Osuszacze adsorpcyjne i próżniowe: zasada działania i zastosowanie
- Szczegóły
Osuszanie sprężonego powietrza jest kluczowym procesem w wielu gałęziach przemysłu. Woda i wilgoć zawarte w sprężonym powietrzu mogą powodować korozję, zatykanie narzędzi pneumatycznych, awarie urządzeń oraz w efekcie wpływać na obniżenie jakości końcowych produktów.
Zagrożenia związane z wilgotnym sprężonym powietrzem
Sprężone powietrze, które jest wilgotne, niesie ze sobą ryzyko wprowadzenia wody do systemów pneumatycznych i innych urządzeń. Obecność wilgoci w sprężonym powietrzu może prowadzić do wielu problemów, takich jak:
- Korozja rur i zbiorników magazynujących
- Uszkodzenie narzędzi pneumatycznych i innych urządzeń
- Zanieczyszczenie produktów końcowych, szczególnie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym
- Zmniejszenie efektywności i niezawodności całego systemu pneumatycznego
Metody osuszania sprężonego powietrza
Istnieje kilka głównych metod osuszania sprężonego powietrza, które różnią się zasadą działania, efektywnością oraz kosztami eksploatacji. Do najczęściej stosowanych metod należą:
- Osuszanie chłodnicze (ziębnicze, kondensacyjne)
- Osuszanie adsorpcyjne
- Osuszanie membranowe
- Osuszanie chemiczne
- Osuszanie za pomocą pochłaniaczy wilgoci
Osuszacze adsorpcyjne: zasada działania
Osuszacze adsorpcyjne to urządzenia, które skutecznie usuwają wilgoć ze sprężonego powietrza, osiągając znacznie niższe temperatury punktu rosy niż tradycyjne osuszacze. Działa na zasadzie adsorpcji, czyli wiązania cząsteczek wody na powierzchni specjalnego materiału.
W ich wypadku osuszanie następuje w procesie adsorpcji. Jest ona możliwa dzięki higroskopijnym właściwościom materiału osuszającego. Adsorbuje on wilgoć ze sprężonego powietrza na swojej porowatej powierzchni.
Przeczytaj także: TTK - Osuszacze powietrza dla budownictwa: Co warto wiedzieć?
Osuszacze adsorpcyjne oparte są na niezwykle prostym działaniu. Konstrukcja urządzenia składająca się najczęściej ze zbiorników z desykantami, czyli substancjami osuszającymi.
Dzięki temu znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, gdzie wymagana jest wysoka jakość powietrza, np. w branżach farmaceutycznej, spożywczej, elektroniki, czy tam, gdzie procesy są szczególnie wrażliwe na wilgoć i zanieczyszczenia.
Osuszacze adsorpcyjne charakteryzują się wysoką wydajnością przy normalnej zewnętrznej wilgotności powietrza. Wyróżniają się wyjątkową skutecznością w niskich temperaturach.
Osuszacze adsorpcyjne składają się z dwóch zbiorników, które pracują naprzemiennie. Sprężone powietrze przemieszcza się w górę jednej z wież, podczas gdy druga wieża jest regenerowana przez strumień suchego powietrza. Proces ten jest automatycznie odwracany.
Jeden ze zbiorników osusza sprężone powietrze. W drugim w tym czasie następuje regeneracja złoża osuszającego (desorpcja). Zbiorniki osuszacza adsorpcyjnego połączone są rurociągami z automatycznymi zaworami. Niektóre osuszacze są dodatkowo wyposażone w dmuchawy i grzałki elektryczne. Nad całym procesem czuwa elektroniczny układ sterowania.
Przeczytaj także: Leroy Merlin osuszacze przemysłowe - opinie użytkowników
Aktywowana glinka pochłania wilgoć proporcjonalnie do jej wagi oraz okoliczności pracy. Cykl osuszania powietrza odwraca się w normalnych warunkach co 10 minut.
