壓縮空氣是粉末涂裝系統的主要動(dòng)力源，它幾乎應用于粉末涂裝系統的各個(gè)環(huán)節，如粉末流化、輸送和調理；粉末噴霧圖形的控制；過(guò)濾袋的清洗；火焰檢測頭的清洗；氣封；保持旋轉篩的清潔和自由轉動(dòng)。壓縮空氣所提供的能源是采用一定的方式讓壓縮空氣膨脹至常壓狀態(tài)而產(chǎn)生的。在粉末涂裝過(guò)程中，壓縮空氣膨脹所釋放的能量可以提升和流化粉末、將粉末從料斗中抽吸出來(lái)并通過(guò)軟管輸送至噴槍。通過(guò)控制壓力的釋放可以得到適當的粉末流速，調整噴涂工件所需要的噴霧圖形。

隨著(zhù)涂裝設備、傳感器、特種粉末涂料復雜性的提高，連續提供清潔、干燥、無(wú)油的壓縮空氣就顯得尤為重要，如果工廠(chǎng)的壓縮空氣系統設計合理、設備日常維護良好，就能大大減少因壓縮空氣污染產(chǎn)生的廢品，以及因壓縮空氣供應問(wèn)題導致的涂裝線(xiàn)停車(chē)。本文將討論高效壓縮空氣系統的目的、組件、選擇和維護。
壓縮空氣系統的目的

壓縮空氣系統的目的在于為粉末涂裝系統提供穩定、無(wú)污染的高壓空氣。由于粉末涂裝系統在涂裝工藝中采用壓縮空氣來(lái)調理和輸送粉末、操作控制、以及其它機械操作，因此需要清潔、干燥、無(wú)油的持續穩定壓縮空氣供應。一旦壓縮空氣系統發(fā)生故障，將造成生產(chǎn)線(xiàn)停車(chē)，涂裝質(zhì)量惡化。因此，壓縮空氣系統的可靠性以及去污染的能力是粉末涂裝系統十分重要的因素。
壓縮過(guò)程

壓縮空氣所提供的能量來(lái)自于受控的壓力釋放過(guò)程，通過(guò)將低壓空氣體積壓縮，使空氣壓力增加，從而蓄積能量。壓縮空氣系統的氣源為大氣，將空氣吸入空壓機中，經(jīng)過(guò)體積壓縮后泵入壓縮空氣系統。空氣的體積壓縮比越大，壓力越高，例如100標準立方英尺的空氣（標準條件大氣條件下的空氣：14.7psig，680F，相對濕度36%）被壓縮至50psig，則空氣體積為25.64立方英尺，也就是說(shuō)為原來(lái)體積的1/4。如果進(jìn)一步壓縮至100psig，則空氣體積為12.82立方英尺，約為原始體積的1/8。要產(chǎn)生1立方英尺的100psig空氣需要7.8立方英尺的大氣條件的空氣。

acfm是指控氣流過(guò)壓縮空氣管線(xiàn)的實(shí)際體積（實(shí)際立方英尺/分鐘）。空氣流過(guò)通過(guò)壓縮空氣系統的實(shí)際量因空氣壓力不同而變化，因沒(méi)套裝置的壓力要求不同而變化。因此對于確定空氣壓縮系統消耗的空氣總量而言，每套裝置acfm的測定數據沒(méi)有實(shí)際意義。為了實(shí)現行業(yè)的標準化，所有壓縮空氣的產(chǎn)量或用量均用標準立方英尺/分鐘（scfm）表示。系統的scfm是指壓縮機為供給系統所需的壓縮空氣所吸入的空氣量，我們可以將各套裝置所消耗的空氣量簡(jiǎn)單地相加，以確定系統需要的壓縮空氣總量，而不必因為裝置空氣壓力的變化而作調整。例如，有兩套裝置使用壓縮空氣，其中一套裝置的空氣壓力為50psig，另一套裝置為100psig，50psig的裝置需要25.64acfm的空氣量，而100psig的裝置需要12.82acfm空氣量，如果將空氣消耗量宜標準大氣壓條件下的空氣量表示，則兩套裝置共消耗100scfm的空氣。以標準大氣壓條件下的空氣消耗量表示避免了因各套裝置壓力的不同而需要調整，可以將各裝置的空氣消耗量簡(jiǎn)單相加確定壓縮機的總容量。
壓縮空氣中的污染物

為了實(shí)現壓縮空氣系統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的性能惡化。壓縮空氣中的污染物是隨壓縮機吸入空氣而帶入的，并在壓縮過(guò)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為是一種污染，原因在于空氣溫度過(guò)高過(guò)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。
水蒸氣

大氣中總是存在水蒸氣的，壓縮機制取壓縮空氣的起源為大氣，所以壓縮空氣系統中總是存在水蒸氣。人們常采用兩項指標來(lái)確定空氣中的水氣含量，“大氣露點(diǎn)”是指在1個(gè)大氣壓下空氣中的水蒸氣凝結成液體水的溫度；“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)入壓縮機后經(jīng)壓縮過(guò)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(gè)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）與7.8立方英尺1個(gè)大氣壓的空氣相同。例如，1個(gè)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(shí)壓縮空氣的壓力露點(diǎn)為1470F。因此壓縮過(guò)程并不能增加壓縮空氣的水氣量，它僅僅是簡(jiǎn)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(huì )造成系統問(wèn)題，若要驅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。決大多數粉末涂裝系統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，以免凝結成為液體水，因為壓縮空氣中的液體水將造成很多涂裝問(wèn)題。所以必須采用空氣干燥器隨時(shí)驅除水蒸氣。去除水蒸氣一般不采用分離器、過(guò)濾器或萃取器。
液體水

