Osuszacze adsorpcyjne sprężonego powietrza

Osuszacze adsorpcyjne to typ osuszaczy powietrza, które działają na zasadzie adsorpcji, tj. zatrzymywania cząsteczek H₂0 (które mają zostać odseparowane ze strumienia powietrza) na powierzchni materiału, zwanego adsorbentem. W osuszaczach adsorbentem jest  zazwyczaj jest specjalny, porowaty granulat (spiek) wykonany z silikażelu (krzemionki) lub z tlenku aluminium. Granulat ten w całości wypełnia 2 zbiorniki osuszacza o odpowiedniej objętości,  stanowiące zasadniczą część takiej stacji osuszania.  Sprężone powietrze jest wprowadzane króćcem wlotowym do jednego z 2 zbiorników urządzenia, a wilgoć jest gromadzona na powierzchni adsorbentu.

Osuszone sprężone powietrze w sposób ciągły jest z tego zbiornika kierowane dalej przez filtr - do sieci powietrza. W tym czasie, najczęściej ok. 3,5…4 minut, niewielki strumień osuszonego powietrza, pod nieznacznym nadciśnieniem, jest kierowany do 2. zbiornika w którym adsorbent jest nasycony wilgocią  (bo wcześniej osuszał powietrze). W ten sposób cząsteczki wody są „pobierane” z adsorbentu przez ten strumień suchego powietrza. Jest ono kierowane do otoczenia z tego „regenerowanego” zbiornika kolejno przez odpowiedni układ zaworów i tłumiki hałasu. Po czasie ok. 3,5..4 minut sterownik elektroniczny zamyka zawór wylotowy za tym regenerowanym zbiornikiem - następuje zatem płynne wyrównanie ciśnienia w obu zbiornikach. Kolejnym krokiem jest przełączenie zaworów przez sterownik tak, aby umożliwić rozprężenie zbiornika który dotychczas osuszał. W konsekwencji następuje skierowanie powietrza przez układ zaworów na wlot zbiornika dotychczas regenerowanego, a w drugim rozpoczyna się faza regeneracji.

Sterownik elektroniczny przełącza automatycznie zawory osuszacza zgodnie z opisanym tu schematem tak, by zapewnić kolejno, w cyklu co 5 minut pracę ww. zbiorników na przemian - jako osuszającego i regenerowanego.

Osuszacze adsorpcyjne są stosowane w przypadkach, gdy konieczne jest utrzymanie bardzo niskiego poziomu wilgotności  (klasa wg ISO 8573 :  „3”, „2” lub „1”). Są one często  wykorzystywane w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym, elektronice  i innych sektorach przemysłowych.

Osuszacze adsorpcyjne mają wiele zalet. Zapewniają bardzo niski poziom wilgotności i są one zazwyczaj bardziej energooszczędne i skuteczne w porównaniu z innymi technologiami osuszania w przypadkach, gdy konieczne jest osiągnięcie niskiego poziomu wilgotności, tzn. ciśnieniowego punktu rosy o wartości poniżej 0*C.

Istnieją różne typy osuszaczy adsorpcyjnych, w zależności od konstrukcji i rodzaju używanego adsorbentu. Niektóre z popularnych typów to osuszacze z adsorbentami typu silikażel, aluminażel, tzw. sita molekularne czy aktywny węgiel. Są one dostępne również w różnych wersjach zależnie od sposobu regeneracji adsorbentu, tzn. zimnym powietrzem osuszonym, z regeneracją gorącym powietrzem z otoczenia, wykorzystujące ciepło pochodzące z chłodzenia sprężarek, czy oferowane  jako rozbudowane zestawy w jednej obudowie, w kombinacji: osuszacz adsorpcyjny i chłodniczy.

Choć osuszacze adsorpcyjne mają wiele zalet, mają także pewne ograniczenia. Są bardzo wrażliwe na obecność oleju w osuszanym powietrzu (rozwiązaniem jest skuteczna filtracja) i zalecana jest ich eksploatacja  w temperaturach  poniżej 35*C. Wymagają regularnej regeneracji adsorbentu i jego wymiany co kilka lat, co może zwiększyć koszty operacyjne. Ponadto niektóre typy adsorbentów są dość kosztowne, są to substancje o specjalnych właściwościach.

Żywotność osuszacza adsorpcyjnego może zależeć od wielu czynników, takich jak jakość powietrza, temperatura, wilgotność, oraz częstotliwość użytkowania. Przy prawidłowej konserwacji  i właściwie dobrany osuszacz adsorpcyjny może działać efektywnie nawet przez ponad 20-25  lat.

