【壓縮機網】隨著國家醫療體制深入改革，醫療行業生命保障系統不斷完善，醫療壓縮空氣也成為現代醫療體系的重要組成部分，是生命的支持系統。其重要性已經得到高度重視，GB50751-2012《醫療氣體工程技術規范》以下簡稱為《規范》對壓縮空氣的品質有了詳細的規定。對于醫療壓縮空氣系統的設計和應用卻不是每一個空氣壓縮設備廠家都熟悉，依賴于醫療行業中各大醫院的設計圖紙來選擇配套，難免出現五花八門的選配現象。本文主要針對醫療壓縮空氣系統的特點和《規范》的要求，對其中的吸附式干燥塔作介紹。
1、選擇吸附式干燥塔作用
其一是壓力露點只能達到2℃～7℃；其二是風冷式冷干機的運行對環境溫度有要求，在夏季環境溫度高時，輸出空氣露點可靠性不高；其三當系統負載低于30%時，冷凍干燥機的氣水分離器效率很低，造成凝聚液滴隨空氣到達下游系統，引起下游露點報警，特別是晚間氣量大大降低時，《規范》對空氣的含水量有明確的規定（表1）。
由于低露點對醫療壓縮空氣是非常必要的，理由一，可以抑制微生物，要達到50mg/Nm3的醫療器械空氣含水量要求，空氣的壓力露點必須達到-27℃。歐洲藥典也明確規定，在-27℃壓力露點下，微生物的生長會得到明顯抑制；理由二，保護活性炭過濾器。壓縮空氣系統中的活性炭除油、除異味過濾器，對壓縮空氣的干燥度要求達到-40℃壓力露點，否則潮濕的壓縮空氣會使活性炭壽命降低；理由三，保護CO催化過濾器。目前設計的CO催化過濾器能將65ppm的濃度降到5ppm。但是，實驗表明，如果CO催化過濾器在露點不夠的情況下（高于-40℃），只能將15ppm 的CO濃度降低到5ppm。從以上三點看，醫療系統應選擇壓力露點為-40℃的吸附式干燥器。
2、吸附式干燥器的選型要求
選用吸附式干燥器，達到可靠的露點和功能，需要考慮如下幾個重要因素：
2.1 流量吸附式干燥器的流量一般按照實際的平均最高消耗氣量來選擇，也可以按照空氣壓縮機的供氣量選擇。這里需要明確的是吸附式干燥器在7bar壓力系統下，一般要消耗15%的流量來用于干燥劑的再生。設計系統時應該充分考慮這些損失。
2.2 最低工作壓力
當實際消耗的氣量大于空壓機的供氣能力時，壓縮空氣系統的壓力會降低，這會造成吸附式干燥器超出負載，輸出露點不可靠。原因有二；其一壓力低，體積流量變大，壓縮空氣會帶來更多的“濕氣”——水蒸氣。其二體積流量變大，造成壓縮空氣在干燥機內的流速過快，水蒸氣得不到充分干燥，從而影響干燥效果。防止干燥機出現過載，可以設置流量控制。
2.3 進氣溫度
2.3.1 壓縮空氣含濕量與進氣溫度有很大的關系。一般吸附式干燥器的進氣標準溫度是35℃。如果進氣溫度變成50℃，那么進入干燥機的壓縮空氣攜帶的水蒸氣含量會超出一倍，遠遠高出干燥器的處理能力。吸附能力將會下降，造成出氣口露點低于-40℃。
2.3.2 吸附劑的能力隨溫度變化。吸附劑的吸附能力隨溫度升高而下降，對氧化鋁來說，當溫度達到50℃時，其吸附能力大大下降。所以一般來說，吸附式干燥機的標準進氣溫度是35℃。
2.4 節能
2.4.1 壓力損小：（1）模塊化設計，氣流分布均勻，干燥均勻；（2）暴風雪填充方式，避免氣流沖擊造成干燥劑磨損，粉末會進一步增加阻力，并造成后續設備出現粉塵“污染”；（3）內置的進出口過濾器，盡量減少外部過濾器和管路造成的阻力損失。
