Адсорбционни изсушители за околен въздух

ОВКСп. Инженеринг ревю - брой 7/2021 • 19.10.2021

  • При подходящо оборудване изсушителите консумират само около 25% от енергията, която се изразходва при отопление и вентилация

  • При адсорбцията атомите или молекулите се прикрепват към повърхността на твърдо вещество под действието на сили на ван дер Ваалс

  • Въздухът в изсушителя се насочва през ротора, който има структура на пчелна пита и е импрегниран с влагозадържащия агент

 

Чистият и сух въздух е от съществено значение не само за поддържането на здравословни и безопасни работни условия в промишлените помещения, но и за ефективността на работния процес, тъй като директно внесеният необработен въздух може да навреди на чувствителното оборудване. Въздухът от околната среда има висока влажност, съдържа прах, въглеводороди и други замърсители, а когато не се третира, се образува корозия, появяват се бактерии, заражда се мухъл и се създават предпоставки за замръзване на линиите. Замърсяването може да причини сериозни повреди на оборудването по цялата верига на производство и да доведе до нужда от извънредни дейности по поддръжка, престой и похабяване на продукция.


Вредно въздействие на повишената влага в помещенията

Влагата прониква в помещението от външната среда – от отворени или затворени врати, прозорци, през стени, пода и покрива. Материалите в едно помещение, опаковки и изпарения, отделени от технологични процеси, допринасят – всички могат да бъдат източници на влага в едно промишлено помещение. Колкото по-голяма е разликата във влажността на въздуха в помещението и предметите в контакт с въздуха в помещението, толкова по-интензивен е процесът на освобождаване на влага от помещението и предметите във въздуха и обратно, от въздуха към предметите.

Как можем да поддържаме влажността в помещението в желаните граници? Решение на проблема дават изсушителите за околен въздух. Приложението им в различни индустриални помещения, в които се складират специфични продукти, като лекарства, храни, бонбони и др., е задължително за поддържането на необходимите условия на съхранение.

Скоростта на корозия на металите е незначителна при относителна влажност на въздуха около 50%, при влажност на въздуха около 40% скоростта на корозия може да бъде пренебрегната. При относителна влажност над 60% обаче скоростта на корозия се увеличава драстично.

Щетите, причинени от влага, може да засегнат и много други материали, като прахообразни продукти, опаковъчни материали, дърво, електрическо оборудване и електронни устройства. Има два подхода за постигане на необходимата ниска влажност в помещение – чрез отопляване, последвано от обмен на въздуха, и използване на изсушители за въздух.

При подходящо оборудване изсушителите консумират само около 25% от енергията, която се изразходва при отопление и вентилация.


Технологични процеси за отстраняване на влага

Освен частици във въздуха може да има и голямо количество различни видове и концентрации замърсяващи газове. За отстраняването им от въздуха широко се използват технологични процеси, събирателно наричани сорбция, т.е. адсорбция или абсорбция. Конкретно адсорбцията касае извличането на газообразни вещества от въздуха върху повърхността на твърдо вещество (адсорбент). Важно е да се разграничава от абсорбцията, при която замърсителите, проникващи във веществото в твърда фаза, са течности и се разтварят в него. При адсорбцията атомите или молекулите се прикрепват към повърхността на твърдо вещество под действието на сили на ван дер Ваалс. Скоростта на процеса зависи от температурата, концентрацията, степента на дифузия от газа към повърхността на адсорбента и т.н.

Често срещан адсорбент с техническо приложение е активният въглен. Той се характеризира със способност да адсорбира различни газове, като алифатни или циклични въглеводороди и алкохоли. Благодарение на това свойство той често се използва за задържане на миризми в промишлени климатични и сградни ОВК системи. Друг широко употребяван адсорбент е силициевият диоксид, по-известен като силикагел. Предимства на силициевият диоксид са, че той е много високоефективен влагоуловител – адсорбцията на вода достига 35%, т.е. има по-голямо усвояване от адсорбенти на глинена основа. Той не е токсичен, канцерогенен и химично реактивен. Недостатък на активния въглен е, че поради високия афинитет към водната пара в случай на чиста физио-сорбция тя може да измести (десорбира) много други вещества и да намали адсорбционната ефективност на активния въглен.


