PSA制氮/氧系统:为什么需要监测露点
2025-07-16 15:09:26
空气中有着人们肉眼不可见的水分(通常称之为湿度);它们以水蒸气的形态存在,遍布在世界的每个角落。
适度的空气湿度能够给人带来舒适的感受,但如果湿度过高或过低则可能给身体带来不适或加剧身体负担。
与此类似,对变压吸附空分设备来说,空气中的水会被视为不利于设备运行的污染物;它会导致管道腐蚀、低温结冰、以及加重设备损耗;为了避免水对于产品气品质和设备运行效率的影响,掌握气体中的水含量,就引入了“露点”这个指标。
所谓“露点”,实际上是指的露点温度,简单可理解为在某个大气压力下,空气中水蒸气含量达到饱和而凝结成液态水时的温度(单位是℃)。它反映了空气中水蒸气含量;露点低,说明气体中水分少,露点高,则说明湿度大。
监测气体露点的好处
1、防止设备腐蚀与运行故障:当管道中水分不断积累时,会导致分子筛失效,管道腐蚀,降低产品氮气/氧气品质。监测露点可减少计划外维护的需要,并保障设备产出稳定高效。
2、保障下游设备/工艺:水分对许多最终产品是有负面影响的。例如,在冶金中,产品气体中携带的水分会改变炉内的水分含量,导致金属品质变差。而在制药生产中,水分会导致粉末不够干燥从而结块。在对气体纯度要求很高的工艺中,水分被视为污染物,更加需要实时监测。
3、节能:低露点意味着干燥机的负荷与运行成本更低,监测露点可实时调控干燥设备(如吸附式干燥机)的再生周期,避免无效耗能。
4、符合规范:许多工业标准(如ISO、GMP)对气体露点有明确规定,监测露点是合规生产的必要条件。另外,在易燃易爆环境中(如氢气、沼气系统),低露点可减少水分与化学物质反应的风险,保障使用安全。
变压吸附技术的露点指标有哪些
在变压吸附空气分离系统中(PSA 制氮机、PSA 制氧机),一般会要求制得的产品气露点在 - 40℃以下,有些对氧气纯度和干燥度要求较高的场合,要求露点达到 - 60℃甚至更低。
常压露点与压力露点之间的换算
在变压吸附空分设备中,要借助压缩空气来进行氮氧分离;不同的变压吸附设备所需要的气体压力会不一样,所以会需要去换算常压露点和压力露点两个参数。因为压力发生变化,露点也会跟着变化。
举例来说,处在 0.7MPa 的压缩空气中,“压力露点”假设为 2℃,常压下的露点为-23℃。
那么,当压力为 1.0MPa 时,相同的“压力露点”(2℃)下,对应的常压露点会降至-28℃。由此可见,在“压力露点”不变的条件下,压力升高,对应的常压露点会降低。下图展示了常压露点与压力露点的换算关系;