液體水是壓縮空氣系統中的主要污染物，隨著(zhù)壓縮空氣溫度降低，空氣中所能容納的水氣含量降低，一旦壓縮空氣達到壓力露點(diǎn)，過(guò)剩的水蒸氣就會(huì )凝結成液體水。壓縮空氣的溫度越低，凝結形成的液體水就越多。由于壓縮過(guò)程影響空氣的露點(diǎn)，壓縮空氣在管線(xiàn)中運行時(shí)溫度會(huì )逐漸降低，所以壓縮空氣系統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)際上水霧就是細小的液滴，它們在壓縮空氣流中就象是霧，會(huì )進(jìn)一步凝結成液滴。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、設備破壞。在寒冷的季節中，室外壓縮空氣管線(xiàn)中的液體水會(huì )凍結，引起管道堵塞或爆裂。液體水也會(huì )快速污染粉末涂裝系統，導致系統平凡停車(chē)以去除被污染的粉末，清潔被污染的設備，更換被污染的流化板和過(guò)濾器。因此在壓縮空氣進(jìn)入任何設備之前必須排除液體水。

根據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的空氣吸入壓縮機中壓縮成100psig的壓縮空氣時(shí)，每立方英尺該壓縮空氣含有69.014格令的水蒸氣，此時(shí)的壓力露點(diǎn)為1470F。壓縮機出來(lái)的空氣溫度通常為150~3250F（因壓縮熱和摩擦熱而升溫），遠遠高于壓縮空氣的壓力露點(diǎn)，這就是壓縮機出來(lái)的壓縮空氣在管線(xiàn)中傳輸時(shí)不會(huì )馬上看到凝結水的原因。但壓縮空氣在管線(xiàn)中傳輸時(shí)會(huì )逐漸降溫至與廠(chǎng)房?jì)鹊氖覝叵嗤臏囟取Ｒ坏嚎s空氣的溫度降至1470F以下，水蒸氣變開(kāi)始凝結成液體水，液體水的凝結量取決于壓縮空氣的溫度和通過(guò)管線(xiàn)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格令的液體水凝結出來(lái)，如果說(shuō)粉末涂裝系統需要采用200scfm的壓縮空氣，意味著(zhù)每分鐘將有0.022加侖的液體水產(chǎn)生，即每一個(gè)班次（8h）將有10.34加侖的液體水產(chǎn)生。

當壓縮空氣釋放壓力進(jìn)行粉末涂裝操作時(shí)，壓縮空氣因體積膨脹而溫度降低，此時(shí)溫度的降低是非常明顯的，有300F之多。如果壓力露點(diǎn)過(guò)高則壓縮空氣不可避免將發(fā)生水氣凝結，當這種壓縮空氣進(jìn)入粉末涂裝系統時(shí)必然導致粉末結塊，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(shí)若粉房中的大氣露點(diǎn)較高的話(huà)，大氣中的水氣也會(huì )凝結出來(lái)，在噴嘴表面形成液態(tài)水滴，使粉末結塊，粉末的噴霧圖形變差，工件上粉率降低。因此粉末涂裝系統應當設置在空調室內，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備表面凝結水滴。

液態(tài)水是壓縮空氣在粉末涂裝系統產(chǎn)生的主要問(wèn)題，最好的辦法是在液態(tài)水凝結出來(lái)之前將壓縮空氣中過(guò)剩的水氣排除掉。如果壓縮空氣系統中液態(tài)水問(wèn)題突出，則需要采用凝結水過(guò)濾器或排水裝置加以脫出。
油蒸氣及液體油

壓縮機的所有潤滑部件都會(huì )以霧或蒸氣的形式泄漏油，一個(gè)運轉良好的往復式壓縮機所泄漏的油使壓縮空氣中的油含量達到45ppm。絕大多數旋轉螺桿壓縮機的壓縮室都會(huì )有油或合成潤滑劑滲入，當壓縮空氣從壓縮機中出來(lái)時(shí)，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其壓縮空氣中的油含量達到80ppm，并以油霧或蒸氣形式存在。

本文所說(shuō)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(lèi)，只是合成油還含有增進(jìn)壓縮機潤滑作用的添加劑，以延長(cháng)設備使用壽命，減少設備維修的停車(chē)次數。另外合成油可能對某些過(guò)濾器密封材料有腐蝕作用，對于壓縮機采用合成潤滑油得空壓系統來(lái)說(shuō)，不受合成油影響的過(guò)濾器密封材料是特制的。

