如何去除压缩空气中的污染物
今天,几乎所有工业化学过程都使用压缩空气系统或与之相互作用。大多数过程都需要空气压缩,无论是为产品添加纹理、干燥灭菌设备、沿装配线转移物品和配料,还是执行一系列其他任务。
在所有这些使用压缩空气系统的过程中,污染都是可能的。当这种情况发生时,产品的质量就会受到影响。在最坏的情况下,污染会导致健康危害,尤其是在食品制造中。本文讨论了常见的污染以及如何在工业环境中解决这些问题。
压缩空气污染规定
由于工业过程严重依赖压缩空气系统,国际标准化组织制定了清洁、干燥空气的标准。这些标准在 ISO 8573-1 中有详细说明。
纯度标准涵盖了压缩空气中的颗粒、水、油甚至微生物的污染,无论样品在系统中的哪个位置采集。
医用压缩空气要求
在医疗领域,还有更多的法规需要考虑。压缩空气需要符合美国国家消防协会健康规范 99(或简称为 NFPA 99),才能适合医疗用途。
根据该规范,气味、水、一氧化碳、二氧化碳、气态烃、卤代烃、油和颗粒物是潜在的污染物。
一些机构,如医疗保险和医疗补助服务中心、联合委员会和有管辖权的地方当局,要求设施使用符合健康法典的压缩空气系统。
食品制造压缩空气要求
食品制造业也有类似的附加要求。安全质量食品研究所或 SQFI 最近推出了对食品加工商的年度测试,以跟踪颗粒、水、油、微生物和相关气体中的污染水平。
根据食品工程,食品制造中的压缩空气可能包括以下污染物:
- 碳氢化合物
- 病毒
- 细菌
- 水分
- 石油
- 固体颗粒
压缩空气在以下过程中直接与食品或配料接触:
- 装袋
- 喷射/混合
- 烘干
- 气刀
- 气动排气
由于所有这些相互作用,确保压缩空气的纯度非常重要。在其他工业部门的过程中,不同程度的情况也是如此。
压缩空气中存在哪些污染物?
压缩空气中可能存在任意数量的污染物,具体取决于它们的应用、环境、使用的设备、材料和其他几个因素。也就是说,这些污染物通常分为以下四大类:
- 颗粒 - 此类别包括铁锈、锉屑、磨损颗粒,甚至大气污垢。这些污染物有时也称为固体或干颗粒或污染物。
- 水 - 此类别包括不同形式的水,例如水蒸气、液体或雾化水。除了带来潜在的健康问题外,压缩空气系统中的水分还会影响设备的使用寿命。
- 油——无论是来自设备还是材料,压缩空气系统都经常暴露在油中并可能携带油。系统中的油量取决于某些因素,例如使用的工具和材料以及系统的使用年限和效率。
- 微生物 - 压缩空气系统中的水分和油的混合物可能成为细菌或噬菌体等微生物的滋生地。在理想条件下,这些生物可以自由繁殖,并在未来造成广泛的危害。
国际标准 ISO 8573-1 包含有关每个类别及其下污染物的更多详细信息。
去除压缩空气系统中污染物的方法
以下是减少压缩空气系统污染的两种主要方法:
过滤
纤维过滤器用于从空气中分离污染物。过滤介质的渗透性、过程温度和油浓度等因素会影响过滤过程的成功率,尤其是对于较小的污染物。
后冷
空气的压缩过程通常会增加其温度。这意味着直接来自压缩机的空气的温度可能在 70 到 200°C 之间。因此,水、油和其他类似污染物将更难分离。
使用后冷却器可以更轻松地将冷凝液中的液体输送到容器中,从而防止它们在系统中循环。
去除污染物的一般指示
即使系统中有过滤器和后冷却器,如果使用不当,污染可能仍然是一个问题。以下是一些有助于减少压缩空气系统污染并充分利用现有过滤器和后冷却器的重要提示:
- 微米等级——人们很容易假设具有较小微米等级的过滤器更有效并且可以覆盖更多污染物,但它们也会带来问题。例如,宣传对小至 0.01 µm 的颗粒有效的过滤材料具有误导性,原因如下:
- 与 0.1µm 等较大的污染物相比,它可以更轻松地分离小至颗粒。
- 小至 0.01 微米或比人类头发小约 5000 倍的污染物不会对工业流程产生明显影响。
- 最常见的污染物(如雾化油)的大小在 0.1 到 1.0 µm 之间。
在选择过滤材料的微米等级时,最好先评估系统中存在的污染物类型,然后选择最适合它们的一种。
- 过滤器材料 – 微米等级并不是过滤器的唯一重要品质。它的成分也会影响它对抗污染物的效果。
重要的是要选择足够严格的过滤材料,以成功分离污染物,同时又足够透气,不会将气流限制到额外压力和能源成本超过收益的程度。
- 更换间隔 - 在评估系统中过滤器的可行性时,请务必记住,目视检查可能并不可靠。挑战在于适时更换过滤器,以免造成污染或浪费资源。
遵循以过滤器出厂规格为指导的时间表是最好的做法。
结论
压缩空气系统容易受到污染,无论是来自湿气、油还是微生物。由于所有工业化学过程都涉及压缩空气,因此最大限度地减少污染以避免代价高昂和危险的后果非常重要。
了解有关压缩空气纯度的法规、潜在污染物以及减少污染的最有效方法将大大有助于保持空气纯度。
要了解有关最大限度减少压缩空气系统污染的更多信息,请与我们联系。 JHFoster 自 1938 年以来一直在处理工业自动化和压缩空气系统。
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