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Trocknen von Druckluft durch Absorptions- und Adsorptionstrocknung

Compressed Air Wiki Air Treatment Drying

Die gesamte atmosphärische Luft enthält einen gewissen Anteil an Wasserdampf. Wenn die Luft verdichtet wird, erhöht sich die Wasserkonzentration. Um zukünftige Probleme in der Kompressoranlage zu vermeiden, muss die Druckluft aufbereitet werden. In diesem Artikel sprechen wir über Absorptions- und Adsorptionstrocknung (Trockenmitteltrocknung).

Was ist Absorptionstrocknung?

Bei Absorptionstrocknungsverfahren werden Materialien eingesetzt, die das Wasser in der Druckluft absorbieren

Absorptionstrocknung ist ein chemischer Prozess, bei dem Wasserdampf an das Absorptionsmaterial gebunden wird. Das Absorptionsmaterial kann entweder ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein. Häufig werden Natriumchlorid und Schwefelsäure verwendet, was bedeutet, dass die Korrosionsgefahr berücksichtigt werden muss. Diese Methode wird relativ selten eingesetzt, und der Verbrauch an absorbierenden Materialien ist hoch. Der Taupunkt wird nur in begrenztem Maße abgesenkt.

Was ist Adsorptions- oder Trockenmitteltrocknung?

Das allgemeine Funktionsprinzip von Adsorptionstrocknern, auch als Trockenmitteltrockner bezeichnet, ist einfach: feuchte Luft strömt über ein hygroskopisches Material (typische Materialien sind Silikagel, Molekularsiebe und aktiviertes Aluminiumoxid bzw. Aktivtonerde) und wird dadurch getrocknet. Der Übertritt von Wasserdampf aus der feuchten Druckluft in das hygroskopische Material oder das "Trockenmittel" sorgt dafür, dass das Trockenmittel allmählich mit adsorbiertem Wasser gesättigt wird. Daher muss das Trockenmittel regelmäßig regeneriert werden, um die Trockenkapazität aufrechtzuerhalten. Adsorptionstrockner sind zu diesem Zweck in der Regel mit zwei Trockenbehältern ausgestattet: Im ersten Behälter wird die einströmende Druckluft getrocknet, während der zweite Behälter regeneriert wird (ähnlich wie bei einem Stickstoffgenerator).

Zwischen den Behältern ("Türmen") wird umgeschaltet, wenn ein Turm vollständig regeneriert ist. Der typische Drucktaupunkt, der erreicht werden kann, ist -40 °C, wodurch diese Trockner für sehr trockene Luft bei kritischen Anwendungen geeignet sind. Es gibt 4 verschiedene Möglichkeiten zur Regeneration des Trockenmittels, und die verwendete Methode bestimmt den Typ des Adsorptionstrockners. Die energieeffizienteren Typen sind in der Regel komplexer und folglich teurer.


  1. Spülluft-regenerierende Adsorptionstrockner ("kaltregenerierende Trockner"). Diese Trockner eignen sich am besten für kleinere Volumenstromraten. Die Regeneration erfolgt mit Hilfe expandierter Druckluft ("Spülluft") und benötigt ca. 15 – 20 % der Nennkapazität des Trockners bei 7 bar(e) Betriebsdruck.
  2. Warmregenerierende Trockner. Bei diesen Trocknern wird die expandierte Spülluft mit einer elektrischen Luftheizung erwärmt. Damit wird der erforderliche Spülluftvolumenstrom auf ca. 8 % begrenzt. Dieser Typ verbraucht 25 % weniger Energie als kaltregenerierende Trockner. 
  3. Gebläseregenerierende Trockner. Die Umgebungsluft wird über eine elektrische Heizung geblasen und mit dem feuchten Trockenmittel in Kontakt gebracht, um dieses zu regenerieren. Bei dieser Art von Trockner wird keine Druckluft zur Regeneration des Trockenmittelmaterials verwendet. Daher liegt der Energieverbrauch um 40 % niedriger als bei kaltregenerierenden Trocknern. 
  4. Kompressionswärmetrockner ("HOC"-Trockner). Bei HOC-Trocknern wird das Trockenmittel mit Hilfe der verfügbaren Abwärme des Kompressors regeneriert. Anstatt die Druckluft in einen Nachkühler einzuleiten, wird die Warmluft zum Regenerieren des Trockenmittels verwendet. Dieser Typ Trockner hat einen typischen Drucktaupunkt von -20 °C ohne zusätzlichen Energieverbrauch. Ein niedrigerer Drucktaupunkt kann durch Hinzufügen zusätzlicher Heizgeräte erzielt werden.

Eine sichere Abscheidung und Ableitung des Kondensats muss vor der Adsorptionstrocknung immer eingeplant werden. Wenn die Druckluft mit ölgeschmierten Kompressoren erzeugt wurde, muss außerdem ein Ölabscheidefilter vor den Trocknern montiert werden. In den meisten Fällen wird nach dem Adsorptionstrocknen ein Partikelfilter benötigt. HOC-Trockner können nur mit ölfrei verdichtenden Kompressoren verwendet werden, da diese ausreichend hohe Temperaturen für die Trockenmittelregeneration erzeugen. Ein spezieller HOC-Trockner ist der Drehtrommel-Adsorptionstrockner. Dieser Typ Trockner hat eine rotierende Trommel, die mit einem Trockenmittel gefüllt ist. Ein Sektor (ein Viertel) wird dabei mit einem Teilvolumenstrom heißer Druckluft (130 – 200 °C) vom Kompressor regeneriert.

Die regenerierte Luft wird anschließend gekühlt, das Kondensat wird abgeleitet, und die Luft wird über einen Ejektor in den Hauptdruckluftstrom zurückgeleitet. Der Rest der Trommeloberfläche (drei Viertel) dient zum Trocknen der Druckluft aus dem Kompressor-Nachkühler. Ein HOC-Trockner verhindert den Verlust von Druckluft, und der Strombedarf ist auf die für die Drehung der Trommel erforderliche Leistung begrenzt. Beispielsweise verbraucht ein Trockner mit einer Kapazität von 1.000 l/s nur 120 W elektrische Leistung. Außerdem geht keine Druckluft verloren, und weder ein Ölfilter noch ein Partikelfilter sind erforderlich.

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