2.2壓縮空氣中的污染物

為了實(shí)現(xiàn)壓縮空氣系統(tǒng)的用途必須除去空氣中的污染物，這些污染物將使粉末涂裝系統(tǒng)的性能惡化。壓縮空氣中的污染物是隨壓縮機(jī)吸入空氣而帶入的，并在壓縮過程中被濃縮；或是壓縮空氣在管路中被污染的。壓縮空氣中的污染物包括蒸氣、液體或固體。壓縮空氣的溫度也被認(rèn)為是一種污染，原因在于空氣溫度過高過低均不能使用。上述污染物在壓縮空氣使用前都必須除去，而不同的污染物其去除的方法是不同的。

2.2.1水蒸氣

大氣中總是存在水蒸氣的，壓縮機(jī)制取壓縮空氣的起源為大氣，所以壓縮空氣系統(tǒng)中總是存在水蒸氣。人們常采用兩項(xiàng)指標(biāo)來確定空氣中的水氣含量，“大氣露點(diǎn)”是指在1個大氣壓下空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液體水的溫度；“壓力露點(diǎn)”是指在特定壓力下空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液體水的溫度。對于一定體積的空氣而言，壓力露點(diǎn)總是比大氣露點(diǎn)高。

空氣中的水氣含量用格令/立方英尺表示。空氣進(jìn)入壓縮機(jī)后經(jīng)壓縮過程體積大大降低，而壓力大大提高，但所含的水氣重量保持不變。將1個大氣壓（14.7psig）下的7.8立方英尺空氣壓縮至100psig，則氣體體積只有1立方英尺，但1立方英尺壓縮空氣所含的水氣重量（格令數(shù)）與7.8立方英尺1個大氣壓的空氣相同。例如，1個大氣壓下的大氣露點(diǎn)為730F，每立方英尺大氣的水氣含量為8.848格令。如果將7.8立方英尺的大氣壓縮成為100psig的1立方英尺壓縮空氣，則每立方英尺壓縮空氣含有69.014格令的水氣（7.8×8.848＝69.014）。這時壓縮空氣的壓力露點(diǎn)為1470F。因此壓縮過程并不能增加壓縮空氣的水氣量，它僅僅是簡單地使水氣增濃。
壓力增加使空氣容納水蒸氣的能力降低，但溫度升高將使空氣容納水蒸氣的能力提高。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，溫度每升高200F，空氣中水蒸氣的含量將提高1倍左右。

壓縮空氣中的水氣如果一直保持蒸氣狀態(tài)，就不會造成系統(tǒng)問題，若要驅(qū)除壓縮空氣中的所有水蒸氣不僅十分昂貴，而且是不切實(shí)際的。決大多數(shù)粉末涂裝系統(tǒng)都允許壓縮空氣中有水蒸氣存在，關(guān)鍵在于限制水氣含量在允許的范圍內(nèi)，以免凝結(jié)成為液體水，因?yàn)閴嚎s空氣中的液體水將造成很多涂裝問題。所以必須采用空氣干燥器隨時驅(qū)除水蒸氣。去除水蒸氣一般不采用分離器、過濾器或萃取器。

2.2.2液體水

液體水是壓縮空氣系統(tǒng)中的主要污染物，隨著壓縮空氣溫度降低，空氣中所能容納的水氣含量降低，一旦壓縮空氣達(dá)到壓力露點(diǎn)，過剩的水蒸氣就會凝結(jié)成液體水。壓縮空氣的溫度越低，凝結(jié)形成的液體水就越多。由于壓縮過程影響空氣的露點(diǎn)，壓縮空氣在管線中運(yùn)行時溫度會逐漸降低，所以壓縮空氣系統(tǒng)中總是有液體水存在。液體水可以水霧或液滴的形式存在于壓縮空氣中，實(shí)際上水霧就是細(xì)小的液滴，它們在壓縮空氣流中就象是霧，會進(jìn)一步凝結(jié)成液滴。壓縮空氣中的液體水將引起管道腐蝕（產(chǎn)生固體污染物）、潤滑劑沖刷流失、設(shè)備破壞。在寒冷的季節(jié)中，室外壓縮空氣管線中的液體水會凍結(jié)，引起管道堵塞或爆裂。液體水也會快速污染粉末涂裝系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)平凡停車以去除被污染的粉末，清潔被污染的設(shè)備，更換被污染的流化板和過濾器。因此在壓縮空氣進(jìn)入任何設(shè)備之前必須排除液體水。

