Πώς λειτουργεί ένας ξηραντής με υλικό αφύγρανσης: επεξήγηση της ξήρανσης με υλικό αφύγρανσης

Αν και οι άνθρωποι συχνά μπερδεύουν τους όρους, η απορρόφηση και η προσρόφηση είναι διαφορετικές διαδικασίες. Και οι δύο αντιμετωπίζουν το ίδιο πρόβλημα: η συμπίεση του αέρα συμπυκνώνει τους υδρατμούς που μεταφέρει μέχρι να γίνει αναπόφευκτη η συμπύκνωση.

Υγρός πεπιεσμένος αέρας ρέει μέσα από ένα δοχείο γεμάτο με υλικό αφύγρανσης. Καθώς ο αέρας περνά μέσα από το στρώμα υλικού αφύγρανσης, οι υδρατμοί παγιδεύονται και απομακρύνονται από τη ροή πεπιεσμένου αέρα. Καθώς το υλικό αφύγρανσης απορροφά την υγρασία, μια ζώνη κορεσμού μετακινείται σταδιακά μέσα στο στρώμα.

Για τη διατήρηση του απαιτούμενου σημείου δρόσου υπό πίεση, ο ξηραντής ενεργοποιεί τα δοχεία προτού αυτή η ζώνη κορεσμού φτάσει στην έξοδο. Ενώ ένα δοχείο στεγνώνει τον πεπιεσμένο αέρα, το δεύτερο δοχείο αναγεννάται αφαιρώντας την υγρασία που έχει παγιδευτεί. Μόλις ολοκληρωθεί η αναγέννηση, τα δοχεία αλλάζουν λειτουργία. Αυτός ο συνεχής κύκλος παρέχει αξιόπιστη παροχή ξηρού πεπιεσμένου αέρα. 

Τρία υλικά αφύγρανσης εκτελούν το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας και δεν είναι εναλλάξιμα. Το Cerades είναι μια τέταρτη επιλογή που αλλάζει τη μορφή που παίρνει το υλικό αφύγρανσης αντί για τη χημεία του.

Τα κρεβάτια είναι συχνά επιστρωμένα με αλουμίνα ή γέλη πυριτίου, παίρνοντας το μεγαλύτερο μέρος του νερού και ένα μοριακό κόσκινο αφαιρεί το τελευταίο από αυτό. Οι παραδοσιακοί ξηραντές με υλικό αφύγρανσης χρησιμοποιούν χαλαρά σφαιρίδια υλικού αφύγρανσης, ενώ η τεχνολογία δομημένου υλικού αφύγρανσης χρησιμοποιεί μια συμπαγή κεραμική δομή. Αυτό εξαλείφει τη φθορά των σφαιριδίων που σχετίζεται με τα συμβατικά υλικά αφύγρανσης και βοηθά στη διατήρηση της σταθερής απόδοσης του ξηραντή με την πάροδο του χρόνου.

Οι ξηραντές αφύγρανσης επιλέγονται συνήθως όταν:

• Καθορίζεται σημείο δρόσου υπό πίεση κάτω από 0 °C (32 °F)
• Οι σωληνώσεις εκτίθενται σε ψυχρές συνθήκες περιβάλλοντος (εξωτερικά ή σε μη θερμαινόμενους χώρους)
• Η διαδικασία απαιτεί πολύ ξηρό πεπιεσμένο αέρα: φαρμακευτικά, τρόφιμα και ποτά, ηλεκτρονικά, όργανα
• Απαιτείται ISO 8573-1 κλάση υγρασίας 1 έως 3

Όπου ένα σημείο δρόσου υπό πίεση περίπου +3 °C (37 °F) είναι αποδεκτό, ένας ψυκτικός ξηραντής είναι συχνά η πιο οικονομική λύση. Συνολικά, ο τύπος ξηραντή πεπιεσμένου αέρα εξαρτάται από το απαιτούμενο σημείο δρόσου.

Η αναγέννηση αντιπροσωπεύει το σημείο όπου ένας ξηραντής αφύγρανσης καταναλώνει την ενέργειά του. Ο τρόπος με τον οποίο παρέχεται αυτή η ενέργεια διαχωρίζει τους τέσσερις τύπους. Καθώς το σημείο δρόσου είναι συγκρίσιμο, η επιλογή εξαρτάται από το λειτουργικό κόστος.

