【壓縮機網】壓縮空氣作為工業生產中的重要動力源之一，其品質的可靠性對于正常生產的重要性不言而喻。一般，對于壓縮空氣的品質要求，主要關注壓縮空氣中的水、油、塵等污染物的含量指標。其中，油污染物、水油混合污染物等污染物的去除，一直是壓縮空氣品質提升的難點。

　　對壓縮空氣中油含量有嚴格要求的生產過程中，大多企業都選擇無油壓縮空氣系統，其中以螺桿式無油壓縮機應用最為廣泛。干式螺桿無油壓縮機通過一對相互嚙合的轉子對空氣進行壓縮，壓縮腔室空氣不與油接觸。此外，水螺桿無油壓縮機以水取代潤滑油，實現壓縮機的潤滑、冷卻、密封和降噪。這兩類產品在實際生產中應用較多，但也存在一些問題。比如，這兩類壓縮機壓縮腔室內的空氣雖都不與潤滑油接觸，但無法處理本身空氣中所含微量的油類雜質，在沒有后續深度除油設備的情況下，用這兩類壓縮機得到的壓縮空氣中油含量很難達到ISO8573.1-2010中要求的Class_0級無油標準。

　　另外，干式螺桿無油壓縮機轉子的特殊涂層會在使用過程中磨損，壓縮效率隨使用時間衰減；其保養維護費用不菲。水潤滑螺桿無油壓縮機由于向壓縮腔室內注水潤滑，因空氣本身并不潔凈，需要對循環水進行凈化，否則可能會對轉子等部件產生腐蝕且轉子對材料要求較高，綜合成本并不低。

　　用非無油壓縮機制取“無油”壓縮空氣，即采用常規的有潤滑油壓縮機獲取壓縮空氣，再通過后端除油設備處理，進而獲得無油壓縮空氣。后端處理技術中，最具有典型代表性兩種是吸附除油和催化氧化除油。

　　吸附除油主要利用吸附性的材料，如活性炭等，對油污染物進行吸附除油，該方法簡單高效。選擇高品質的吸附材料，容易獲得無油壓縮空氣。但其問題是吸附材料的吸附容量較為有限，一旦吸附飽和，即需更換，且不易判斷，后端被油類雜質污染風險較大，綜合使用成本并不低。

　　催化氧化方式除油，其技術原理是油類（C6+碳氫類混合物）污染物在一定的溫度及催化劑的作用下轉化為二氧化碳和水。本文將對催化氧化除油特點進行分析，為獲取無油壓縮空氣提供思路。

　　一、催化氧化除油技術的特點

　　1.技術成熟可靠

　　催化氧化技術從20世紀60年代出現，至今已有近50年發展歷史，由于其操作條件溫和，對設備的要求不高，在工業生產及環境保護中得到廣泛應用，久經實驗室和工業的應用驗證，技術可靠性強。壓縮空氣中的油污染物，從化學成分上來看是C6+類的有機化合物，催化氧化技術能夠對其進行高效轉化脫除。

　　2.能徹底解決壓縮空氣油污染問題

　　催化氧化技術可有效去除液態油、油霧、油氣凝膠，也能去除最難處理的油蒸氣。既能去除壓縮機潤滑油混入壓縮空氣內的油，也能去除進入壓縮機的空氣中的油。因此，以催化氧化技術為基礎的壓縮空氣凈化設備既可應用于有油潤滑壓縮機后端，也能應用在無油潤滑壓縮機的后端，徹底解決壓縮空氣中油類污染物的問題。

　　3.設備維護保養成本低

　　催化氧化技術的關鍵核心之一是催化劑，其作用是使油類污染物能夠在較低溫度下轉化成二氧化碳和水。催化劑本身并不發生改變，不存在反應消耗問題，因此，理論上可以一直使用，即使考慮到使用條件及環境因素的影響，也有較長使用壽命，對于用戶而言，后期維護保養成本低。

　　4.整套系統的通用性強

　　基于催化氧化的后端壓縮空氣凈化設備可搭配螺桿式油潤滑壓縮機、無油潤滑壓縮機、活塞式壓縮機、渦旋機、旋片式壓縮機等多種類型壓縮機，而且適用壓力范圍廣，高壓、中壓、低壓均可配置，可以填補部分壓力下沒有相關無油潤滑壓縮機設備可選的空白。

　　5.整套系統采購成本低

　　與上文提到的無油螺桿壓縮機和水潤滑螺桿壓縮機不同，催化氧化除油技術在國內已開發且具有自主知識產權，其產品品質與國外同類產品相比毫不遜色，甚至在某些方面已經領先，且價格更為合理。對于大多數壓縮空氣用戶而言，直接在已有的壓縮機后端配置催化氧化除油系統，即可滿足其使用無油壓縮空氣的需求。