根據(jù)前面的討論我們知道液體水是如何在壓縮空氣中產(chǎn)生的，而且將大氣露點(diǎn)730F的空氣吸入壓縮機(jī)中壓縮成100psig的壓縮空氣時，每立方英尺該壓縮空氣含有69.014格令的水蒸氣，此時的壓力露點(diǎn)為1470F。壓縮機(jī)出來的空氣溫度通常為150~3250F（因壓縮熱和摩擦熱而升溫），遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓縮空氣的壓力露點(diǎn)，這就是壓縮機(jī)出來的壓縮空氣在管線中傳輸時不會馬上看到凝結(jié)水的原因。但壓縮空氣在管線中傳輸時會逐漸降溫至與廠房內(nèi)的室溫相同的溫度。一旦壓縮空氣的溫度降至1470F以下，水蒸氣變開始凝結(jié)成液體水，液體水的凝結(jié)量取決于壓縮空氣的溫度和通過管線的壓縮空氣量。如果本例中的壓縮空氣溫度降至1000F，則每立方英尺壓縮空氣將有49.046格令的液體水凝結(jié)出來，如果說粉末涂裝系統(tǒng)需要采用200scfm的壓縮空氣，意味著每分鐘將有0.022加侖的液體水產(chǎn)生，即每一個班次（8h）將有10.34加侖的液體水產(chǎn)生。

當(dāng)壓縮空氣釋放壓力進(jìn)行粉末涂裝操作時，壓縮空氣因體積膨脹而溫度降低，此時溫度的降低是非常明顯的，有300F之多。如果壓力露點(diǎn)過高則壓縮空氣不可避免將發(fā)生水氣凝結(jié)，當(dāng)這種壓縮空氣進(jìn)入粉末涂裝系統(tǒng)時必然導(dǎo)致粉末結(jié)塊，工件的粉末涂覆率下降。空氣的快速膨脹還將使噴槍的噴嘴溫度降低，此時若粉房中的大氣露點(diǎn)較高的話，大氣中的水氣也會凝結(jié)出來，在噴嘴表面形成液態(tài)水滴，使粉末結(jié)塊，粉末的噴霧圖形變差，工件上粉率降低。因此粉末涂裝系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在空調(diào)室內(nèi)，以保持恒定的溫度和大氣露點(diǎn)，從而避免噴嘴和其它壓縮空氣設(shè)備表面凝結(jié)水滴。

液態(tài)水是壓縮空氣在粉末涂裝系統(tǒng)產(chǎn)生的主要問題，最好的辦法是在液態(tài)水凝結(jié)出來之前將壓縮空氣中過剩的水氣排除掉。如果壓縮空氣系統(tǒng)中液態(tài)水問題突出，則需要采用凝結(jié)水過濾器或排水裝置加以脫出。

2.2.3油蒸氣及液體油

壓縮機(jī)的所有潤滑部件都會以霧或蒸氣的形式泄漏油，一個運(yùn)轉(zhuǎn)良好的往復(fù)式壓縮機(jī)所泄漏的油使壓縮空氣中的油含量達(dá)到45ppm。絕大多數(shù)旋轉(zhuǎn)螺桿壓縮機(jī)的壓縮室都會有油或合成潤滑劑滲入，當(dāng)壓縮空氣從壓縮機(jī)中出來時，絕大部分（但不是全部）的油都與空氣分離。工況良好的典型螺桿壓縮機(jī)其壓縮空氣中的油含量達(dá)到80ppm，并以油霧或蒸氣形式存在。

本文所說的“油”包括由石油蒸餾得到的天然油以及合成的潤滑油。這兩種油均含有烴類，只是合成油還含有增進(jìn)壓縮機(jī)潤滑作用的添加劑，以延長設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備維修的停車次數(shù)。另外合成油可能對某些過濾器密封材料有腐蝕作用，對于壓縮機(jī)采用合成潤滑油得空壓系統(tǒng)來說，不受合成油影響的過濾器密封材料是特制的。