2.4.2 采用露點控制而不是標準時，時序控制器由于進氣溫度和壓力的影響，在選型時往往會選擇大一些處理量的干燥器來保證可靠露點，這會造成大部分情況下，實際流量達不到額定處理量，干燥筒得不到充分的利用就切換再生，而再生一直持續進行。事實上，從設備整個壽命周期的運行成本來說，前期的投資只是其中非常小的一部分，更多的投入是設備的運行成本。以10Nm3/min系統來計算，如果系統平均用氣量只有50%（在晚間和大多數時間系統額利用率實際低于30%），那么采用空氣進氣溫度和露點切換的模式節約的能量至少可以達到60%，電費在白白浪費。采用露點控制方式，在流量較低的情況下，干燥筒會持續工作到氣體露點接近控制點再切換，而再生氣體在再生完成后，停止消耗再生氣，處于等待狀態，這期間會大大節約再生耗氣量。
2.5 如果可以設計出模塊化吸附式干燥機，相對于傳統的雙塔吸干機，有更小的體積，更輕的重量，更便于安裝和搬運，幾乎不需要特殊的搬運工具。對醫療行業需要安靜可靠的生命環境更加適用。
2.6 能減少設備維護工作任務量。可以現場裝填干燥劑，并不會造成干燥劑快速粉末化，堵塞消音器，造成能量浪費，甚至造成下游空氣污染和設備堵塞。這種干燥劑有利于在醫療行業生命系統用氣中使用。
2.7 在控制和報警系統干燥機方面，具有露點控制和報警模式遠程控制功能，可以與醫院智慧能源系統鏈接，實現無阻力的控制和管理。控制功能要求如下：當干燥機的壓力露點優于-42℃壓力露點，干燥機可以供氣， 并不影響系統流量和壓力，系統會提示報警并上傳數據給智能管理系統。當壓力露點高于-40℃時，機器是正常模式，以確保露點達到-40℃。在正常情況下，如果干燥機露點達不到-30℃，將會有報警信號在面板閃爍，并激發遠程報警系統，提示需要進行維護。
3、結語
綜上所述，面對醫療行業系統中，對壓縮空氣系統空氣品質越來越高的要求，需要保證壓縮空氣始終獲得可靠露點和系統運行穩定。同時，高效節能和低碳環保的運行也越來越考量設計與管理者的智慧，需要從選配設備上去考慮整體成本費用。
來源：本站原創
1、選擇吸附式干燥塔作用
其一是壓力露點只能達到2℃～7℃；其二是風冷式冷干機的運行對環境溫度有要求，在夏季環境溫度高時，輸出空氣露點可靠性不高；其三當系統負載低于30%時，冷凍干燥機的氣水分離器效率很低，造成凝聚液滴隨空氣到達下游系統，引起下游露點報警，特別是晚間氣量大大降低時，《規范》對空氣的含水量有明確的規定（表1）。
由于低露點對醫療壓縮空氣是非常必要的，理由一，可以抑制微生物，要達到50mg/Nm3的醫療器械空氣含水量要求，空氣的壓力露點必須達到-27℃。歐洲藥典也明確規定，在-27℃壓力露點下，微生物的生長會得到明顯抑制；理由二，保護活性炭過濾器。壓縮空氣系統中的活性炭除油、除異味過濾器，對壓縮空氣的干燥度要求達到-40℃壓力露點，否則潮濕的壓縮空氣會使活性炭壽命降低；理由三，保護CO催化過濾器。目前設計的CO催化過濾器能將65ppm的濃度降到5ppm。但是，實驗表明，如果CO催化過濾器在露點不夠的情況下（高于-40℃），只能將15ppm 的CO濃度降低到5ppm。從以上三點看，醫療系統應選擇壓力露點為-40℃的吸附式干燥器。
2、吸附式干燥器的選型要求
選用吸附式干燥器，達到可靠的露點和功能，需要考慮如下幾個重要因素：
2.1 流量吸附式干燥器的流量一般按照實際的平均最高消耗氣量來選擇，也可以按照空氣壓縮機的供氣量選擇。這里需要明確的是吸附式干燥器在7bar壓力系統下，一般要消耗15%的流量來用于干燥劑的再生。設計系統時應該充分考慮這些損失。
