Осушення стисненого повітря є ключовим процесом у багатьох галузях промисловості. Вода і волога в стисненому повітрі можуть викликати корозію, засмічення пневматичних інструментів, поломки обладнання і, в кінцевому підсумку, знизити якість кінцевої продукції. У цій статті ми розглянемо різні методи і технології осушення стисненого повітря, їх принцип дії, переваги та недоліки, а також сфери промислового застосування.

Важливість осушення стисненого повітря

Вологе стиснене повітря несе ризик потрапляння води в пневматичні системи та інше обладнання. Наявність вологи в стисненому повітрі може призвести до ряду проблем, таких як:

корозія труб і резервуарів для зберігання
пошкодження пневматичних інструментів та іншого обладнання
забруднення кінцевої продукції, особливо в харчовій та фармацевтичній промисловості
зниження ефективності та надійності всієї пневматичної системи

Методи сушіння стисненим повітрям

Існує кілька основних методів осушення стисненого повітря, які відрізняються за принципом дії, ефективністю та експлуатаційними витратами. До найбільш поширених методів відносяться

Холодильне осушення (охолодження, конденсація)
Адсорбційна сушка
Мембранне осушення повітря
Хімічне осушення повітря
Осушення за допомогою поглиначів вологи

Холодильне осушення

Принцип роботи холодоосушувачів

Холодильне осушення полягає в охолодженні стисненого повітря до температури нижче точки роси, що викликає конденсацію. Потім конденсована вода відокремлюється і видаляється з повітря, а висушене стиснене повітря знову нагрівається до температури, близької до температури навколишнього середовища.

Переваги холодильного осушення

висока ефективність видалення вологи
низькі операційні витрати порівняно з іншими методами
простота монтажу та обслуговування

Недоліки холодильного осушення

обмежена ефективність при дуже низьких температурах (нижче 0°C)
займає більше місця, ніж інші методи сушіння
потребує електричного живлення

Використання холодильного осушення

Конденсаційні осушувачі зазвичай використовуються в автомобільній, електронній, харчовій промисловості, а також на виробничих підприємствах, де потрібне осушення повітря до середнього базового рівня вологості.

Адсорбційна сушка

Принцип роботи адсорбційних осушувачів повітря

Адсорбційне осушення використовує адсорбційні матеріали, такі як силікагель, глинозем або молекулярні сита, які мають здатність притягувати і утримувати молекули води з повітря. Процес адсорбційного осушення може бути реалізований в режимі регенерації гарячого повітря (в даний час - зазвичай з навколишнього повітря) або регенерації холодного осушувача.

гаряча регенерація - використовує тепло для видалення вологи з адсорбенту
холодна регенерація - використовує частину вже висушеного повітряного потоку для осушення адсорбенту

Переваги адсорбційного осушення

ефективність видалення води та водяної пари з повітряного потоку (навіть до точки роси під тиском -70°C)
висока ефективність осушення в порівнянні з іншими методами, що використовуються в технології
здатність осушувати повітря до дуже низького абсолютного залишкового вмісту вологи

Недоліки адсорбційного осушення

вищі інвестиційні, експлуатаційні та сервісні витрати порівняно з холодильними сушарками
вимагає регулярної заміни адсорбенту (кожні кілька років)
підвищене споживання енергії в режимі "гарячої" регенерації
чутливість до присутності нафти в осушуваному повітрі
підвищені вимоги до фільтрації (потрібні попередні фільтри та кінцевий фільтр для твердих частинок)
втрати стисненого повітря на регенерацію адсорбенту (осушувачі з холодною регенерацією), зумовлені принципом роботи

Застосування адсорбційного осушення

Адсорбційні осушувачі використовуються як централізовані осушувачі або локально для живлення вибраного обладнання:

у сферах, де потрібне дуже сухе повітря, наприклад, у фармацевтичній промисловості, виробництві електроніки, на хімічних заводах, а також у системах, де повітря не повинно містити вологи навіть при дуже низьких температурах.
у випадках, коли стиснене повітря використовується при низьких температурах навколишнього середовища (наприклад, харчова промисловість) або система стисненого повітря експлуатується, наприклад, на відкритому повітрі - між будівлями (зима - небезпека замерзання компонентів трубопроводу)

Мембранна сушка

Принцип роботи мембранних осушувачів

Мембранне осушення використовує напівпроникні мембрани у вигляді пучка волокон зі спеціального матеріалу (зовні схожого на оптичні волокна), встановлені в корпусі, що не герметизується, і які вибірково пропускають молекули води, затримуючи при цьому молекули повітря всередині волокон. Стиснене повітря проходить через мембрану, а волога відокремлюється і виводиться назовні в навколишнє середовище.