壓縮機內部的高溫將導致壓縮機油部分蒸發(fā)，產(chǎn)生油蒸氣。油蒸氣是空壓機系統產(chǎn)生討厭的氣味和味道的主要原因。

對于粉末涂裝系統而言油只要以蒸氣形式存在本身并沒(méi)有什么問(wèn)題，而且要去除空壓機系統中所有的油蒸氣是非常昂貴的，況且絕大多數粉末涂裝系統并不需要壓縮空氣完全無(wú)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(lèi)似，壓縮空氣的溫度決定了油蒸氣凝結的濃度。隨著(zhù)壓縮空氣溫度降低，多余的油蒸氣將凝結成液體油，從而使粉末涂裝系統出現問(wèn)題。油蒸氣不能采用常規方法除去，一般是通過(guò)使壓縮空氣溫度降低，使其中的油蒸氣凝結成液體油，在過(guò)濾除去。如果油蒸氣影響涂裝系統，可以采用特種（非常昂貴）的油蒸氣過(guò)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(guò)壓縮機時(shí)被注入壓縮空氣中，或油蒸氣經(jīng)過(guò)凝露而累積增多。油不能像液態(tài)水那樣簡(jiǎn)單地蒸發(fā)，所以液態(tài)油會(huì )給粉末涂裝系統帶來(lái)一系列污染問(wèn)題，而污染后的裝置需要更多的時(shí)間進(jìn)行清潔和設備更換。采用絮凝過(guò)濾器和自動(dòng)排放器很容易從壓縮空氣系統中除去液態(tài)油。
固體物質(zhì)

壓縮空氣中的固體或顆粒污染物包括鐵銹、管壁結垢物、塵埃、污垢、花粉和干燥劑材料等，鐵銹和管壁結垢物大多來(lái)自于壓縮空氣管路，因液態(tài)水侵蝕管道而產(chǎn)生。隨著(zhù)時(shí)間的推移，管壁的銹蝕物和結垢變得疏松，并被壓縮空氣帶走。污垢、塵埃和花粉則是隨環(huán)境大氣被壓縮機抽入的。在壓縮機的進(jìn)風(fēng)口前端需要設置過(guò)濾器以防止這些固體污染物進(jìn)入系統內部。但有時(shí)過(guò)濾器規格可能與系統不匹配，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的粉塵是干燥劑粉塵的來(lái)源。所有這些固體污染物都可能堵塞細小的孔、空氣管路、設備和閥門(mén)，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(jiàn)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(guò)濾器除去系統中的顆粒污染物。
熱

壓縮空氣系統的熱主要來(lái)自于壓縮機，空氣在壓縮時(shí)相當一部分能量轉變成為熱能，被稱(chēng)之為“壓縮熱”。除此之外，壓縮空氣在壓縮機中的摩擦也會(huì )產(chǎn)生熱。往復式壓縮機的空氣溫度一般為3250F左右，而旋轉式壓縮機的空氣溫度在1500F左右。通常以壓縮空氣進(jìn)口溫度為1000F來(lái)確定空氣干燥器的大小。倘若空氣干燥器進(jìn)口溫度過(guò)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。

壓縮空氣系統的組成

為了使壓縮空氣系統提供清潔、干燥、無(wú)油的壓縮空氣，其結構設計和尺寸必須適當，系統中的各種結構部件也必須排布適當。絕大多數涂裝廠(chǎng)都采用單套壓縮空氣系統，這是非常經(jīng)濟的方法，它向所有需要壓縮空氣的設備提供壓縮空氣。某些結構部件（如空氣干燥器）只是在工廠(chǎng)的特殊設備和特殊區域需要，因此對于需要清潔、干燥空氣的設備（如粉末涂裝系統）最好配備小型空氣干燥器，而為整個(gè)工廠(chǎng)和涂裝車(chē)間最好配備大型空氣干燥器。由于在壓縮空氣管道內部可能產(chǎn)生污染，所以在空氣進(jìn)入粉末涂裝系統之前最好經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理。
壓縮機

空壓機是壓縮空氣系統中最主要的設備。空壓機吸入一定體積和壓力的空氣，并將其壓縮為體積更小壓力更高的空氣后輸出。空壓機的規格用scfm表示，或以為壓縮空器系統提供所需壓力的空氣而每分鐘吸入空氣的體積來(lái)表示。兩種主要的空壓機類(lèi)型為往復式（活塞式）和旋轉式（螺桿式）。

往復式壓縮機采用活塞將一定體積的常壓大氣壓縮成為體積小壓力高的空氣，當壓縮空氣系統的壓力達到設定的上限值時(shí)空壓機停止工作。隨著(zhù)壓縮空氣的不斷消耗，壓縮空氣系統的壓力下降，一旦系統壓力降至設定的下限值空壓機重新開(kāi)始工作，直至系統壓力升高至上限值為止再次停止工作。往復式壓縮機工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱，因此在工作循環(huán)之間需要設定冷卻過(guò)程。壓縮機的設計能力應足夠大，以保證供應足量的壓縮空氣并有機會(huì )停機冷卻。往復式空壓機非常適合壓縮空氣系統，因為在絕大多數情況下它都不會(huì )滿(mǎn)負荷工作。

