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本文首发于《压缩机》杂志2019年8月刊
原标题：《医用压缩空气对吸附干燥的设计要求》
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随着国家医疗体制深入改革，医疗行业生命保障系统不断完善，医疗压缩空气也成为现代医疗体系的重要组成部分，是生命的支持系统。其重要性已经得到高度重视，GB50751-2012《医疗气体工程技术规范》以下简称为《规范》对压缩空气的品质有了详细的规定。
对于医疗压缩空气系统的设计和应用却不是每一个空气压缩设备厂家都熟悉，依赖于医疗行业中各大医院的设计图纸来选择配套，难免出现五花八门的选配现象。本文主要针对医疗压缩空气系统的特点和《规范》的要求，对其中的吸附式干燥塔作介绍。
1、选择吸附式干燥塔作用
对于空压系统来说，干燥机一般有两个选择：冷冻式干燥机和吸附式干燥机。冷冻式干燥机由于以下所列的自身设计特点，并不是十分适合于医疗压缩空气系统。
其一是压力露点只能达到2℃～7℃；其二是风冷式冷干机的运行对环境温度有要求，在夏季环境温度高时，输出空气露点可靠性不高；其三当系统负载低于30%时，冷冻干燥机的气水分离器效率很低，造成凝聚液滴随空气到达下游系统，引起下游露点报警，特别是晚间气量大大降低时，《规范》对空气的含水量有明确的规定（表1）。
由于低露点对医疗压缩空气是非常必要的，理由一，可以抑制微生物，要达到50mg/Nm3的医疗器械空气含水量要求，空气的压力露点必须达到-27℃。欧洲药典也明确规定，在-27℃压力露点下，微生物的生长会得到明显抑制；理由二，保护活性炭过滤器。压缩空气系统中的活性炭除油、除异味过滤器，对压缩空气的干燥度要求达到-40℃压力露点，否则潮湿的压缩空气会使活性炭寿命降低；理由三，保护CO催化过滤器。目前设计的CO催化过滤器能将65ppm的浓度降到5ppm。但是，实验表明，如果CO催化过滤器在露点不够的情况下（高于-40℃），只能将15ppm 的CO浓度降低到5ppm。从以上三点看，医疗系统应选择压力露点为-40℃的吸附式干燥器。
2、吸附式干燥器的选型要求
选用吸附式干燥器，达到可靠的露点和功能，需要考虑如下几个重要因素：
流量
吸附式干燥器的流量一般按照实际的平均最高消耗气量来选择，也可以按照空气压缩机的供气量选择。这里需要明确的是吸附式干燥器在7bar压力系统下，一般要消耗15%的流量来用于干燥剂的再生。设计系统时应该充分考虑这些损失。
最低工作压力
当实际消耗的气量大于空压机的供气能力时，压缩空气系统的压力会降低，这会造成吸附式干燥器超出负载，输出露点不可靠。原因有二；其一压力低，体积流量变大，压缩空气会带来更多的“湿气”——水蒸气。其二体积流量变大，造成压缩空气在干燥机内的流速过快，水蒸气得不到充分干燥，从而影响干燥效果。防止干燥机出现过载，可以设置流量控制。
进气温度
压缩空气含湿量与进气温度有很大的关系。一般吸附式干燥器的进气标准温度是35℃。如果进气温度变成50℃，那么进入干燥机的压缩空气携带的水蒸气含量会超出一倍，远远高出干燥器的处理能力。吸附能力将会下降，造成出气口露点低于-40℃。
吸附剂的能力随温度变化。吸附剂的吸附能力随温度升高而下降，对氧化铝来说，当温度达到50℃时，其吸附能力大大下降。所以一般来说，吸附式干燥机的标准进气温度是35℃。
节能
压力损小：（1）模块化设计，气流分布均匀，干燥均匀；（2）暴风雪填充方式，避免气流冲击造成干燥剂磨损，粉末会进一步增加阻力，并造成后续设备出现粉尘“污染”；（3）内置的进出口过滤器，尽量减少外部过滤器和管路造成的阻力损失。
采用露点控制而不是标准时
时序控制器由于进气温度和压力的影响，在选型时往往会选择大一些处理量的干燥器来保证可靠露点，这会造成大部分情况下，实际流量达不到额定处理量，干燥筒得不到充分的利用就切换再生，而再生一直持续进行。
事实上，从设备整个寿命周期的运行成本来说，前期的投资只是其中非常小的一部分，更多的投入是设备的运行成本。以10Nm3/min系统来计算，如果系统平均用气量只有50%（在晚间和大多数时间系统额利用率实际低于30%），那么采用空气进气温度和露点切换的模式节约的能量至少可以达到60%，电费在白白浪费。采用露点控制方式，在流量较低的情况下，干燥筒会持续工作到气体露点接近控制点再切换，而再生气体在再生完成后，停止消耗再生气，处于等待状态，这期间会大大节约再生耗气量。
如果可以设计出模块化吸附式干燥机，相对于传统的双塔吸干机，有更小的体积，更轻的重量，更便于安装和搬运，几乎不需要特殊的搬运工具。对医疗行业需要安静可靠的生命环境更加适用。
能减少设备维护工作任务量。可以现场装填干燥剂，并不会造成干燥剂快速粉末化，堵塞消音器，造成能量浪费，甚至造成下游空气污染和设备堵塞。这种干燥剂有利于在医疗行业生命系统用气中使用。
在控制和报警系统干燥机方面，具有露点控制和报警模式远程控制功能，可以与医院智慧能源系统链接，实现无阻力的控制和管理。控制功能要求如下：当干燥机的压力露点优于-42℃压力露点，干燥机可以供气，并不影响系统流量和压力，系统会提示报警并上传数据给智能管理系统。当压力露点高于-40℃时，机器是正常模式，以确保露点达到-40℃。在正常情况下，如果干燥机露点达不到-30℃，将会有报警信号在面板闪烁，并激发远程报警系统，提示需要进行维护。
3、结语
综上所述，面对医疗行业系统中，对压缩空气系统空气品质越来越高的要求，需要保证压缩空气始终获得可靠露点和系统运行稳定。同时，高效节能和低碳环保的运行也越来越考量设计与管理者的智慧，需要从选配设备上去考虑整体成本费用。
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