Функция и принцип на действие на адсорбционния изсушител

Основната конструкция на адсорбционния изсушител и неговият корпус трябва да са изработени от неръждаема стомана с висока степен на устойчивост на корозия. Главен елемент от влагоуловителния механизъм е ротор с адсорбент. Роторът има формата на барабан, състои от фибростъкло с гофрирана структура, която съдържа хигроскопичен материал (изсушаващ адсорбент като силикагел или литиев хлорид). В конструкцията на изсушителя влизат още вентилатори, филтри, електрически регенериращ нагревател и блок за управление.

Регенериращият нагревател може да работи с газ или пара. Възможна е опция за сензор за влага.

Също така се предлагат варианти с нагревател за сухия въздух.

През ротора на адсорбционни изсушители за околен въздух и през адсорбиращия агент преминават два въздушни потока. По-големият въздушен поток, който настъпва от външната среда, подлежи на изсушаване. По-малкият въздушен поток служи за регенериране на ротора, като той отвежда влагата навън. В изсушителя работят два вентилатора, които създават въздушни потоци с противоположна посока. Потоците преминават през ротора. Роторът се върти бавно и през него преминава големият обем работен въздух.

По-конкретно процесът протича по следния начин. Въздухът се насочва през ротора, който има структура на пчелна пита и е импрегниран с влагозадържащия агент. Влагата от въздуха се адсорбира от него. Въздухът излиза от ротора много по-сух, отколкото при постъпването.

Задвижващият двигател върти ротора със скорост 6 – 10 оборота в час. В отделен сектор от структурата на ротора нахлува горещ (регенериращ) въздух, за да отведе натрупаната влага извън съоръжението. Постъпващият влажен въздушен поток и обработеният изсушен въздух са отделени и са насочени така, че между тях да няма смесване, за да се постигне оптимална ефективност. Адсорбентът има свойството да извлича влагата директно от въздуха. При напускане на ротора, въздухът навлиза в помещението вече изсушен. Процесът на адсорбция е ефективен при температура на въздуха от -30°С до +40°С.

Функцията на потока регенериращ въздух е да извлича влагата от ротора, като една част постъпва в подготвителния сектор на ротора, охлажда го, при което температурата на регенериращия поток се увеличава. Другата част от регенериращия въздух се смесва с потока от подготвителния сектор.

Нагревателят го загрява допълнително до температура от приблизително +120°С. Регенериращият въздух адсорбира влагата от ротора, тъй като се движи през ротора в посока, обратна на посоката на сухия въздух. Регенериращият въздух напуска изсушителя като топъл влажен въздух и се отвежда извън зоната на изсушаване.

На пазара могат да се намерят модели с различни допълнителни функционалности, като например изсушители с високоефективни ротори за максимална производителност. При някои модели от високия клас активният адсорбент достига 80% от общото тегло на субстрата.

Повърхността е обработена допълнително, за да се осигури гладка повърхност, като по този начин се увеличи експлоатационният живот ротора и на уплътнението. За улеснение при почистване е добре да се избере вариант, при който роторът се отстранява лесно. Моделите с радиални вентилатори предлагат допълнителна ефективност на разхода на енергия. Предлагат се и модели с вграден хигростат.


Приложения на адсорбционния изсушител

Индустриалните изсушители намират широко приложение в морската индустрия, изграждането и поддръжката на кораби, в морски съдове, при сезонна консервация, в товарните отделения на кораби. Освен това те са задължителна част от оборудването в технологичните процеси при винопроизводство, млекопреработка, консервна промишленост, за подсигуряване на сухи складови помещения, както и в складове за съхранение на зърно, семена, захар, брашно и други хигроскопични суровини и материали. Използват се във фармацевтичната, химическата, хранителната, електронната промишленост, дървообработването и автомобилната индустрия. Намират приложение при съхранение на военни боеприпаси, защита от корозия в самолети, танкове и друга военна продукция, при сушене на продукти в хранително-вкусовата промишленост.

 

ЕКСКЛУЗИВНО

Top