热
在正常干燥过程中，电加热器或干燥压缩空气用于干燥剂的再生。压缩干燥器的热量利用压缩阶段产生的热量完成干燥剂再生。
在流动再生的第一阶段，热压缩空气从塔容器的顶部进入，没有后冷却器，并从底部退出，在那里它从干燥剂中去除所有的水分。然后空气通过冷却器和水分离器进入干燥塔。
该加热步骤完成后，将干燥剂冷却，使其不超过302°F，在该温度下，干燥剂可能失去吸湿能力并阻止其捕获水分。冷却后的干燥剂有助于避免移动塔后出现露点峰值。
零吹扫压缩干燥热示例。
在零吹扫冷却型，有一个额外的冷却器在干燥机。来自压缩机的热空气通过冷却器和水分离器进入热塔。然后重复这个过程，帮助空气达到所需的露点，而不浪费能量和压缩机的压缩热。
尽管我们已经探索了不同的方法来达到干燥仪器空气的必要要求，获得-40°F的PDP往往是过度的。这是因为它需要更多的能量来达到可接受的PDP的最低水平，即低于最低环境温度18°F。通过调整这一因素，作业者可以节约能源，减少碳足迹，降低运营成本。
让我们看一个使用两种干燥技术的示例，这两种干燥技术具有不同的PDP要求：在-40°F温度下的无热干燥剂干燥器和在-3°F温度下的压缩式干燥器，具有以下现场条件和工艺要求：
- 无油压缩机
- 最低环境温度=15°F
- 流量=1000立方英尺/分
- 压力= 100psig
- 环境温度= 80°F
- 相对湿度= 60%
- 环境压力=14.5 psia
带-40的无热干燥剂干燥器°F PDP
使用无热干燥剂干燥器时，始终存在吹扫损失。再加上-40°F的低PDP，每年的总能耗为387000 kWh，每年的CO2.生产16.6万公斤。以0.07美元/kWh的价格计算，仅压缩机和烘干机每年的电费就高达27,000美元。这种情况不仅会破坏环境，还会严重影响公司的底线。
压缩干燥机的热量为-3°F PDP
现在，让我们将所需PDP更改为-3°F。如前所述，可接受PDP的最低水平比最低环境温度低18°F，在这种情况下，它是15°F-18°F=-3°F。当使用压缩式干燥器加热时，总年能耗为5610 kWh，年CO为2.产量2410公斤。以0.07美元/千瓦时的价格计算，年电费相当低，为392美元。
通过对技术和PDP进行两次小的改变，设施每年可以节省约26708美元，并将其碳足迹减少到原来规模的一小部分。可以根据现场条件进行类似计算，以确定哪种技术最适合您的仪表空气需求。
你可能会问自己为什么我们比较了两种不同的干燥技术。这是因为在较高的PDP上，您不需要相同类型的干燥器。您通常可以通过不同的干燥技术找到更好的解决方案，这就是为什么在做出决定之前，与压缩空气专家和制造商进行检查很重要的原因。专家可以帮助您了解PDP要求、计算，并为您的需求提供最佳干燥技术的建议。
有关更多信息，请联系Deepak Vetal，电子邮件：迪帕克。vetal@atlascopco.com,或者访问www.atlascopco.com/en-us/compressors.
阅读更多关于压缩空气标准请访问，airbestpractices.com/standards.