2.2 最低工作壓力
當實際消耗的氣量大于空壓機的供氣能力時，壓縮空氣系統的壓力會降低，這會造成吸附式干燥器超出負載，輸出露點不可靠。原因有二；其一壓力低，體積流量變大，壓縮空氣會帶來更多的“濕氣”——水蒸氣。其二體積流量變大，造成壓縮空氣在干燥機內的流速過快，水蒸氣得不到充分干燥，從而影響干燥效果。防止干燥機出現過載，可以設置流量控制。
2.3 進氣溫度
2.3.1 壓縮空氣含濕量與進氣溫度有很大的關系。一般吸附式干燥器的進氣標準溫度是35℃。如果進氣溫度變成50℃，那么進入干燥機的壓縮空氣攜帶的水蒸氣含量會超出一倍，遠遠高出干燥器的處理能力。吸附能力將會下降，造成出氣口露點低于-40℃。
2.3.2 吸附劑的能力隨溫度變化。吸附劑的吸附能力隨溫度升高而下降，對氧化鋁來說，當溫度達到50℃時，其吸附能力大大下降。所以一般來說，吸附式干燥機的標準進氣溫度是35℃。
2.4 節能
2.4.1 壓力損小：（1）模塊化設計，氣流分布均勻，干燥均勻；（2）暴風雪填充方式，避免氣流沖擊造成干燥劑磨損，粉末會進一步增加阻力，并造成后續設備出現粉塵“污染”；（3）內置的進出口過濾器，盡量減少外部過濾器和管路造成的阻力損失。
2.4.2 采用露點控制而不是標準時，時序控制器由于進氣溫度和壓力的影響，在選型時往往會選擇大一些處理量的干燥器來保證可靠露點，這會造成大部分情況下，實際流量達不到額定處理量，干燥筒得不到充分的利用就切換再生，而再生一直持續進行。事實上，從設備整個壽命周期的運行成本來說，前期的投資只是其中非常小的一部分，更多的投入是設備的運行成本。以10Nm3/min系統來計算，如果系統平均用氣量只有50%（在晚間和大多數時間系統額利用率實際低于30%），那么采用空氣進氣溫度和露點切換的模式節約的能量至少可以達到60%，電費在白白浪費。采用露點控制方式，在流量較低的情況下，干燥筒會持續工作到氣體露點接近控制點再切換，而再生氣體在再生完成后，停止消耗再生氣，處于等待狀態，這期間會大大節約再生耗氣量。
2.5 如果可以設計出模塊化吸附式干燥機，相對于傳統的雙塔吸干機，有更小的體積，更輕的重量，更便于安裝和搬運，幾乎不需要特殊的搬運工具。對醫療行業需要安靜可靠的生命環境更加適用。
2.6 能減少設備維護工作任務量。可以現場裝填干燥劑，并不會造成干燥劑快速粉末化，堵塞消音器，造成能量浪費，甚至造成下游空氣污染和設備堵塞。這種干燥劑有利于在醫療行業生命系統用氣中使用。
2.7 在控制和報警系統干燥機方面，具有露點控制和報警模式遠程控制功能，可以與醫院智慧能源系統鏈接，實現無阻力的控制和管理。控制功能要求如下：當干燥機的壓力露點優于-42℃壓力露點，干燥機可以供氣， 并不影響系統流量和壓力，系統會提示報警并上傳數據給智能管理系統。當壓力露點高于-40℃時，機器是正常模式，以確保露點達到-40℃。在正常情況下，如果干燥機露點達不到-30℃，將會有報警信號在面板閃爍，并激發遠程報警系統，提示需要進行維護。
3、結語
綜上所述，面對醫療行業系統中，對壓縮空氣系統空氣品質越來越高的要求，需要保證壓縮空氣始終獲得可靠露點和系統運行穩定。同時，高效節能和低碳環保的運行也越來越考量設計與管理者的智慧，需要從選配設備上去考慮整體成本費用。
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