旋轉式壓縮機采用了一組螺桿，將一定體積的空氣壓縮成為體積更小壓力更高的空氣，直至系統達到所需要的壓力。旋轉式空壓機為連續式工作，空壓機頻繁的停機和開(kāi)機將使軸承受損。在對空壓機要求不高的情況下，一般采用調制式控制，即通過(guò)控制壓縮機吸入空氣的量來(lái)保證系統所需要的空氣壓力。調制式控制模式中壓縮機的動(dòng)力消耗因壓縮量的不同而變化。旋轉式壓縮機最適用于接近壓縮機滿(mǎn)負荷工況下運行的壓縮空氣系統。
后冷卻器

壓縮空氣系統中最重要的設備也許就是后冷卻器。后冷卻器通常都安裝在壓縮機的出口處，而不是緩沖器或干燥器的入口處，將壓縮機排出的熱壓縮空氣冷卻至適宜的溫度（一般≤1000F）。空氣冷卻過(guò)程將有大量的水（油）蒸氣凝結出來(lái)，經(jīng)過(guò)分離器使之分離出來(lái)。后冷卻器出來(lái)的壓縮空氣在其出口溫度下應該是水蒸氣飽和的，且氣流溫度應該是壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)。

后冷卻器的工作原理在于利用了冷卻介質(zhì)（如水或空氣）與后冷卻器出口處壓縮空氣的溫度差異。例如，水冷式后冷卻器的進(jìn)口水溫200F，出口溫度600F，壓縮空氣經(jīng)過(guò)后冷卻器后溫度下降至80~200F。
  繼續用前面的例子來(lái)說(shuō)明后冷卻器是如何工作的。壓縮機出來(lái)的壓縮空氣溫度為150~3250F，壓力凝露點(diǎn)為14700F，每立方英尺壓縮空氣含有69.014格令水。倘若采用上述后冷卻器，后冷卻器出來(lái)的壓縮空氣溫度降至800F，并為水蒸氣飽和，壓力凝露點(diǎn)為800F左右，則壓縮空氣離開(kāi)后冷卻器后將有57.954格令/立方英尺的水冷凝出來(lái)。就粉末涂裝系統而言，如果采用200scfm的壓縮空氣，意味著(zhù)每分鐘將有0.025加侖的水冷凝出來(lái)，即一班8h將有12.22加侖的水需要排放。

盡管后冷卻器將水蒸氣冷凝成液體使溫度降低，但因以下兩個(gè)原因從后冷卻器出來(lái)的氣流仍然可以看見(jiàn)液態(tài)水。原因之一是將液態(tài)水從壓縮空氣中分離出來(lái)所用的機械式分離器并不能100%的分離出液態(tài)水，后冷卻器用的典型分離器的效率在90%左右，也就說(shuō)10%的冷凝水經(jīng)過(guò)分離器后會(huì )進(jìn)入空氣干燥器。分離器的效率與設計壓力和流量有關(guān)。原因之二是經(jīng)過(guò)后冷卻器處理后的壓縮空氣還可能繼續降溫，由于離開(kāi)后冷卻器的壓縮空氣是水蒸氣飽和的，因此溫度降低必然會(huì )使更多的水蒸氣冷凝成液態(tài)水。同樣后冷卻器出來(lái)的壓縮空氣溫度也可能略有升高，殘留在氣流中的冷凝水會(huì )再次蒸發(fā)，使壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)升高，這就是后冷卻器不可能替代壓縮空氣干燥器的原因。

為了及時(shí)將壓縮空氣中分離出來(lái)的液態(tài)水排放掉，后冷卻分離器良好的]維護保養和可靠的排水是十分重要的。如果排水不暢，分離器中將累積大量液態(tài)水，并流進(jìn)空氣管線(xiàn)，使可再生的空氣干燥器中干燥劑被污染。

絕大多數空氣干燥器供應商都將設備的進(jìn)口溫度設定在1000F，因此后冷卻器需要將壓縮空氣溫度降至1000F以下，當然配備有大型緩沖器的系統除外，它可以使熱壓縮空氣在進(jìn)入空氣干燥器之前溫度降低。后冷卻器降低壓縮空氣的溫度降使空氣干燥器的效率提高，僅采用小型干燥器就能滿(mǎn)足要求。無(wú)論涂裝廠(chǎng)采用什么類(lèi)型的壓縮機和空氣干燥器，后冷卻器都是必要的投資，它可明顯提高空氣干燥器的效率。
緩沖器

緩沖器是一種大型的壓力容器，用于貯存一定量的壓縮空氣。緩沖器的主要目的在于防止壓縮空氣系統的壓力發(fā)生波動(dòng)、防止壓縮空氣進(jìn)一步降溫，避免壓縮機工作過(guò)度。倘若系統采用緩沖器，壓縮機的工作則以緩沖器充滿(mǎn)為止。如果壓縮空氣系統的載荷較低，壓縮機工作可以充滿(mǎn)整個(gè)緩沖器，而系統載荷較高時(shí)，單獨使用壓縮機就難以滿(mǎn)足系統壓力要求，此時(shí)緩沖器是必須的。另外緩沖器可以減緩壓縮機與空氣系統的壓力波動(dòng)，為空氣干燥器和其他設備提供更為穩定的壓力和空氣流量。緩沖器延長(cháng)了壓縮空氣冷卻以及蒸氣冷凝的時(shí)間，緩沖器的自動(dòng)排水功能避免了液態(tài)水沉積在容器底部的可能。
空氣干燥器
壓縮空氣干燥器的工作原理