Po fazie adsorpcyjnej następuje faza rozprężania oraz regeneracji. Porcja suchego powietrza o wielkości od 7% do 15% jest pobierana z pracującej wieży osuszacza i jest kierowana do drugiej wieży w celu regeneracji.
Aby usunąć wilgoć z materiału osuszającego, należy okresowo przeprowadzić proces desorpcji. Jest on realizowany za pomocą osuszonego sprężonego powietrza lub ciepłego powietrza atmosferycznego.
Trzy tryby pracy:
- Standardowy
- Oszczędzający energię
- Tryb pracy
Zasady eksploatacji osuszaczy adsorpcyjnych
- Stosowane do osuszania powietrza w zamkniętych pomieszczeniach
- Konieczność stosowania możliwie najkrótszej instalacji kanałów
- Konieczność stosowania kanałów ze stali nierdzewnej
- Brak zakrycia wlotu oraz wylotu powietrza z osuszacza
- Możliwość instalacji osuszacza w pomieszczeniu osuszanym oraz poza nim
Osuszacze adsorpcyjne serii KM firmy ZANDER
W osuszaczach adsorpcyjnych serii KM firmy ZANDER powietrze przepływa z dołu do góry poprzez odporny na wodę środek suszący w kolumnie adsorpcyjnej (A). Środek suszący kumuluje przenoszoną wilgoć. W kolumnie (B) odbywa się regeneracja. Zmagazynowaną wilgoć usuwa zawór wylotowy (2) znajdujący się w płycie rozdzielającej oraz tłumik (5).
Przeczytaj także: Peltier - czy osuszanie działa?
Sterowanie Variotronic lub zmodyfikowane sterowanie standardowe zapewnia maksymalną ekonomiczność i niezawodność eksploatacji.
Ważne aspekty eksploatacji osuszaczy adsorpcyjnych
Osuszacze adsorpcyjne są niezwykle skuteczne w usuwaniu wilgoci w postaci pary, ale nie płynów. Dlatego ważne jest, aby osuszacz adsorpcyjny chronić przed taką sytuacją. Szczególnie gdy w sieci sprężonego powietrza występują duże ilości wody w postaci ciekłej. Dobrym rozwiązaniem może być separator cyklonowy (odśrodkowy) wilgoci z automatycznym zaworem spustowym.
Wstępna filtracja przed osuszaczem jest niezbędna, aby chronić środek osuszający przed resztkami olejowymi. Nieusunięte, mogą powlekać środek osuszający i zapobiegać jego poprawnej pracy. Co więcej, po zanieczyszczeniu olejem, wsad osuszacza musi zostać poddany wymianie, która jest kosztowna i czasochłonna.
Kluczowa jest różnica ciśnień generowana na filtrach. Należy pamiętać, aby wymienić wkład filtra, gdy spadek ciśnienia przekroczy dopuszczalne granice. Profesjonalne filtry są wyposażone w manometry różnicowe. Jeśli nie ma manometru, należy wymienić wkłady zgodnie z harmonogramem. Jest to znacznie tańsze niż koszty wymiany środka osuszającego czy usuwanie skutków wilgotnego sprężonego powietrza.
Ponadto należy regularnie kontrolować spusty pod filtrami pod kątem prawidłowego działania.
Ponadto z biegiem czasu ulega zniszczeniu w wyniku tarcia. Jest to skutek przepływającego sprężonego powietrza w jednym kierunku, a następnie w drugim (regeneracja). Gdy z czasem środek osuszający ulega zużyciu, ma mniejszą powierzchnię przyciągającą wilgoć. Jego struktura ulega również rozkładowi, generując pył.
Celem sprawdzenia jakości można okresowo pobierać próbki środka osuszającego. Zwykle na każdym zbiorniku znajdują się króćce do wymiany środka osuszającego. Można je wykorzystać do pobrania próbek. Środek osuszający warto ocenić pod kątem prawidłowego rozmiaru oraz przebarwień wskazujących na zanieczyszczenie olejem.
