Żel krzemowy jako skuteczny osuszacz powietrza: zasada działania i zastosowanie
- Szczegóły
Czy wiesz, że całe powietrze atmosferyczne zawiera pewną ilość pary wodnej? Podczas procesu jego sprężania wzrasta wiele kluczowych parametrów. To między innymi temperatura sprężonego powietrza i ilość pary wodnej na jednostkę objętości, czyli ciśnieniowy punkt rosy. Aby uniknąć problemów z konfiguracją sprężarki powietrza w przyszłości, ważne jest, aby uzdatnić to wilgotne powietrze.
W tym artykule omówimy działanie osuszaczy absorpcyjnych oraz osuszaczy adsorpcyjnych/desorpcyjnych, kluczowych urządzeń w procesie osuszania powietrza. Przyjrzymy się bliżej zasadzie działania osuszaczy adsorpcyjnych, w tym tych wykorzystujących żel krzemowy.
Co to jest osuszanie absorpcyjne?
Osuszanie absorpcyjne to proces chemiczny, w którym para wodna wiąże się z materiałem absorpcyjnym. Materiał absorpcyjny może być stały lub ciekły. Często stosuje się chlorek sodu i kwas siarkowy, co oznacza, że warto wziąć pod uwagę możliwość korozji. Metoda ta jest nietypowa i wymaga dużego zużycia materiałów chłonnych. Charakterystyczne dla tej metody jest intensywne wykorzystanie materiałów absorbujących oraz ograniczona efektywność w zakresie redukcji punktu rosy.
Co to jest osuszacz adsorpcyjny?
Ogólna zasada działania osuszaczy powietrza sorpcyjnego jest prosta. Wilgotne powietrze przepływa przez materiał higroskopijny (typowe materiały to żel krzemionkowy, sita molekularne i aktywowany tlenek glinu) i wysycha. Adsorbent stopniowo nasyca się adsorbowaną wodą, co wymaga regularnej regeneracji, aby zachować efektywność osuszania. Dlatego ważne jest, aby regularnie regenerować środek osuszający, aby odzyskać jego zdolność suszenia.
W tym celu osuszacze powietrza adsorpcyjnego są zazwyczaj wyposażone w dwa naczynia osuszające. Pierwszy zbiornik osusza doprowadzane sprężone powietrze, podczas gdy drugi regeneruje (podobnie jak generator azotu). Typowy punkt rosy pod ciśnieniem (PDP) tych osuszaczy wynosi -40°C, dzięki czemu nadają się one do dostarczania bardzo suchego powietrza.
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
Metody regeneracji w osuszaczach adsorpcyjnych
Istnieją cztery główne metody regeneracji, z których każda ma swoje specyficzne zastosowania i korzyści.
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na zimno
W osuszaczach adsorpcyjnych regenerowanych na zimno, regeneracja odbywa się przez bezpośrednie przepuszczenie przez adsorbent części sprężonego powietrza, które zostało wcześniej osuszone. To powietrze spustowe pochłania wilgoć z adsorbentu, efektywnie go regenerując. Metoda ta jest najbardziej efektywna w systemach o mniejszych przepływach powietrza, gdzie minimalizacja zużycia energii jest priorytetem.
Zalety: Niskie koszty inwestycyjne i prostota konstrukcji.
Wady: Wyższe koszty operacyjne ze względu na zużycie części osuszonego sprężonego powietrza do regeneracji.
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na ciepło
Ta metoda polega na podgrzewaniu powietrza spustowego przed jego wprowadzeniem do adsorbentu. Ciepło ułatwia desorpcję wilgoci, zwiększając efektywność regeneracji. Idealne dla średnich do dużych przepływów powietrza, gdzie oszczędność energii i zmniejszenie zużycia powietrza sprężonego są ważne.
Przeczytaj także: Osuszacz powietrza WABCO - wszystko, co musisz wiedzieć
Zalety: Znacząco niższe zużycie powietrza sprężonego do regeneracji w porównaniu z osuszaczami adsorpcyjnymi regenerowanymi na zimno oszczędność energii.
Wady: Wyższe koszty początkowe i konieczność stosowania systemów grzewczych.
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane dmuchawą
W tej metodzie powietrze z otoczenia jest dmuchane przez grzałkę elektryczną, a następnie przeprowadzane przez nasączony wilgocią adsorbent. Ciepło powietrza ułatwia desorpcję wilgoci. Efektywne dla wszystkich rozmiarów przepływów, szczególnie tam, gdzie dostępne jest niskokosztowe źródło energii elektrycznej.
Zalety: Brak konieczności zużywania osuszonego powietrza sprężonego do regeneracji, co przekłada się na oszczędność energii.
Wady: Potrzeba elektrycznego źródła ciepła i związane z tym koszty eksploatacyjne.
Przeczytaj także: Instalacje sprężonego powietrza 12 bar: ochrona przed korozją
Osuszacze adsorpcyjne HOC (Heat of Compression)
Wykorzystują ciepło generowane w procesie sprężania powietrza do regeneracji adsorbentu. Ciepło sprężonego powietrza, zamiast być marnowane, jest kierowane bezpośrednio do osuszacza, gdzie regeneruje adsorbent. Najlepiej sprawdzają się w systemach, gdzie ciągły proces sprężania i osuszania zachodzi równolegle, idealne dla kompresorów bezolejowych.
Zalety: Bardzo niskie lub zerowe dodatkowe zużycie energii do regeneracji, wykorzystanie “odpadowego” ciepła.
Wady: Ograniczone do systemów, gdzie występuje ciągły, stały przepływ powietrza, i kompatybilnych z ciepłem generowanym przez kompresory.
Tabela porównawcza metod regeneracji osuszaczy adsorpcyjnych
| Typ Osuszacza | Zasada Działania | Zastosowanie | Zalety | Wady |
|---|---|---|---|---|
| Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na zimno | Regeneracja przez bezpośrednie przepuszczenie części sprężonego powietrza. | Mniejsze przepływy powietrza. | Niskie koszty inwestycyjne, prostota konstrukcji. | Wyższe koszty operacyjne. |
| Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na ciepło | Podgrzewanie powietrza spustowego przed wprowadzeniem do adsorbentu. | Średnie do dużych przepływów powietrza. | Znacząco niższe zużycie powietrza sprężonego, oszczędność energii. | Wyższe koszty początkowe, konieczność stosowania systemów grzewczych. |
| Osuszacze adsorpcyjne regenerowane Dmuchawą | Powietrze z otoczenia dmuchane przez grzałkę i przeprowadzane przez adsorbent. | Wszystkie rozmiary przepływów, dostępne niskokosztowe źródło energii elektrycznej. | Brak zużycia osuszonego powietrza sprężonego, oszczędność energii. | Potrzeba elektrycznego źródła ciepła, koszty eksploatacyjne. |
| Osuszacze adsorpcyjne HOC (Heat of Compression) | Wykorzystanie ciepła generowanego w procesie sprężania powietrza do regeneracji. | Kompresory bezolejowe, ciągły przepływ powietrza. | Minimalne zużycie energii, wykorzystanie ciepła sprężonego powietrza. | Ograniczone do systemów z ciągłym przepływem powietrza. |
Przed osuszaniem adsorpcyjnym należy zawsze zadbać o zagwarantowane oddzielenie i odprowadzenie wody kondensacyjnej. W większości przypadków po osuszeniu adsorpcyjnym wymagane jest użycie filtra cząstek stałych.
tags: #żel #krzemowy #osuszacz #powietrza #przepływowy #zasada
