Jak obniżyć wilgotność sprężonego powietrza

Obecność pary wodnej w procesach produkcyjnych zawsze jest zjawiskiem niepożądanym. Dotyczy to także układów sprężonego powietrza, gdzie zawartość wody w medium roboczym może prowadzić zarówno do uszkodzenia elementów systemu, jak i wpływać na jakość wytwarzanych przy jego użyciu produktów. Jak zatem zredukować wilgotność sprężonego powietrza do poziomu odpowiedniego dla danego procesu produkcyjnego?

Skąd się bierze wilgoć w sprężonym powietrzu?

Sprężone powietrze powstaje w sprężarce w wyniku kompresji powietrza atmosferycznego zasysanego z zewnątrz układu. W efekcie jest ono bogate w parę wodną i inne zanieczyszczenia. W efekcie sprężania procentowa zawartość cząsteczek wody na 1m3 zwiększa się, co powoduje, że wraz z obniżeniem temperatury medium w chłodnicy, wykrapla się z niego woda. Do tego zjawiska dochodzi także w rurociągach czy osuszaczach chłodniczych. Zawartość pary wodnej w medium jest uzależniona zarówno od poziomu wilgotności zasysanego powietrza atmosferycznego, jak i stopnia schłodzenia medium. Warto zaznaczyć, że wraz ze wzrostem temperatury powietrza atmosferycznego wzrasta w nim zawartość pary wodnej. Dlatego też, dla zwiększenia wydajności działania układu uzdatniania należy zapewnić kompresorowi dostęp do powietrza o niższej temperaturze – na przykład pobierając powietrze atmosferyczne spoza pomieszczenia sprężarkowni.

Dlaczego warto obniżać wilgotność sprężonego powietrza

Nadmiar cząsteczek wody, jej skraplanie się w układzie oraz nieodpowiedni system odprowadzania kondensatu będącego mieszaniną wody i zanieczyszczeń jest zagrożeniem dla żywotności, wydajności i efektywności ekonomicznej zakładu. Korozja pojawiająca się w orurowaniu będzie powodować spadek ciśnienia w instalacji, zmniejszać wydajność systemu sprężonego powietrza i powodować większy pobór energii elektrycznej niezbędnej do zwiększonej produkcji medium w celu uzyskania oczekiwanego ciśnienia. 

Stąd konieczne jest osuszanie medium. 

Woda będzie uszkadzać nie tylko urządzenie zasilane sprężonym powietrzem, powodować korozję w instalacji, ale również wpływać negatywnie na końcowy produkt. Większość procesów produkcyjnych wymaga uzdatniania powietrza – głównie w zakresie eliminacji z niego wody. Stopień uzdatniania uzależniony jest od procesów wykorzystujących sprężone powietrze. Na przykład w branży spożywczej, farmaceutycznej czy medycznej, a także w elektronice czy IT dąży się do jak największego ususzenia skompresowanego gazu – zawarta w sprężonym powietrzu wilgoć może spowodować, że produkty nie będą spełniały standardów zdatności do spożycia lub użycia. 

Jak obniżyć wilgotność sprężonego powietrza?

Urządzeniem, które zapewnia podstawowe osuszanie sprężonego powietrza jest separator cyklonowy. Dzięki wprowadzeniu sprężonego gazu w ruch wirowy z medium wytrąca się kondensat zwierający w 98-99% wodę i zanieczyszczenia stałe oraz olejowe. Co ważne, separatory cyklonowe są niezwykle wydajne w swoim działaniu. Ich zaletą jest również długa żywotność związana ze stosunkowo prostą budową, w której nie zastosowano części podlegających uszkodzeniu. 

Jeśli w zakładzie konieczne jest zastosowanie sprężonego medium o wyższym poziomie uzdatniania w zakresie wilgotności to konieczne będzie zastosowanie osuszaczy ziębniczych lub adsorpcyjnych. Pierwsze z nich obniżają wilgotność powietrza poprzez zastosowanie dwustopniowego schładzania medium. W ten sposób pozwalają na wykroplenie z niego cząsteczek wody. Stopień uzdatniania w tym wypadku uzależniony jest od zastosowanego w osuszaczach chłodniczych punktu rosy. Osuszacze adsorpcyjne zapewniają najwyższy poziom osuszenia sprężonego powietrza. Urządzenia zbudowane są z 2 kolumn, w których naprzemiennie dochodzi do eliminacji cząsteczek wody z medium. 

Osuszacze ziębnicze wykorzystywane są w większości zakładów produkcyjnych. W bardziej wymagających procesach produkcyjnych, wymagających na przykład uzdatniania sprężonego powietrza do klasy 0 konieczne jest zastosowanie osuszaczy adsorpcyjnych.