Osuszacze adsorpcyjne są używane w wielu zastosowaniach, gdzie wymagana jest kontrola wilgotności. Można je znaleźć w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym, w produkcji elektroniki, lakierniach czy w sektorze energetycznym. Są one szczególnie przydatne w zastosowaniach,  gdzie wymagana jest bardzo niska wilgotność sprężonego powietrza.

Osuszacze adsorpcyjne wymagają regularnej konserwacji, która obejmuje sprawdzanie i czyszczenie filtrów powietrza, zaworów, sprawdzanie i wymianę adsorbentu (co kilka lat), oraz sprawdzanie ogólnego stanu urządzenia. W przypadku problemów z urządzeniem  zalecamy kontakt z serwisem technicznym. Urządzenia o dużej wydajności powinny być serwisowane przez wyspecjalizowany personel producenta lub dystrybutora osuszaczy.

Osuszacze adsorpcyjne są często produkowane i testowane zgodnie z międzynarodowymi standardami, takimi jak ISO 9001, ASME, czy europejskimi standardami, takimi jak EN 13445, EN 60204.

Podstawowe wymiary i parametry osuszaczy adsorpcyjnych to wydajność (m³/min), skuteczność osuszania,  max./min. ciśnienie robocze,  temperatura pracy, a także masa urządzenia. Te parametry mogą znacznie różnić się w zależności od konkretnego modelu, rodzaju i producenta.

Wybór osuszacza adsorpcyjnego zależy od kilku czynników, takich jak wymagana wydajność, pożądany poziom wilgotności, temperatura pracy, dostępność energii elektrycznej czy ciepłej wody do regeneracji (gdy regeneracja następuje z użyciem ciepła z wymiennika woda-powietrze), a także oczywiście…  budżet.  Warto jednak pamiętać, że sama cena zakupu osuszacza, to zaledwie ok. 20 % całkowitych kosztów operacyjnych.

Efektywność energetyczna osuszaczy adsorpcyjnych może się różnić w zależności od konkretnego modelu, wyposażenia i lokalnych warunków pracy.  Jednak np. w porównaniu do osuszaczy chłodniczych, osuszacze adsorpcyjne są zazwyczaj bardziej efektywne i zapewniają dużo lepszy stopień osuszenia.

Tak, osuszacze adsorpcyjne mogą być skuteczne nawet, gdy sprężone powietrze jest silnie zawilgocone. Jednakże najczęściej wymagane jest wstępne odprowadzenie wody obecnej w formie kondensatu (zalecane są chłodnice wstępne przed osuszaczem, separatory cyklonowe i filtracja). Mogą one wymagać częstszej regeneracji adsorbentu w tych warunkach.

Proces regeneracji w osuszaczach adsorpcyjnych polega na usuwaniu wilgoci z adsorbentu, zazwyczaj poprzez „przepłukiwanie” adsorbentu osuszonym powietrzem.  Może to być wykonane też  przez przepuszczenie gorącego powietrza przez adsorbent, co pozwala na odparowanie zgromadzonej wilgoci w zbiorniku osuszacza.

Tak, podczas procesu adsorpcji  wilgoć jest zatrzymywana na powierzchni adsorbentu, tworząc kondensat, który jest następnie usuwany do otoczenia z danego zbiornika (przez tłumiki) podczas procesu regeneracji.

Poziom hałasu osuszacza adsorpcyjnego zależy od konkretnego modelu i producenta. Jednakże, większość nowoczesnych osuszaczy adsorpcyjnych jest zaprojektowana tak, aby minimalizować hałas podczas działania.

Tak, niektóre modele osuszaczy adsorpcyjnych są zaprojektowane tak, aby nie wymagały zewnętrznego, dodatkowo podłączanego  źródła energii do regeneracji. W tych urządzeniach, regeneracja jest zazwyczaj osiągana poprzez wykorzystanie części suchego powietrza wytworzonego przez urządzenie. Niemniej - wymagane jest wciąż najczęściej zasilanie sterownika i zaworów energią elektryczną lub pneumatycznie.

Tak, osuszacze adsorpcyjne są generalnie bezpieczne w użytkowaniu - pod warunkiem, że są używane zgodnie z przeznaczeniem, prawidłowo dobrane, obsługiwane i konserwowane. Należy jednak zawsze przestrzegać zaleceń producenta dotyczących instalacji, obsługi i konserwacji urządzenia.

Potencjalne problemy związane z użytkowaniem osuszacza adsorpcyjnego mogą obejmować zablokowanie lub uszkodzenie filtrów powietrza i tłumików, zużycie lub uszkodzenie adsorbentu, nieskuteczną regenerację, a także problemy z sterowaniem zaworami urządzenia. Regularna konserwacja i inspekcja urządzenia mogą pomóc w wykryciu i rozwiązaniu tych problemów na wczesnym etapie.