壓縮空氣干燥器的目的在于降低壓縮空氣中水蒸氣含量，以避免壓縮空氣管線(xiàn)中發(fā)生液態(tài)水冷凝。干燥器中壓縮空氣的水蒸氣含量用壓力凝露點(diǎn)表示，即在特定壓力的空氣管線(xiàn)系統內壓縮空氣不發(fā)生凝結的最低溫度。因此設計的空氣干燥器應當保證壓縮空氣系統不發(fā)生冷凝所需要的壓力凝露點(diǎn)，如果空氣干燥器的出口凝露點(diǎn)以大氣凝露點(diǎn)衡量時(shí)，則干燥器不會(huì )降低壓縮空氣中的水蒸氣含量，以防止空氣管線(xiàn)中的水蒸氣冷凝。因此當確定干燥器的凝露點(diǎn)時(shí)，應當將其轉換成壓力凝露點(diǎn)。

壓縮空氣干燥器的工作原理是，將壓縮空氣的溫度降低至剛好在水的凝露點(diǎn)上，讓水（油）蒸氣凝露，并將其從壓縮空氣中分離出來(lái)；或是采用干燥劑直接吸附壓縮空氣中的水（油）蒸氣。降低壓縮空氣中水蒸氣含量的這兩種方法也有助于降低壓縮空氣中的油含量。然而，由于壓縮空氣干燥器的主要目的僅僅是降低氣流中的水蒸氣含量，因此干燥器的除油能力很難確定。很少有干燥器供應商能夠明確自己產(chǎn)品的除油能力，這有賴(lài)于油蒸氣過(guò)濾器執行該任務(wù)。

兩種類(lèi)型的干燥器（冷凍式和再生式）均適用于粉末涂裝系統，盡管還有其他類(lèi)型的干燥器，但由于使用效率和能力均不如上述兩種干燥器，所以一般不采用。
冷凍式空氣干燥器

冷凍式空氣干燥器通過(guò)降低壓縮空氣的溫度至接近水的凝固點(diǎn)，使多余的水蒸氣凝結成液體水，從而與氣流分離。典型的冷凍式空氣干燥器配備有預冷卻器/再加熱器，這種預冷卻器/再加熱器是一種空氣-空氣熱交換器，利用已經(jīng)通過(guò)空氣干燥器的冷壓縮空氣使進(jìn)入空氣干燥器的熱壓縮空氣降溫，然后再讓壓縮空氣通過(guò)空氣-制冷劑熱交換器，經(jīng)過(guò)與制冷劑的熱交換使壓縮空氣的溫度降至350F左右。多余的水蒸氣凝結成液態(tài)水，并隨壓縮空氣流進(jìn)入水-空氣分離器或冷凝過(guò)濾器，將液態(tài)水從壓縮空氣中分離出來(lái)。冷空氣隨后再進(jìn)入預冷卻器/再加熱器的冷卻端，并被加熱至700F。未被水-空氣分離器或冷凝過(guò)濾器分離的液態(tài)水隨著(zhù)壓縮空氣在離開(kāi)干燥器之前被加熱而重新蒸發(fā)成為氣體。

絕大多數冷凍式空氣干燥器都需要配備顆粒預過(guò)濾器，以去除空氣中的微粒和干燥器中大量的液態(tài)水。去除微粒和液態(tài)污染物是非常重要的，原因在于這些物質(zhì)將會(huì )堵塞空氣-空氣熱交換器（用于冷卻流進(jìn)的壓縮空氣和加熱流出的壓縮空氣）。另外，干燥器配備的冷凝過(guò)濾器有助于從壓縮空氣中去除殘留的油或水氣溶膠。

現在許多冷凍式干燥器都配備有熱氣流旁通閥或所需要的控制電路。熱氣流旁通閥通過(guò)將熱冷凍劑與冷的冷凍劑混合，使空氣-冷凍劑熱交換器中的冷凍劑溫度保持恒定。配備有熱氣流旁通閥的冷凍式干燥器其冷凍劑壓縮機不會(huì )頻繁地開(kāi)啟和停機。控制電路通過(guò)加載或卸載冷凍劑壓縮機而使空氣-冷凍劑熱交換器中的壓縮空氣溫度保持恒定。上述兩種裝置都可以將干燥器中一定流量的壓縮空氣冷卻至恒定的溫度，避免過(guò)冷而導致過(guò)多的冷凝液體產(chǎn)生。

壓縮空氣離開(kāi)冷凍式空氣干燥器時(shí)的壓力凝露點(diǎn)與換熱器的效率、分離器或凝結過(guò)濾器的效率、以及適度的排水操作有關(guān)。冷凍式空氣干燥器的設計應當符合特殊的壓縮空氣流量、壓力、溫度條件的需要。水-空氣分離器或凝結過(guò)濾器的設計必須滿(mǎn)足壓縮空氣流量和壓力條件的要求。倘若進(jìn)入干燥器的壓縮空氣流量和壓力超出設計范圍，分離效果將下降，液態(tài)水就會(huì )通過(guò)分離器使干燥器出來(lái)的壓縮空氣壓力凝露點(diǎn)升高。通常情況下，氣流量高于設計值時(shí)分離器效果的降低將遠遠大于低氣流狀況時(shí)的效率降低。倘若進(jìn)入干燥器的壓縮空氣溫度高于1000F，此時(shí)空氣中所含的水蒸氣可能比干燥器所能分離的水量大很多，結果從干燥器出來(lái)的壓縮空氣達不到所要求的壓力凝露點(diǎn)。在******的設計流量、入口壓力和溫度下冷凍式干燥器出來(lái)的壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)在380F左右。