壓縮機(jī)內(nèi)部的高溫將導(dǎo)致壓縮機(jī)油部分蒸發(fā)，產(chǎn)生油蒸氣。油蒸氣是空壓機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生討厭的氣味和味道的主要原因。

對于粉末涂裝系統(tǒng)而言油只要以蒸氣形式存在本身并沒有什么問題，而且要去除空壓機(jī)系統(tǒng)中所有的油蒸氣是非常昂貴的，況且絕大多數(shù)粉末涂裝系統(tǒng)并不需要壓縮空氣完全無油。關(guān)鍵在于降低空氣中油蒸氣的濃度至凝聚成液體油的所需的最小濃度以下。與水蒸氣的情況非常類似，壓縮空氣的溫度決定了油蒸氣凝結(jié)的濃度。隨著壓縮空氣溫度降低，多余的油蒸氣將凝結(jié)成液體油，從而使粉末涂裝系統(tǒng)出現(xiàn)問題。油蒸氣不能采用常規(guī)方法除去，一般是通過使壓縮空氣溫度降低，使其中的油蒸氣凝結(jié)成液體油，在過濾除去。如果油蒸氣影響涂裝系統(tǒng)，可以采用特種（非常昂貴）的油蒸氣過濾器直接從壓縮空氣中吸附油蒸氣加以去除。
液體油或油的氣溶膠在經(jīng)過壓縮機(jī)時被注入壓縮空氣中，或油蒸氣經(jīng)過凝露而累積增多。油不能像液態(tài)水那樣簡單地蒸發(fā)，所以液態(tài)油會給粉末涂裝系統(tǒng)帶來一系列污染問題，而污染后的裝置需要更多的時間進(jìn)行清潔和設(shè)備更換。采用絮凝過濾器和自動排放器很容易從壓縮空氣系統(tǒng)中除去液態(tài)油。

2.2.4固體物質(zhì)

壓縮空氣中的固體或顆粒污染物包括鐵銹、管壁結(jié)垢物、塵埃、污垢、花粉和干燥劑材料等，鐵銹和管壁結(jié)垢物大多來自于壓縮空氣管路，因液態(tài)水侵蝕管道而產(chǎn)生。隨著時間的推移，管壁的銹蝕物和結(jié)垢變得疏松，并被壓縮空氣帶走。污垢、塵埃和花粉則是隨環(huán)境大氣被壓縮機(jī)抽入的。在壓縮機(jī)的進(jìn)風(fēng)口前端需要設(shè)置過濾器以防止這些固體污染物進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。但有時過濾器規(guī)格可能與系統(tǒng)不匹配，或被拆除。可再生的空氣干燥器中干燥劑顆粒相互摩擦變成微細(xì)的粉塵是干燥劑粉塵的來源。所有這些固體污染物都可能堵塞細(xì)小的孔、空氣管路、設(shè)備和閥門，也造成粉末涂裝工件的污染。在未固化的粉末涂裝工件表面固體污染物是看不見的，涂膜一旦固化則變得十分明顯。由于涂裝要求的不同，壓縮空氣中的固體污染物甚至造成大量的次品和返工。必須采用固體物過濾器除去系統(tǒng)中的顆粒污染物。

2.2.5熱

壓縮空氣系統(tǒng)的熱主要來自于壓縮機(jī)，空氣在壓縮時相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)變成為熱能，被稱之為“壓縮熱”。除此之外，壓縮空氣在壓縮機(jī)中的摩擦也會產(chǎn)生熱。往復(fù)式壓縮機(jī)的空氣溫度一般為3250F左右，而旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的空氣溫度在1500F左右。通常以壓縮空氣進(jìn)口溫度為1000F來確定空氣干燥器的大小。倘若空氣干燥器進(jìn)口溫度過高則干燥器功能就不足，或者需要購置更大的空氣干燥器，因此壓縮空氣在進(jìn)入干燥器和粉末涂裝系統(tǒng)之前需要降溫至1000F以下，采用后冷卻器使壓縮空氣降溫至合適的范圍是最好的方法。