Технологии осушения сжатого воздуха и газов

Технологии осушения сжатого воздуха и газов

Д.С.Стариков,   Д.В.Винокурова

Сжатый воздух является источником энергии и широко используется в технологических процессах промышленности. Ни одно промышленное или единичное производство не может обойтись без использования сжатого воздуха. Однако одного компрессора для получения сжатого воздуха оказывается недостаточно, т.к. воздух несет в себе влагу, загрязнения, аэрозоли и пары масла. Следовательно, возникает необходимость в установке оборудования по очистке, осушению и удалению масла из сжатого воздуха.

На выходе из компрессора сжатый воздух всегда имеет влажность 100%.

Для удаления влаги из сжатого воздуха для его применения на производстве используются циклонные сепараторы и различные типы осушителей.

В качестве первой ступени подготовки сжатого воздуха используется циклонный сепаратор, установленный на выходе из компрессора, который механически удаляет капельную влагу из сжатого воздуха.

После выхода из циклонного сепаратора сжатый воздух содержит остаточную влагу в виде пара, поскольку она не может быть механически удалена и проходит через циклонный сепаратор вместе со сжатым воздухом. Для дальнейшего осушения используются рефрижераторные (фреоновые) или адсорбционные осушители, в зависимости от последующего применения сжатого воздуха и внешних условий.

Одним из способов удаления влаги из сжатого воздуха является его охлаждение. Для этой цели применяются фреоновые осушители. Сжатый воздух охлаждается хладагентом в теплообменнике. При этом влага, содержащаяся в сжатом воздухе, конденсируется и удаляется. Фреоновые осушители BURAN (Рис.1) производства компании Donaldson-Ultrafilter (Германия) позволяют получить точку росы по сжатому воздуху +3°С.

Температура точки росы +3°С означает, что даже при понижении температуры сжатого воздуха до данной температуры, из него гарантированно не будет выпадать влага.

Однако в фармацевтической промышленности часто возникает необходимость в получении более низкой точки росы. Кроме того, для определения необходимой точки росы полезно учитывать минимальную температуру окружающей среды, в которой будет находиться линия сжатого воздуха. При отрицательных температурах для надежной защиты трубопроводов и клапанов от замерзания необходимо применять другой тип осушителей, обеспечивающих более низкое значение точки росы.

Для этих целей применяются адсорбционные осушители, принцип работы которых основан на процессе сорбции: влага, содержащаяся в сжатом воздухе, удерживается при помощи сил взаимодействия на поверхности осушающего вещества в форме гранул (адсорбента). Адсорбционные осушители всегда включают в себя две колонны с адсорбентом: одна осушает воздух, другая в этот момент находится в режиме регенерации (осуществляется десорбция влаги с поверхности адсорбента). В осушителях такого типа применяется три вида адсорбента: силикагель, алюмогель и молекулярное сито. В зависимости от способа регенерации, различают адсорбционные осушители с холодной и горячей регенерацией.  

При холодной регенерации часть потока отделяется от главного потока осушенного сжатого воздуха и используется для удаления влаги из адсорбента. Такой тип осушителей целесообразно использовать при небольших производительностях, т.к. имеются потери сжатого воздуха на регенерацию.

Адсорбционные осушители HED, ALD и MSD (Рис.2) производства компании Donaldson-Ultrafilter (Германия) позволяют получить точки росы -20, -40 или -70 °С.

При больших объемах сжатого воздуха более экономичными являются адсорбционные осушители с горячей регенерацией. В осушителях такого типа для десорбции используется горящий регенерирующий воздух, который вырабатывается внешним источником тепла. Атмосферный воздух нагревается и пропускается через адсорбент, удаляя из него влагу.

По такому принципу работают адсорбционные осушители с горячей регенерацией HRE, HRG, HRS и HRC (Рис.3) производства компании Donaldson-Ultrafilter (Германия). В осушителях такого типа потери сжатого воздуха на регенерацию адсорбента отсутствуют. В связи с этим не возникает необходимости предусматривать дополнительный расход сжатого воздуха.

Итак, при выборе системы осушения необходимо руководствоваться величиной потребления сжатого воздуха и требуемой точки росы. В том случае, если величина точки росы +3°С достаточна, целесообразно использовать фреоновый осушитель, т.к. он более экономичен в эксплуатации и не требует расходных материалов. Для получения более низкого значения точки росы применяются адсорбционные осушители. В зависимости от расхода сжатого воздуха, устанавливаются осушители с холодной или горячей регенерацией. Для больших объемов потребления целесообразно применять адсорбционные осушители с горячей регенерацией, т.к. в этом случае потери сжатого воздуха на регенерацию, а следовательно, и затраты электроэнергии на его производство, будут велики.

ООО «Далва Консалтинг»
119192, Москва,
Мичуринский пр-т, д.1, офис 104
тел. +7 (495) 223 71 07
факс. +7 (495) 221 26 22
URL: www.dalva.ru