目前正在進(jìn)行的含氯氟碳化合物爭論將影響冷凍式干燥器今后的應用，多年來(lái)氟利昂一直是最主要的工業(yè)用冷凍劑。氟利昂數十年的應用說(shuō)明了它的可靠性和效用，技術(shù)人員和冷凍專(zhuān)家使用它相對較安全。為了減少氟利昂對大氣臭氧層的破壞，未來(lái)所有冷凍設備都將禁止使用氟里昂，目前仍在使用氟里昂的設備需要特殊處理，以免氟利昂的泄漏。R-22是氟利昂R-12的臨時(shí)替代品，1995年以后使用量也逐步減少，不含氟里昂的R-134a最近幾年使用較多，但2005年后也禁止使用了。另外R-134a的冷凍效用也比氟利昂R-12低30%，在冷凍效果相同的情況下，與氟利昂冷凍劑相比，采用R-134a作冷凍劑時(shí)所用冷凍設備更大，設備成本更高。目前評價(jià)R-134a冷凍設備性能的試驗方法還不多，R-134a對密封劑和潤滑劑有不利影響，因此這種冷凍設備的使用壽命由多長(cháng)尚不得而知。R-134a的毒性也沒(méi)有定論，所以必須采用有許可證的專(zhuān)用冷凍機械設備來(lái)處理。所有這些問(wèn)題都說(shuō)明今后冷凍設備的價(jià)格會(huì )提高，操作和維修成本將加大。2005年后R-134a被禁用，但尚沒(méi)有新的冷凍劑替代品開(kāi)發(fā)成功，因此現有的冷凍設備必定會(huì )被淘汰，為適應新的冷凍劑，需要購買(mǎi)新的冷凍設備。最好的建議是不要采用冷凍式空氣干燥器，直到有長(cháng)效的冷凍劑開(kāi)發(fā)成功再說(shuō)。

再生式空氣干燥器

再生式空氣干燥器可以降低壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)，它讓水蒸氣飽和的壓縮空氣流通過(guò)用干燥劑珠粒填充的容器，干燥劑可直接吸附壓縮空氣中的水蒸氣，即水蒸氣附著(zhù)在干燥劑或其他親水材料的表面。由于水蒸氣僅附著(zhù)在干燥劑表面，所以吸附的水蒸氣很容易解吸，使干燥劑再生。吸附或浸泡有水汽的材料就像海綿，隨著(zhù)水分的吸附常常伴有溶解發(fā)生，此時(shí)的干燥劑就很難再生。再生式空氣干燥器常用的干燥劑為活性氧化鋁，這是一種耐磨、柔性、多孔的親水材料。有時(shí)也可選用硅膠和分子篩材料作干燥劑（如在溫度和濕度變化較大的情況下）。干燥劑的外形為球狀珠粒，因為球形的表面積******，有利于水蒸氣的吸附。
  干燥劑通常填充在兩個(gè)相同的容器或“塔”內，再生式干燥器因此得名“雙塔”。水蒸氣飽和的壓縮空氣流進(jìn)入“在線(xiàn)”干燥塔。當一個(gè)塔在線(xiàn)干燥壓縮空氣時(shí)，另一個(gè)塔離線(xiàn)，用在線(xiàn)塔提供的干燥潔凈空氣再生。當第一個(gè)塔吸附水蒸氣達極限后，第二個(gè)塔上線(xiàn)承擔空氣干燥任務(wù)，而第一個(gè)塔離線(xiàn)進(jìn)行干燥劑再生。采用計時(shí)器電路按照規定的時(shí)間間隔控制在線(xiàn)和離線(xiàn)塔的開(kāi)關(guān)，從而使空氣干燥和干燥劑再生可連續進(jìn)行。
  通常兩個(gè)干燥塔垂直排布，壓縮空氣入口在干燥塔底部，頂部為出口，這可以借助重力的作用使液態(tài)水和油滴落到干燥塔的底部，而不與干燥劑接觸。潔凈的空氣從干燥塔頂部流向底部，與在線(xiàn)壓縮空氣的流向正相反，從而保證干燥塔出口處的干燥劑總是最干的。