Фото: осушувач з технологією регенерації гарячого повітря з навколишнього середовища

Переваги мембранного осушення

Ступінь осушення кращий, ніж у холодильних осушувачів (точка роси: приблизно -17...-20°C)
немає потреби в електропостачанні
можна встановлювати в будь-якому положенні, безпосередньо на пристрої
відсутність рухомих частин і нерозбірна конструкція, що зменшує потребу в технічному обслуговуванні
компактна конструкція, простий монтаж - зазвичай безпосередньо на трубопроводі або на приладі, що живиться, займає мало місця.

Недоліки мембранного осушення

обмежена продуктивність для видалення великої кількості вологи (зазвичай до 100-150 м3/год)
дещо вищі витрати на придбання порівняно з холодильними сушарками
фактична швидкість сушіння змінна і залежить від місцевих умов експлуатації
обмежена ефективність при високих температурах
обмежений діапазон робочих тисків (зазвичай до 10-12 бар максимум)
Чутливість до наявності масла, води і твердих забруднень на вході, що означає, що необхідна ефективна попередня фільтрація з хорошим відведенням конденсату
наявність втрат стисненого повітря на регенерацію (до 20...25%) - випливає з принципу роботи

Фото мембранного осушувача повітря Beko - комплект з фільтром і контролером - лабораторного типу, серія FDR

Застосування мембранних сушарок

Мембранні осушувачі ідеально підходять для застосування там, де потрібні компактність, простота обслуговування і низьке енергоспоживання, наприклад, в лабораторіях, медичній промисловості та невеликих виробничих приміщеннях.

Ми також рекомендуємо мембранні осушувачі "Vario-Dry" від Donaldson, які також входять до серії Pneumat і користуються великою популярністю. Точні технічні характеристики цих мембранних осушувачів можна знайти тут.

Хімічна сушка

Принцип роботи хімічних осушувачів повітря

Хімічне осушення передбачає використання хімічних речовин, які вступають у реакцію з водою в стисненому повітрі, утворюючи тверді сполуки або рідину. Найчастіше використовуються хлорид кальцію, діоксид кремнію та оксиди металів.

Переваги хімічного осушення

ефективні в широкому діапазоні температур
можливість досягнення дуже низького рівня вологості
можливість досягнення дуже низького рівня вологості

можливість досягнення дуже низького рівня вологості

вимагає регулярної заміни або регенерації хімічних речовин
для утилізації використаних хімікатів потрібні спеціальні процедури
вищі операційні витрати в довгостроковій перспективі.

Використання хімічних осушувачів

Хімічні осушувачі використовуються в хімічній, фармацевтичній і харчовій промисловості, де потрібна висока ефективність осушення і можливість отримання дуже сухого повітря. Це спеціальні застосування, тому цей тип осушення рідко використовується в пневматичних установках.

Осушення за допомогою поглиначів вологи

Принцип роботи вологопоглиначів

Поглиначі вологи, такі як пакети з діоксидом кремнію або хлоридом кальцію, розміщуються в потоці стисненого повітря. Ці матеріали притягують і утримують (абсорбують) молекули води, осушуючи повітря, що проходить через них.

Переваги методу поглинання вологи

простий монтаж та експлуатація
низькі початкові витрати
ефективність видалення вологи в невеликих системах

Недоліки методу поглинання вологи

обмежена ємність вологопоглинача, що вимагає його частої заміни
низька ефективність у великих пневматичних системах
вимагає моніторингу та регулярної заміни поглинаючих матеріалів

Використання вологопоглиначів

Поглиначі вологи використовуються в невеликих пневматичних системах, таких як лабораторії, електронна та медична промисловість, де потрібен простий і ефективний метод осушення невеликих потоків стисненого повітря.

Супутні товари