Компрессорные станции и установки. Часть 2. Методы очистки газа на компрессорных станциях

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
 

 

 

 

И.В. Автономова 
 
 
Компрессорные станции и установки 
 
Часть 2. Методы очистки газа  
на компрессорных станциях 
 

Рекомендовано Научно-методическим советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 
по курсу «Компрессорные станции и установки» 

Москва 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2011 

УДК 621.5(075.8) 
ББК 31.7 
        А18 

Рецензенты: В.Н. Соллогуб, А.В. Чернышев 

Автономова И. В.  
А18 
Компрессорные станции и установки: учеб. пособие. – Ч. 2 : 
Методы очистки газа на компрессорных станциях. М. – : Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 61, [3] с. : ил. 

 

Рассмотрены вопросы подготовки сжатого газа перед подачей 
потребителю и подбора ресиверов на компрессорных станциях общего назначения.  
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Вакуумная и компрессорная техника физических установок». 

                                                                                                 УДК 621.5(075.8) 
                                                                                    ББК 31.7 

 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Широкое распространение компрессорных станций общего назначения вызвано тем, что сжатый газ повсеместно используется 
как источник энергии практически во всех областях народного хозяйства. Соответственно требования к качеству сжатого воздуха 
чрезвычайно разнообразны. В пособии рассмотрены вопросы, связанные с очисткой и осушкой воздуха на всасывании, после ступеней сжатия, на нагнетании и при подаче потребителю, приведены 
конструкции и методы подбора влагомаслоотделителей, фильтров, 
рассмотрены вопросы осушки воздуха охлаждением и адсорбцией. 
Даны рекомендации по подбору фильтров и осушителей для получения воздуха требуемого качества.  
Отдельная глава посвящена проектированию и подбору воздухосборников (ресиверов). 

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 

КС – компрессорная станция 
КУ – компрессорная установка 
МЗ – машинный (компрессорный) зал 
ВЗУ – воздухозаборное устройство 

ВВЕДЕНИЕ 

Газ, производимый на КС, проходит три стадии очистки: 
1) всасываемый в компрессоры – от пыли в воздушных фильтрах; 
2) после каждой ступени сжатия и на нагнетании – от механических примесей, воды и масла в водомаслоотделителях, фильтрах 
и охладителях; 
3) сжатый перед подачей потребителю – во всевозможных 
фильтрах, холодильных машинах, адсорберах и абсорберах. 
Промышленные газы и воздух, содержащие взвешенные твердые и (или) жидкие частицы, представляют собой системы, состоящие из непрерывной (дисперсионной) и дисперсной фаз. Дисперсионной фазой в данном случае являются газы, дисперсной – 
твердые частицы и (или) капельки жидкости. Подобные двухфазные системы получили название аэрозолей, их принято подразделять на пыли, дымы, туманы и капельную аэрозоль. 
Пыли состоят из твердых частиц, диспергированных в газообразной среде в результате механического измельчения твердых тел 
в порошки. Пыли – полидисперсные, малоустойчивые системы с 
размером частиц от 5 до 50 мкм. 
Дымы представляют собой аэрозоли, состоящие из частиц с 
малым давлением пара и с малой скоростью седиментации (осаждения). К дымам относят аэрозоли, образующиеся при возгонке и 
конденсации паров, а также в результате химических и фотохимических реакций. Размер частиц в дымах – от 5 до 0,1 мкм. 
Туманы – аэрозоли, в которых дисперсной фазой являются 
жидкие частицы диаметром менее 5 мкм. В туманах могут содержаться растворенные вещества или твердые частицы. Туманы 
обычно образуются в результате конденсации паров или при распылении жидкости в газовой среде. 
При диаметре частиц дисперсной фазы более 5 мкм имеем капельную аэрозоль. 

1. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ 

Для осаждения частиц используют следующие механизмы [1]. 
– Гравитационное осаждение (седиментация) происходит под 
действием силы тяжести, при этом частица падает вертикально. 

– Инерционное осаждение происходит, когда масса частицы 
или скорость таковы, что она не может следовать по линии тока, с 
газом, огибающим препятствие, а продолжает двигаться по инерции, ударяется о препятствие и оседает на нем. 
– Осаждение под действием центробежной силы происходит 
при криволинейном движении аэродисперсного потока, когда центробежные силы таковы, что в состоянии отбросить частицы на 
поверхность аппарата.  
– Зацепление (эффект касания) происходит, когда расстояние 
частицы, движущейся с газовым потоком, от обтекаемого тела 
равно или меньше ее радиуса. 
– Диффузионное осаждение происходит, когда мелкие частицы испытывают непрерывное воздействие молекул газа, находящихся в броуновском движении, в результате которого возможно 
осаждение этих частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата. 
Помимо указанных механизмов осаждения можно перечислить 
и другие, например, электрическое, термофорез, диффузиофорез, 
воздействие магнитного поля, но они не рассматриваются, так как 
в компрессорной технике не применяются. 
На КС для очистки газов в основном используют механические 
устройства, в которых улавливание частиц осуществляется гравитационным, инерционным осаждением, осажденим под действием 
центробежных сил и фильтрацией. Фильтрация – процесс разделения аэрозолей при их движении через пористые перегородки. Устройство фильтрации называется фильтром. Фильтрация происходит 
посредством зацепления и диффузионного осаждения. 
Пористые перегородки изготовляют из различных материалов 
и условно разделяют на следующие типы [1]: 
– гибкие пористые перегородки: 
а) тканые материалы из природных, синтетических и минеральных волокон; 
б) нетканые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); 
в) ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры). 
– полужесткие пористые перегородки –  слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных конструкциях или 
зажатые между ними. 

– жесткие пористые перегородки: 
а) зернистые материалы (пористая керамика и пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, стекла, углеграфитовые материалы); 
б) волокнистые материалы (отформованные слои из стеклянных и металлических волокон); 
в) металлические сетки и перфорированные листы. 
– зернистые слои: 
а) неподвижные, свободно насыпанные материалы; 
б) периодически или непрерывно перемещающиеся материалы; 
в) псевдоожиженные гранулы или порошки. 
При выборе пористой перегородки учитывается температура, 
давление и влажность газового потока, а также размеры, концентрация и физико-химические свойства улавливаемых частиц, требуемое значение остаточной загрязненности, стоимость очистки и 
возможность регенерации продуктов. 

2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОЧИСТКИ ГАЗОВ 

Системы очистки должны отвечать заданным условиям: 
– обеспечивать эффективность очистки и расход; 
– иметь достаточно продолжительный срок службы без замены 
фильтрующих элементов; 
– быть надежными в эксплуатации; 
– не вносить загрязнений в поток газа; 
– иметь небольшое сопротивление; 
– содержать устройство для удаления твердых частиц, воды и 
масла; 
– быть механически прочными и герметичными; простыми в 
обслуживании (замене), компактными и дешевыми. 

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ОЧИСТКИ 

Основными характеристиками фильтров являются: эффективность , которую также иногда называют коэффициентом 
полезного действия (% или доля); начальное сопротивление Н 
(Па); пылеемкость Мф (кг/м2); гидравлическое сопротивление Δр