只要再生式干燥器的設計得當，可以使壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)達到＋50~－1000F，絕大多數再生式干燥器都可以達到－400F的壓力凝露點(diǎn)，這對絕大多數粉末涂裝系統而言是過(guò)于干燥了。
  再生式干燥器相對比較簡(jiǎn)單，基本無(wú)故障。對大多數再生式干燥器而言，最復雜的部件就是閥和計時(shí)電路。干燥器中需要特別小心的是干燥劑，再生式干燥器用的干燥劑使用壽命一般有幾年，主要取決于壓縮空氣中所含油蒸氣的多寡。再生式干燥器中的干燥劑在吸附水蒸氣的同時(shí)也吸附油蒸氣，隨著(zhù)時(shí)間的推移，干燥劑表面被油蒸氣和油的溶膠所堵塞，而與水蒸氣相比，油蒸氣很難清除，因此干燥劑表面吸附的油蒸氣不可能經(jīng)過(guò)再生循環(huán)而完全清除，使干燥劑被污染和破壞。因此，常常在再生式干燥器的上游端配置凝結式過(guò)濾器，以去除壓縮空氣中的油蒸氣或油溶膠。油蒸氣過(guò)濾器可以安置在再生式干燥器的前端，但后冷卻器也能減少油蒸氣的量，從而延長(cháng)干燥劑的使用壽命。若干燥劑過(guò)臟而失效，則應根據生產(chǎn)商的操作程序進(jìn)行更換。

再生式干燥器的主要缺點(diǎn)是干燥劑再生所消耗的潔凈空氣量為干燥器流過(guò)空氣量的10%~20%，通常為15%，這無(wú)形中增加了壓縮機的符合，需要采用功率更大的壓縮機才能滿(mǎn)足供氣需要。另外，潔凈空氣的消耗將使系統的運行大大增加。為了減少潔凈空氣的消耗，已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功幾種新的裝置，它們均是通過(guò)感應干燥器出口壓縮空氣的壓力凝露點(diǎn)來(lái)開(kāi)關(guān)干燥塔，盡管這些裝置可以明顯節省潔凈空氣的消耗成本，但設備本身的投資很大。為了進(jìn)一步降低潔凈空氣的消耗，人們又開(kāi)發(fā)了幾種新的“無(wú)熱”再生式干燥器，其中兩種是加熱再生塔中的干燥劑（加熱式再生塔）或用外設風(fēng)機鼓風(fēng)再生干燥劑（鼓風(fēng)式再生塔）。這兩種再生塔可大大減少對潔凈空氣的消耗，但設備本身投資較大，干燥器結構也較復雜。

與冷凍式干燥器一樣，再生式干燥器也有特定的工藝參數，如進(jìn)口空氣溫度、進(jìn)口空氣壓力、入口空氣濕度、壓力凝露點(diǎn)、所需干燥的空氣量。如果干燥器的實(shí)際空氣流量小于設計流量，壓縮空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的壓力凝露點(diǎn)通常比設計的凝露點(diǎn)低，原因在于壓縮空氣與干燥劑有更多的接觸時(shí)間，可以從空氣中吸附更多的水分。反之倘若通過(guò)干燥器的實(shí)際空氣流量大于設計流量，則干燥器出來(lái)的壓縮空氣凝露點(diǎn)將升高。再生式空氣干燥器中的干燥劑通常是以疏松的狀態(tài)填充于塔內，需要根據壓縮空氣的某些參數（如通過(guò)塔體的氣流速度、與干燥劑的接觸時(shí)間）來(lái)確定塔體尺寸和干燥劑的用量。再生式干燥器的容積大小應當不會(huì )使設計流量下干燥劑發(fā)生流化，導致干燥劑珠粒相互摩擦破碎成為干燥劑粉塵。干燥劑粉塵微粒會(huì )隨氣流污染粉末涂料或噴槍。另外，干燥劑磨碎將導致使用壽命縮短，因此需要在干燥器的下游端設置顆粒過(guò)濾器，以收集從干燥劑創(chuàng )層逸散的破碎粉塵。借助柱塞式壓縮空氣向干燥劑床層加壓，使床層壓實(shí)，從而避免干燥劑流化和產(chǎn)生粉塵，并且工藝操作所需要的壓縮空氣量能夠順利通過(guò)干燥劑床層。干燥器的工況決定了壓力凝露點(diǎn)，而非用其調節流量。

每個(gè)粉末涂裝系統都有自身需要的干燥工藝要求，它決定了干燥器的選型，鑒于冷凍式干燥器的CFC爭議，未來(lái)再生式干燥器會(huì )應用更多。

過(guò)濾

為了去除壓縮空氣中的微粒、液體或水、油溶膠等，對壓縮空氣進(jìn)行過(guò)濾處理是非常必要的。另增設一道過(guò)濾處理以除去油蒸氣是需要的，這取決于壓縮空氣的處理量以及空氣中的油蒸氣含量。過(guò)濾器分為機械式分離器、微粒分離器、油蒸氣分離器等類(lèi)型。

機械式分離器是采用機械方式從空氣中分離冷凝物、液態(tài)水的裝置，主要用于壓縮空氣中含有大量水的場(chǎng)合，如后冷卻器出來(lái)的空氣或冷凍式空氣干燥器的溫度最低點(diǎn)。最常用的兩種分離器為離心式分離器和截流式分離器。離心式分離器配備有一組扇葉，當壓縮空氣經(jīng)過(guò)分離器時(shí)使其發(fā)生旋轉，將空氣中的液滴拋向容器壁，并聚集流向容器底部而排除。截流式分離器中設置有很多氣流的急轉彎，由于液滴比空氣重，氣流在急轉彎處與容器壁撞擊，使液滴聚集而流向容器底部排除。機械式分離器一般不需要維護，也不需要更換。由于分離出的大量液體和微粒都被排除，因此分離器一般不會(huì )被堵塞。