1. Χωρίς θερμότητα (PSA): Χρησιμοποιεί ένα μέρος του ξηρού πεπιεσμένου αέρα για την αφαίρεση υγρασίας από το κορεσμένο υλικό αφύγρανσης. 
2. Θερμαινόμενη εκκένωση: Χρησιμοποιεί εξωτερικό θερμαντήρα κατά την αναγέννηση, μειώνοντας την ποσότητα πεπιεσμένου αέρα που απαιτείται. 
3. Εκκένωση φυσητήρα: Χρησιμοποιεί θερμαινόμενο αέρα περιβάλλοντος που παρέχεται από φυσητήρα, ελαχιστοποιώντας τις απώλειες πεπιεσμένου αέρα. 
4. Θερμότητα συμπίεσης (HOC): Χρησιμοποιεί τη θερμότητα που παράγεται κατά τη συμπίεση για την αναγέννηση του υλικού αφύγρανσης, βελτιώνοντας τη συνολική ενεργειακή απόδοση. 

Ο αριθμός καθαρισμού είναι αυτός που έχει σημασία. Ένας ξηραντής χωρίς θερμότητα στέλνει 15 έως 20% της χωρητικότητάς του πίσω μέσω του κρεβατιού και ο ανάντη αεροσυμπιεστής πρέπει να κάνει τον αέρα αυτό πρώτα κάθε ώρα που λειτουργεί. Για τον λόγο αυτό, η σειρά ξηραντών αέρα με υλικό αφύγρανσης διαιρείται βάσει της αρχής αναγέννησης.

Οι ξηραντές HOC λειτουργούν μόνο με αεροσυμπιεστές χωρίς λάδι. Ο λόγος είναι η πηγή θερμότητας: η αναγέννηση βασίζεται στον αέρα που αφήνει το στοιχείο συμπίεσης αρκετά ζεστό για να απομακρύνει το νερό από το υλικό αφύγρανσης και οι αεροσυμπιεστές χωρίς λάδι είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για αυτήν την εφαρμογή.

Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός είναι ο περιστροφικός ξηραντής τυμπάνου και λειτουργεί διαφορετικά από έναν διπλό πύργο. Ένας κύλινδρος γεμάτος με υλικό αφύγρανσης περιστρέφεται αργά μέσω μιας ζώνης ξήρανσης και μιας ζώνης αναγέννησης, οπότε η ξήρανση είναι συνεχής και όχι εναλλασσόμενη. Οποιαδήποτε στιγμή, το ένα τέταρτο του κυλίνδρου αναγεννάται με ζεστό πεπιεσμένο αέρα στους 130 έως 200 °C (266 έως 392 °F), στη συνέχεια ψύχεται, αποστραγγίζεται και επιστρέφεται μέσω ενός εκχυτήρα, ενώ τα άλλα τρία τέταρτα ξηραίνουν τον αέρα που προέρχεται από τον μεταψύκτη.

Δεν χρησιμοποιείται αέρας καθαρισμού και, επειδή η αναγέννηση εκτελείται με τη θερμότητα που έχει ήδη παράγει ο αεροσυμπιεστής, δεν υπάρχει ούτε θερμαντήρας. Το μόνο ηλεκτρικό φορτίο είναι ο μικρός κινητήρας που περιστρέφει τον κύλινδρο: ένας ξηραντής με ονομαστική ισχύ 1000 l/s (2119 cfm) καταναλώνει περίπου 120 W. Από εκεί προκύπτει το πλεονέκτημα του κόστους λειτουργίας. Το τυπικό σημείο δρόσου υπό πίεση είναι περίπου -20 °C (-4 °F) και χαμηλότερο με πρόσθετη θέρμανση.

Ένας ξηραντής με υλικό αφύγρανσης αποτυγχάνει αθόρυβα. Ο αέρας συνεχίζει να ρέει, οι πύργοι συνεχίζουν να εναλλάσσονται και τίποτα δεν ακούγεται ή δεν φαίνεται λάθος. Το μόνο σύμπτωμα είναι η αύξηση του σημείου δρόσου και μια συσκευή παρακολούθησης σημείου δρόσου εξόδου το καθιστά ορατό πριν η υγρασία φτάσει στη διεργασία σας.

Ασφάλεια: οι πύργοι βρίσκονται υπό πίεση και σε θερμαινόμενο ξηραντή ή ξηραντή HOC, η πλευρά αναγέννησης θερμαίνεται. Κάθε έλεγχος παρακάτω γίνεται από έξω από το μηχάνημα.

Η σωστή επιλογή ξηραντή εξαρτάται από τρεις βασικούς παράγοντες: το απαιτούμενο σημείο δρόσου υπό πίεση, τον ρυθμό ροής και τις συνθήκες λειτουργίας. Η επιλογή του σωστού ξηραντή συμβάλλει στην προστασία του εξοπλισμού, στη διατήρηση της ποιότητας των προϊόντων και στη μείωση του λειτουργικού κόστους.