Адсорбція - це процес поглинання речовини з газової або рідкої середовища поверхневим шаром твердого тіла (адсорбенту), що має пористу структуру і велику площу внутрішніх поверхонь. В процесі адсорбції молекули води прикріплюються до адсорбентів під впливом сил міжмолекулярної тяжіння. Як правило, в якості адсорбенту використовуються силикагели і молекулярне сито.
Для видалення вологи з стисненого повітря служать адсорбційні осушувачі, що забезпечують температуру точки роси 20оС, 40оС і -70оС. Область застосування адсорбційних осушувачів - підприємства харчової, медичної та електронної промисловості.
Адсорбційні осушувачі розрізняються за типом використовуваного активного матеріалу (силікагель і молекулярне сито) і за способом регенерації адсорбенту. Регенерація здійснюється методом гарячого і холодного відновлення. Розглянемо адсорбційний осушувач з холодною регенерацією адсорбенту докладніше.
Пристрій і принцип роботи адсорбційного осушувача з холодною регенерацією адсорбенту
Основою адсорбционного осушувача є дві ідентичні колони (ресивери), заповнені адсорбуючим матеріалом. Через ці колони по черзі пропускається стисле повітря.
Під час проходження повітря через першу колону волога, що міститься в ньому, поглинається адсорбентом. І на виході з колони ми отримуємо сухий стиснене повітря. Через деякий час відбувається насичення адсорбенту вологою, і він вже не в змозі забезпечувати задану точку роси. Система управління роботою осушувача направляє потік стисненого повітря через другу колону. У той час як в ній відбувається осушення повітря, в першій колоні здійснюється регенерація адсорбенту. Її забезпечує частина сухого повітря, що йде з другої колони. При проходженні через шар вологого адсорбенту повітря поглинає міститься в ньому вологу, після чого виходить в атмосферу через розвантажувальний клапан і фільтр-глушник.
Час перемикання колон і діаметр сопла регенерації (через яке йде сухе повітря в іншу колону) встановлюються в залежності від необхідної температури точки роси.
Таким чином, процес адсорбції йде безперервно: поки в одній колоні адсорбент поглинає вологу, в іншій колоні адсорбент піддається регенерації. Кількість сухого повітря, що йде на регенерацію, наступне:
- 15% при температурі точки роси -20 ° С;
- 20-25% при температурі точки роси -40 ° С;
- 30% при температурі точки роси -70 ° С.
Адсорбент, що знаходиться в колонах, при попаданні в нього масла, що міститься в стислому повітрі, втрачає свої адсорбуючі властивості. Тому для захисту адсорбенту на вході в осушувач встановлюється мікрофільтр, який затримує частинки масла (їх зміст на виході з фільтру не більше 0,01 мг / м3) і мікрочастинки розміром понад 0,01 мкм.
При проходженні оброблюваного повітря через осушувач в нього потрапляють тверді частинки адсорбенту, які можуть бути небезпечні для кінцевих споживачів стисненого повітря. Для їх уловлювання на виході з осушувача встановлюється фільтр тонкого очищення, який затримує частинки розміром понад 1 мкм.
Основи розрахунку і вибору адсорбционного осушувача
Вибір і розрахунок адсорбционного осушувача здійснюється на підставі його технічних характеристик і з урахуванням коригуючих коефіцієнтів (Табл. 1, Табл.2). Крім того необхідно пам'ятати, що особливість адсорбційних осушувачів в тому, що частина вже осушеного повітря йде на регенерацію адсорбенту і до кінцевого споживача стисненого повітря не доходить.
Таблиця 1.
Тиск, бар 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Коефіцієнт 0.6 0.70 0,75 0,80 0,85 0,90 1,00 1,05 1 , 10 1,15 1,20 1,30 1,35
k1 - поправочний коефіцієнт в залежності від робочого тиску
Таблиця 2.
Температура повітря, оС <25 25 30 35 40 45 50 Коефіцієнт 1.20 1.15 1.10 1.00 0,80 0,75 0,60
k2 - поправочний коефіцієнт в залежності від температури повітря на вході в осушувач
Розглянемо практичний приклад розрахунку адсорбционного осушувача за допомогою коригувальних коефіцієнтів. Виберемо осушувач, що дозволяє забезпечити температуру точки роси 40оС при витраті повітря 4000 л / хв. Припустимо, що використовується гвинтовий компресор для пескоструя , Який має секцію повітряного радіатора; мінімальний тиск стисненого повітря на вході в осушувач становить 8 бар; температура навколишнього середовища +30 оС.
Перш за все, визначимо температуру стисненого повітря на вході в осушувач. Якщо гвинтовий компресор оснащений повітряним радіатором, то температура повітря на виході з нього приблизно на 10оС вище температури навколишнього середовища. У нашому випадку температура стисненого повітря складе +40 оС (охолодженням повітря в ресивері, встановленому після компресора, пренебрежем).
При номінальних робочих умовах (при тиску 7 бар і температурі стисненого повітря на вході в осушувач + 35оС) необхідний потік на вході в осушувач повинен складати 4000 л / хв плюс деяка кількість повітря, що йде на регенерацію адсорбенту. Для адсорбционного осушувача з температурою точки роси 40оС на регенерацію адсорбенту витрачається 20% повітря від його номінальної продуктивності. З огляду на, що в цьому випадку 4000 л / хв складають 80% від кількості повітря на вході в осушувач, отримаємо, що номінальна продуктивність адсорбционного осушувача повинна бути не менше - 4000/80% = 5000 л / хв.
Виберемо осушувач в відповідно до реальних умов роботи. Реальна продуктивність осушувача визначається так:
Q реал = Q ном / (k1 x k2) = 5000 / 1,10 / 0,8 = 5861 л / хв
Виходить, що в нашому випадку осушувач повинен мати продуктивність не менше 5681 л / хв.
Можна відзначити одну важливу особливість, пов'язану з вибором комплекту обладнання для виробництва і підготовки стиснутого повітря, що включає в себе адсорбційний осушувач. Вона полягає в тому, що при підборі обладнання спочатку вибирається осушувач і тільки після цього промисловий компресор . У цьому істотна відмінність від вибору рефрижераторного осушувача, який зазвичай підбирається під вже наявне компресорне обладнання.
Залишилися питання? Необхідно підібрати обладнання?
Телефонуйте (495) 926-78-0 6
Повернення до списку
Залишилися питання?Необхідно підібрати обладнання?