На многих промышленных производствах к влажности воздуха предъявляются повышенные требования. Для качественной работы современного оборудования необходим сжатый воздух без конденсата и с низкой точкой росы. Обеспечить такие условия позволяет адсорбционный осушитель — специальный прибор, предназначенный для поддержания уровня влажности воздуха.
Требования к уровню влажности
Влага является неотъемлемой составляющей воздушных масс, но её уровень бывает разным. Есть помещения, в которых высокая влажность очень важна. Например, в теплицах, оранжереях, банях и т. д. Но очень часто лишняя влага оказывает отрицательный эффект. Она негативно действует на здоровье человека, состояние книг и мебели, способствует образованию болезнетворных грибков и плесени.
Работа высокоточной техники также несовместима с высокой влажностью. От её воздействия возникает коррозия материалов, из-за которой выходят из строя соленоидные клапаны, пневматические приборы, используемые в разных сферах.
Пыль и прочие содержащиеся в воздухе вещества попадают внутрь оборудования, что приводит к его поломке, требующей дорогостоящего ремонта. Избежать этих проблем помогут осушители сжатого воздуха адсорбционного типа. Эти приборы, способные эффективно удалять избыточную влагу, присутствующую в воздухе, нашли применение в медицинской сфере, пищевой области и электронной промышленности.
При транспортировке сыпучих гигроскопичных веществ также используется осушительное вещество в виде геля, способное хорошо адсорбировать жидкость. Чтобы сохранить эффективность такого геля, его свойства должны регулярно восстанавливаться.
Делается это с помощью двух контейнеров. В одном происходит регенерация вещества, в другом — сушка.
Влажность связана с таким понятием, как точка росы. Этим термином обозначается уровень, до которого должна снизиться температура воздуха, чтобы имеющийся в ней водяной пар достиг состояния насыщения и началась его конденсация. Точка росы находится в прямо пропорциональной зависимости от относительной влажности воздуха.
В местностях, для которых характерны очень низкие показатели зимней температуры, воздух, транспортирующийся по внешним трубопроводам, быстро остывает. Его эффективная сушка возможна при условии, что точка росы будет ниже, чем температура поступающего воздуха. Обеспечить это условие также помогает адсорбционный осушитель воздуха.
Принцип работы
Осушающий прибор представляет собой довольно сложный механизм. Его конструкция состоит из следующих деталей:
- Ротора. Имеет вид большого барабана, заполненного особым веществом, хорошо впитывающим влагу, газ, эфиры.
- Приточного канала. Предназначается для отбора воздушных потоков и запуска их движения через ротор.
- Канала отработанного воздуха. Собирает потоки, прошедшие фильтрацию в роторе.
- Нагревателя. Выполняется в виде теплового контура, увеличивающего температуру регенерационного потока.
- Воздуховода. Отводит воздушный поток от ротора.
Собранные в единый механизм элементы обеспечивают осушение воздушной массы. Происходит это в несколько этапов:
- 1. Воздух из приточного канала попадает в крутящийся ротор.
- 2. Адсорбирующее вещество внутри ротора высушивает поток.
- 3. Канал обработанного воздуха собирает сухой поток и передаёт его дальше.
- 4. Часть подсушенного воздуха через регенерационное ответвление переходит на нагревательный элемент, увеличивающий температуру среды до 140 градусов.
- 5. Разогретый воздух проникает в ротор и высушивает намокший ранее адсорбент.
- 6. Регенерационный поток, впитавший в себя влагу из адсорбента, через воздуховод выходит в атмосферу.
По такому принципу осушитель адсорбционного типа обрабатывает воздушные массы практически на уровне молекул. Фильтры успешно задерживают как мелкие аэрозоли и капли, так и крупные частицы. Благодаря этому удаётся достичь почти 100-процентного осушения.
Дополнительно улавливается и удаляется остаточное содержание масла и пыли. Некоторые модели устройств обладают настолько высокой эффективностью, что обнаруживают частицы дыма и пыли размером до 0,01 мкм и концентрацию масла до 0,05 мг/м3.
Тип регенерации
Адсорбционный прибор имеет несколько разновидностей. Основным отличительным фактором выступает способ регенерации. Он бывает горячим и холодным.
При холодной регенерации прошедший предварительную сушку сжатый воздух продувается через адсорбер, из-под которого удаляется вода. Такой метод отличается простотой, поэтому на его реализацию не потребуется больших затрат. Применение холодной регенерации целесообразно только при малых и средних объёмах воздуха, проходящего через прибор со скоростью 100 м³/мин.
Горячая методика может быть внешней и вакуумной. Первая задействует атмосферные потоки, которые предварительно прогреваются с помощью внешних нагревательных устройств. Нагретый до определённой температуры воздух под действием давления, превышающего атмосферное, переходит в регенерируемый резервуар, для охлаждения которого задействуются осушенные сжатые воздушные потоки. Стоимость устройств для горячей внешней регенерации достаточно высока, именно поэтому их использование оправдано для обработки больших объёмов воздуха. В случае с небольшими объёмами применение такой регенерации нерентабельно.
Вакуумный способ отличается от внешнего лишь уровнем давления (оно не выше, а ниже атмосферного). Адсорберы могут охлаждаться за счёт воздуха из атмосферы, исключая потери сжатых осушенных потоков.
Точка росы тоже влияет на классификацию осушительных приборов. По этому показателю выделяют четыре класса установок:
- летний вариант;
- зимний европейский (мягкий климат);
- для обычной континентальной зимы;
- для Крайнего Севера.
К недостаткам осушителей относится необходимость регулярного обновления адсорбента. Без этого КПД приборов будет заметно снижаться. Минусом также является высокая цена и затраты на периодическое техническое обслуживание.
Адсорбирующее вещество
Для адсорбционного осушения воздуха следует использовать специальные вещества, впитывающие жидкость. От правильного выбора адсорбента напрямую зависит эффективность осушения.
Для холодного метода регенерации принято использовать молекулярное сито, образованное оксидом алюминия, приведённым в активное состояние. Хорошо подходит для применения в средних широтах, где температура воздушных потоков не опускается ниже -40 градусов.
Горячую сушку осуществляют за счёт твёрдого адсорбента, называемого силикагелем. Его производят из кремниевых кислот сильной концентрации с добавлением щелочных металлов. Такой адсорбент разрушается под действием капельной влаги. Для решения этой проблемы разработаны виды силикагеля, характеризующиеся очень высокой влагостойкостью.
Ещё один вид адсорбирующего вещества — цеолит — создаётся на основе натрия и кальция. Он имеет свойство отдавать или впитывать воду в зависимости от текущей влажности и температуры и дополнительно активизировать обмен ионами. Эффективен лишь при температуре потока не ниже -25 градусов.
Независимо от разновидности осушительных адсорбционных устройств, они показывают высокую эффективность работы даже при очень низкой температуре без риска замерзания жидкости внутри прибора. Преимущество состоит в том, что затрачивается небольшое количество электроэнергии, а КПД, наоборот, возрастает.