Wskazana jest również okresowa kontrola ciśnieniowego punktu rosy za osuszaczem. Często jest on już wyposażony w taki czujnik. Można również wykorzystać do tego celu urządzenie przenośne. Należy je podłączyć do króćca za osuszaczem. Pomiary punktu rosy powinny być wykonane wielokrotnie i najlepiej w różnych odstępach czasu.
Bezpośrednio za osuszaczem powinien znajdować się filtr przeciwpyłowy/cząstek stałych. Jego zadaniem jest wychwytywanie pyłu ze środka osuszającego. Idealnie, jeśli jest on wyposażony w manometr różnicowy. Konieczne jest częste sprawdzanie generowanego przez filtr spadku ciśnienia. Zatkany wkład filtra cząstek stałych ogranicza przepływ osuszonego sprężonego powietrza. Należy koniecznie wymienić wkład filtra, gdy spadek ciśnienia przekroczy dopuszczalne granice.
Prawidłowe działanie zaworów ma kluczowe znaczenie dla działania osuszacza adsorpcyjnego. Aby zapewnić ich prawidłowe działanie, należy serwisować je zgodnie z zaleceniami producenta. Należy szczególnie zwracać uwagę na ciśnienie na zbiornikach. Niepokojące jest wyższe niż normalnie ciśnienie na zbiornikach podczas cyklu desorpcji. Podobnie nadmierny spadek ciśnienia na osuszaczu w trakcie pracy. Może to wskazywać na nadmierne wycieki sprężonego powietrza z zaworów.
Warto kontrolować tłumiki pod kątem nadmiernej ilości pyłu środka osuszającego. Jego obecność w tłumikach wskazuje na awarię środka osuszającego. Niezbędne jest również kontrolowanie przewodu odpowietrzającego pod kątem drożności i nadmiernego spadku ciśnienia.
W przypadku osuszaczy regenerowanych gorącym powietrzem należy sprawdzać działanie i ustawienia temperatury termostatu. W ten sposób można uniknąć przepalenia elementu grzejnego. Osuszacze regenerowane gorącym powietrzem do tego celu wykorzystują dmuchawy. Należy pamiętać, że silniki wentylatorów mające zewnętrzne punkty smarownicze (kalamitki) wymagają regularnego smarowania łożysk silnika.
Podsumowanie zalet i wad osuszaczy adsorpcyjnych
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Skuteczność w usuwaniu wody i pary wodnej ze strumienia spr. powietrza (nawet do ciśnieniowego punktu rosy -70°C) | Wyższe koszty inwestycji, eksploatacji i serwisu w porównaniu do osuszaczy chłodniczych |
| Wysoka efektywność osuszania w porównaniu z innymi metodami stosowanymi w technice | Wymaga regularnej wymiany adsorbentu (co kilka lat) |
| Możliwość osuszania powietrza do bardzo niskiego poziomu bezwzględnej resztkowej zawartości wilgoci | Wyższe zużycie energii w trybie regeneracji „na gorąco” |
| Wrażliwość na obecność oleju w osuszanym powietrzu | |
| Większe wymagania dotyczące filtracji (wymagane filtry wstępne oraz filtr końcowy cząstek stałych) | |
| Straty spr. powietrza na regenerację adsorbentu (osuszacze regenerowane „na zimno”) wynikające z zasady działania |
Zastosowanie osuszania adsorpcyjnego
Osuszacze adsorpcyjne są stosowane jako osuszacze centralne lub lokalnie do zasilania wybranych urządzeń w aplikacjach wymagających bardzo suchego powietrza, takich jak przemysł farmaceutyczny, produkcja elektroniki, zakłady chemiczne oraz w systemach, gdzie powietrze musi być wolne od wilgoci nawet w bardzo niskich temperaturach.
Znajdują zastosowanie w zastosowaniach, gdzie sprężone powietrze używane jest w niskich temperaturach otoczenia (np. przemysł spożywczy) lub instalacja sprężonego powietrza prowadzona jest np. na zewnątrz pomieszczeń - między budynkami (zima - zagrożenie zamarzaniem elementów rurociągu).
tags: #osuszacze #absorpcyjne #i #próżniowe #zasada #działania
