Изсушители и адсорбенти за изсушаване на сгъстен въздух
Сгъстеният въздух се използва във всички области на индустрията, в почти всяко предприятие. За получаване на сгъстен въздух се използва компресор, който компресира атмосферния въздух. Както знаете, въздухът, използван от компресора, е с влажност от 30 до 90%. При компресиране се освобождава излишната влага. Попадането на такова количество влага в оборудването може да доведе до корозия на отделни части от инсталацията и повреда на операционната система като цяло, което води до принудителен престой на предприятието и разходите за значителни суми за ремонт на повредено оборудване. Следователно, много важна стъпка при работа с пневматично оборудване е подготовката на сгъстен въздух, т.е. неговата сухота.
За всяка област на промишлеността международно приетият стандарт DIN ISO 8573-1 определя количественото описание на допустимото съдържание на влага в сгъстения въздух. Въз основа на данните, посочени в ISO, може да се каже, че изсушаването на сгъстен въздух до клас 4 (точка на оросяване +30°C) гарантира липсата на конденз във въздушната система, докато сгъстеният въздух се охлади до +30°C. Сгъстеният въздух се използва във всички области на индустрията, в почти всяко предприятие. За получаване на сгъстен въздух се използва компресор, който компресира атмосферния въздух. Както знаете, въздухът, използван от компресора, е с влажност от 30 до 90%. При компресиране се освобождава излишната влага. Попадането на такова количество влага в оборудването може да доведе до корозия на отделни части от инсталацията и повреда на операционната система като цяло, което води до принудителен престой на предприятието и разходите за значителни суми за ремонт на повредено оборудване. Следователно, много важна стъпка при работа с пневматично оборудване е подготовката на сгъстен въздух, т.е. неговата сухота. (Вижте таблица 1)
Таблица 1 Класове на чистота съглDIN ISO 8573-1:2001
Съдържанието на твърди примеси, бр / м³, не повече
Налягане на оросяване под налягане, °C, не по-високо
Съдържание масло, mg/m³, не повече
Клас 0 запазен за по-високи изисквания, договаря се специално
Трябва да се отбележи, че изсушаването на сгъстен въздух до клас 3 (точка на оросяване -20°C в климатичните условия на България не е достатъчно за защита на въздушната система. Този клас е по-подходящ за страни с по-меки климатични условия, например Западна Европа. Като се има предвид климатът, в индустриализираната територия на България, трябва да се отбележи специалното значение на 2-ри и 1-ви класове. (Точка на оросяване -40°C и -70°C, съответно).
Има няколко вида сушилни за сгъстен въздух. Според принципа на действие те се разделят на два основни типа: хладилни и адсорбционни. Принципът на работа на хладилните сушилни е същият като в конвенционален хладилник или климатик. Те използват фреон като хладилен агент. Влагата, съдържаща се в сгъстения въздух, се кондензира и отстранява. Най-честата точка на оросяване в такава сушилня е +3°C.
Основният недостатък на такава сушилня е ограничената способност за понижаване на температурата на точката на оросяване.
За надеждна защита на пневматичната система на предприятията е необходимо да се използват адсорбционни изсушители, които позволяват да се получи точка на оросяване на сгъстен въздух от -20, -40, -70 ° C и по-ниска.
Принципът на работа на адсорбционния изсушител е показан на фигурата.
 |  |
Сушилнята се състои от два адсорбера (кули), пълни с адсорбент и фиксирани върху рамка. Сгъстеният въздух е замърсен с твърди частици, кондензат и маслени капчици.
Първо, сгъстеният въздух преминава през микрофилтър,който премахва твърди и течни частици до 0,01 микрона.
След филтриране 100% наситен сгъстен въздух постъпва в долния блок за управление (1), откъдето се насочва към един от адсорберите (А). За да се осигури правилно разпределение в адсорберите, адсорбентът се задържа на място от самопочистваща се мрежа. По време на фазата на адсорбция влагата, съдържаща се в сгъстения въздух, се абсорбира от адсорбента. След това сух и чист въздух се подава към горния блок за управление (поз. 5/6).
По това време адсорбер В се регенерира. Това се постига чрез преминаване на малка струя изсушен въздух през дюза, където той се разширява до атмосферен въздух и преминава през контейнер B отгоре надолу (точка 7). Разширяването до атмосферно налягане позволява на изсушения въздух да пренася влагата към основата на кутия B. След това въздухът преминава през изпускателния клапан (4) и шумозаглушителя (8).
