自然界中的空气并非绝对干燥,内部始终混杂着一定量的气态水蒸气,这是空气的常规组成部分。常压常温状态下,水蒸气均匀分散在空气中,不会凝结成液态水,因此我们无法直接观察到水分。
在空分作业中,空气首先经过空压机压缩。空气被压缩后,体积大幅缩小,单位空间内的水蒸气密度急剧增大。同时,空气的饱和含水量会随压力升高发生变化,高压状态下,空气容纳水汽的上限趋于固定,当水汽含量超过该压力对应的饱和值,空气就达到过饱和状态,具备了析水基础。
空气压缩过程会产生大量热量,高温环境能暂时提升空气容水能力,延缓水汽液化。因此压缩后的高温空气需经过冷却系统降温。随着温度不断降低,空气容纳水蒸气的能力会大幅下降,这是水汽凝结的核心因素。原本空气中多余的气态水蒸气无法继续留存,便会发生相变,从气态凝结为液态水珠,最终从空气中析出。
这也是空分工艺流程中必须配置疏水、干燥装置的原因,及时去除析出的水分,可防止水分进入后续低温设备,避免结冰堵塞管道、损坏机组,保障空分系统稳定运行。
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