微粒分離器是捕獲壓縮空氣中固體污染物的裝置。空氣中的固體污染物包括銹、垢、塵埃、花粉和其它碎片，它們可能是在壓縮空氣系統中產(chǎn)生的，也有可能是通過(guò)壓縮機而從外界吸入系統內的。這些污染物可被纖維織物介質(zhì)所捕獲，最后堵塞過(guò)濾介質(zhì)，使通過(guò)織物介質(zhì)的壓降增加。微粒過(guò)濾器應當包含差動(dòng)壓力表（或壓力顯示器），借以說(shuō)明何時(shí)應該更換過(guò)濾介質(zhì)，當過(guò)濾器使用壽命到了也應當更換。過(guò)濾器的更換應當嚴格按照程序操作。微粒過(guò)濾器還應當配備排水裝置，以便定期排放液體。當微粒過(guò)濾器用作凝結物預過(guò)濾時(shí)，其過(guò)濾效果不必很高，但單獨用作再生式干燥器下游的微粒過(guò)濾時(shí)，則需要較高的分離效果。

凝結物過(guò)濾器是利用織物網(wǎng)絡(luò )捕獲空氣中的細小微粒和微溶膠。微溶膠粒子可以凝結成更大的液滴，并逐漸長(cháng)大，直至流向織物過(guò)濾介質(zhì)底部而被排除。凝結物過(guò)濾器應當配備過(guò)濾介質(zhì)，捕獲的固體粒子將堵塞過(guò)濾介質(zhì)，使壓降增大，此時(shí)便需要更換過(guò)濾介質(zhì)。凝結物過(guò)濾器還需要配備壓力計，借以指示何時(shí)需要更換過(guò)濾材料。另外，凝結物過(guò)濾器也應當嚴格按照設定程序，在使用壽命到了的時(shí)候加以更換。最好在凝結物過(guò)濾器的上游端設置微粒過(guò)濾器，以捕獲較大的塵埃或碎片，延長(cháng)凝結物過(guò)濾器的使用壽命。典型的凝結物過(guò)濾器應當具有較高的過(guò)濾效率，大于0.03μm的水滴或油滴均被去除，從而使處理過(guò)的壓縮空氣適用于粉末涂裝系統。由于凝結物過(guò)濾器也會(huì )捕獲固體微粒，對于0.3μm以上的微粒去除率可達99.9%。

如果油蒸氣或其它烴類(lèi)物質(zhì)對系統造成問(wèn)題，或工藝過(guò)程中無(wú)法處理油蒸氣，則可在空氣管線(xiàn)上安裝油蒸氣過(guò)濾器。在油蒸氣容易凝結的噴嘴或急彎處，油蒸氣問(wèn)題十分突出。通常電子裝置上都配備有油蒸氣過(guò)濾器，以防止精密的電子器件被油蒸氣污染。典型的油蒸氣過(guò)濾器所采用的吸附介質(zhì)為活性炭，它可以將壓縮空氣中的油蒸氣分子截獲在其表面。活性炭一般裝填在透明的容器中，當其吸附油蒸氣后顏色發(fā)生變化。油蒸氣過(guò)濾器是壓縮空氣系統中的末級過(guò)濾裝置，應當與微粒過(guò)濾器、凝結物過(guò)濾器配用，原因在于油蒸氣過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)不能處理液態(tài)油或水，也不設排放口。如果再生式空氣干燥器會(huì )被油蒸氣污染，則可在其上游設置油蒸氣過(guò)濾器，以延長(cháng)干燥劑的使用壽命。

排放

過(guò)濾器和分離器可以捕獲空氣中的液體或固體，因此應當配備排放閥門(mén)。排放閥可以將收集的液體和固體微粒排放掉，防止液體流向下游端，污染下游端的壓縮空氣系統。人工操作排放閥時(shí)，要求工人定期打開(kāi)排放閥，使污物流出過(guò)濾器。這種排放方式的缺點(diǎn)在于忘了開(kāi)啟閥門(mén)，或打開(kāi)閥門(mén)后而忘記關(guān)上，造成大量壓縮空氣的浪費。只有在系統中需要除去的液體量不大（如再生式干燥器下游端的微粒過(guò)濾器）的情況下才采用人工排放，通常情況下均采用自動(dòng)排放方式，可以實(shí)現連續式操作，日常維護工作很少。需要處理的液體量較大的過(guò)濾器和分離器都采用自動(dòng)排放方式，如壓縮空氣的一級過(guò)濾裝置、凝結物過(guò)濾器和分離器。一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)裝置是以浮動(dòng)的方式開(kāi)啟和關(guān)閉疏水閥。帶有電子計時(shí)器的自動(dòng)疏水閥可以按照規定的時(shí)間間隔自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)，讓維修人員了解何時(shí)開(kāi)啟閥門(mén)和開(kāi)啟的時(shí)間長(cháng)短。帶電子計時(shí)器的排水閥可能很貴，但值得投資。倘若排水閥按要求定期開(kāi)啟，空氣的消耗可以******限度地降低。