Преходът от един адсорбер към друг се осигурява от контролиран цикъл. След предварително определен период от време изпускателният клапан 4 се затваря. Това позволява налягането в адсорбер B да изравни налягането в адсорбер A. Главният клапан на адсорбера се затваря, след което въздухът навлиза във вече регенерирания адсорбер B (позиция 3). По това време изпускателният клапан на адсорбер А се отваря, което води до намаляване на налягането и започване на процеса на регенерация.
Когато обработеният въздух преминава през адсорбера, в него могат да попаднат твърди частици от адсорбента, които са опасни за крайните потребители. За улавянето им на изхода на адсорбера е необходимо да се монтира още един филтър със степен на филтрация 1 микрон.
На практика се използват два метода за възстановяване на адсорбента: студена и гореща регенерация.
По време на студена регенерация част от сухия сгъстен въздух протичасе изпраща в съд с адсорбент, където абсорбира и отстранява влагата. Този въздух е отработен въздух и вече не се връща в системата. Ето защо при проектирането на пневматична система сушилнята се взема предвид като допълнителен консуматор на сгъстен въздух. Редуващите се цикли на регенерация са с продължителност от 3 до 10 минути.
Конструкцията на сушилните със студена регенерация е здрава и проста и те могат да бъдат проектирани да постигат по-ниски (до 80°C) точки на оросяване от сушилните, използващи възстановяване на горещ сушител. Те обаче изискват голям обем сгъстен въздух, което води до по-високи експлоатационни разходи. Обикновено регенерирането на десиканта изразходва около 15% от номиналния капацитет на сушилня за студена регенерация, което прави такива агрегати изключително скъпи за работа.
Горещата регенерация използва горещ въздух за изсушаване на десиканта. Десикантните сушилни с гореща регенерация обикновено имат собствена система за пречистване на десикант, специално за елиминиране на потреблението на сгъстен въздух от компресора. Този процес, в зависимост от вида на адсорбента, изисква температура от 150 до 300°C. Горната граница на използване на сушилни с гореща регенерация е 40-45°C. Адсорбентът може да издържи от 2000 до 4000 цикъла на регенерация. Интервалът между автоматичните цикли на регенерация е от 4 до 8 часа.
В резултат на това, когато се използват сушилни с гореща регенерация, поради липсата на загуби на сгъстен въздух, е възможно да се избере компресор с по-малък капацитет и единствените загуби ще бъдат загубите при нагряване на въздуха по време на регенерация, което прави системата много евтина за работа.
Кои (или кои) от тези видове адсорбенти се използватв конкретен влагоуловител на конкретен производител зависи до голяма степен от обективни фактори (тип регенерация, необходима температура на точка на оросяване, температура и налягане и др.), и в по-малка степен от предпочитанията и целите на производителя. Обаче обикновено студено регенерираните сушилни със сгъстен въздух използват или активиран двуалуминиев оксид, или горещо регенерирани молекулярни сита - влагоустойчив силикагел в долната част на адсорбента и нормален в горната част.
Ако се изисква точка на оросяване над -40°C, обикновено се използва активиран алуминиев оксид. В случай, че се изисква точка на оросяване под -40°C, се препоръчва използването на NaA зеолит.
Както е известно, силикагелът бързо се разлага, когато е изложен на капка влага, което трябва да се има предвид при използването му в адсорбенти от този тип. Ако изборът все още пада върху използването на силикагел в адсорбера, тогава в долния (челен) слой е необходимо да се използва водоустойчив силикагел, а останалата част от адсорбера да се напълни с обикновен силикагел KSMG.
Адсорбционните сушилни се използват в индустрии като: опаковане, раздуване на PET, стъкло, включително бутилиране, електроцентрали, бояджийски заводи, стоматология, други лаборатории, включително медицински и химически, контролно и измервателно оборудване, конвейери, машини с ЦПУ, фармацевтични продукти, автомобилна индустрия, производство с използване на лазери, оборудване за пръскане и това не е пълен списък с приложения.
1. Стандарт за качество на сгъстен въздух DIN ISO 8573-1:2001. 2. Келцев Н.В. "Основи на адсорбционната технология", 2-ро издание, М., 1984 г. 3. Лисяков Н.Н., Денисенко И.П. "ИЗСУШАВАНЕ НА СГЪСТЕН ВЪЗДУХ", 1-ва Интернет конференция "На ръба на науката - 2012", Балаково,България. 4. Н.И. Родина, И.М. Рябинина, Н.С. Шевцова, В.И. Юриева „Оптимизиране на технологията за изсушаване на въздуха в промишлени агрегати УОВ-30, УОВ-100 с използване на природен зеолит”, Фосфорит АД, Кингисеп.