　　二、催化氧化除油技術的短板

　　催化氧化除油設備的短板主要體現在以下幾個方面：

　　1.催化劑需要在一定的溫度下使用，才能高效發揮作用，因此，這類設備冷開機時，需要預熱時間，預熱時間不夠，催化劑床層溫度達不到要求，處理效果會大打折扣。
2.催化氧化除油設備通過內置換熱器和設置保溫層，可以將系統內的熱量高效利用，但由于壓縮空氣本身會帶走熱量，以及少量的熱散失，因此，需要消耗額外的電能轉化成熱能，來補充這部分熱量損耗，以維持催化劑床層溫度，確保催化氧化除油過程的高效進行。

　　3.當壓縮機油氣分離系統出現故障，大量跑油的情況下，短時間大量的油通過催化氧化床層，高速分解轉化過程中會產生大量熱，導致系統超溫。為確保系統安全，設備配套的自診斷系統判斷油含量過高或者系統超溫時，會自動切斷進氣閥門，此時雖然保護了裝置與壓縮空氣系統，但會造成供氣中斷，影響到后續工序的生產用氣。

　　4.催化氧化過程將壓縮空氣中的油轉化為水和二氧化碳，處理后壓縮空氣中的水和二氧化碳含量上升，可能會影響到后端的用氣設備。

　　三、催化氧化法除油短板的風險防控

　　對于催化氧化除油技術的短板，通過流程的優化及合理的技術組合是比較容易解決的，使其運行風險完全可控。由于每個廠家對于此類設備的設計理念和風險控制上存在一定差異，這里以重慶鮑斯凈化設備有限公司（以下簡稱：鮑斯凈化）的產品為例，介紹應對方案。鮑斯凈化作為國內首家推出催化氧化除油技術并獲得德國TüV Class_0級無油認證的壓縮空氣后處理廠家，在基于催化氧化除油核心技術研發方面做了大量基礎研究和工業試驗的工作，基于研究數據和豐富的研究結果的基礎上，為設備的可靠運行提出了可行性方案。

　　1.設備首次開機需要進行預熱，達到一定溫度后才會開啟閥門讓壓縮空氣通過，避免未經除油的氣體直接進入后方管路。對于2天以內的停機（以10Nm₃/min處理量設備為例，停機耗電量為每12h約3kW），建議用戶可選擇不關機，或者設置預約開機時間來讓設備在投用前自動啟動。同時為用戶預留了物聯網選配模塊，可通過遠程操作，提前開機。

　　2.設備選用高效率的板式換熱器，對反應后的熱量進行回收，處理每立方米壓縮空氣所需要的電耗低至5W。配合目前市面上的油潤滑節能壓縮機來使用，相對于干式無油壓縮機可有效的降低總能耗。

　　3.系統耐壓耐溫設計上留有足夠的富余量，確保設備超溫時的安全。控制系統上，鮑斯凈化采用全自動的PLC控制器，對設備運行溫度進行多點實時監控，出現異常進行自我保護并快速切斷氣源以保護系統，同時確保含油壓縮空氣不會污染后方管路。系統配備獨立冗余的安全控制系統確保其PLC控制失效的情況下，系統仍然安全可靠。

　　4.對于有連續性用氣需求的用戶，鮑斯凈化可提供不斷氣的供氣方案。當設備故障或保護停機時，自動啟用旁路的活性炭吸附過濾除油系統，以確保供氣的連續性，同時發出報警信號。此時，用戶可根據現場情況安排生產設備的停機，或維修保養壓縮機、凈化設備等，使生產受各種異常情況的影響降至最低。

　　5.催化氧化類除油設備可以保護吸附式干燥機中的吸附劑不受油的污染，一般選擇安裝在其前端。對安裝在冷干機后端的情況可做如下分析。壓縮空氣在經冷干機處理后，不僅能脫除水分，而且可以脫除部分油類污染物。經實驗測定，油潤滑螺桿式壓縮機后端冷干機出口壓縮空氣中總油含量在1.2mg/Nm³（壓力露點5℃，壓力：8barG），若將此部分油（以C18平均分子量的飽和烴計）全部經催化氧化為水和二氧化碳，計算得到壓縮空氣增加的露點值不到0.1℃，在此情況下，催化氧化所生成的水對于壓縮空氣露點影響基本可以忽略不計；生成的二氧化碳在壓縮空氣中濃度也遠遠低于大氣中本身所含的二氧化碳，因此影響可以忽略不計。

　　6.作為綜合性壓縮空氣后處理設備供應商與服務商，鮑斯凈化在催化核心材料、工藝流程、控制方式、分段式檢測、設備制造的各個環節均執行最嚴格地管控。專家化的技術團隊為產品不斷創新提供支持。鮑斯凈化的售前與售后團隊會根據客戶的用氣需求，從客戶生產實際出發，提供個性化、定制化配置方案，確保用氣的安全、可靠、穩定、持續。

　　總之，從壓縮空氣品質、設備投入、維護成本、綜合能耗、用氣可靠性等方面來看，采用催化氧化除油技術獲取無油壓縮空氣是一種較佳的技術方案。

 

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