WHITEPAPER SUGLI ESSICCATORI D'ARIA COMPRESSACOME SCEGLIERE L'ESSICCATORE GIUSTO
Il requisito più importante di un essiccatore consiste nel tenere il passo con la produzione di aria del compressore per soddisfare i rispettivi requisiti di processo. Fortunatamente, sono disponibili strumenti di calcolo che consentono agli utenti di capire qual è l'essiccatore migliore. Tali strumenti devono essere indubbiamente utilizzati per garantire che le dimensioni della macchina siano corrette. Indovinare le dimensioni dell'essiccatore o semplicemente sostituire un vecchio essiccatore con un essiccatore di dimensioni simili, non sempre porterà al risultato atteso.
Per determinare quale essiccatore è il più adatto, è necessario calcolare e tenere in considerazione sei criteri principali:
1. Portata d'aria massima in m³/min2. Punto di rugiada in pressione desiderato3. Pressione di aspirazione dell'aria4. Temperatura dell'aria in ingresso5. Temperatura dell'aria ambiente (e temperatura dell'acqua se il condensatore è raffreddato ad acqua)6. Ambiente di installazione dell'essiccatore
Gli essiccatori ad adsorbimento possono fornire un punto di rugiada ultra-basso, in genere intorno a -40°C. Un punto di rugiada affidabile e prevedibile può essere importante per le applicazioni più impegnative in settori quali la lavorazione di prodotti farmaceutici e alimentari. Gli essiccatori a refrigerazione raggiungono in genere un punto di rugiada di circa 3 °C, ma sono meno costosi da acquistare, gestire e manutenere degli essiccatori ad adsorbimento. Sono principalmente utilizzati per proteggere l'installazione, piuttosto che necessari per applicazioni specifiche.
Guarda il video wiki per ulteriori informazioni su come scegliere l'essiccatore d'aria corretto per il tuo compressore:
Gli essiccatori a refrigerazione sono il tipo più comunemente utilizzato di essiccatori d'aria compressa. Sono costituiti da uno scambiatore di calore aria-aria e da uno scambiatore di calore aria-freon.Ecco come funzionano: L'aria compressa proveniente dal compressore passa per prima cosa attraverso lo scambiatore di calore aria-aria. In questa fase, l'aria in ingresso viene pre-raffreddata dall'aria più fredda in uscita e l'aria in uscita viene riscaldata.Nella seconda fase, l'aria compressa passa attraverso lo scambiatore di calore aria-freon, dove viene ulteriormente raffreddata fino ad una temperatura di circa 3 °C. A questa temperatura, il vapore acqueo presente viene parzialmente condensato, raccolto e rimosso. In questa fase l'umidità relativa dell'aria compressa è ancora del 100%.Nella fase successiva, l'aria compressa viene riscaldata dall'aria in ingresso e, grazie al conseguente aumento della temperatura, l'umidità relativa dell'aria in uscita scende al di sotto del 50%.Gli essiccatori a refrigerazione, disponibili nelle versioni raffreddate ad acqua e ad aria, vengono utilizzati nei sistemi dell'aria compressa per evitare l'ingresso di acqua e la corrosione nell'impianto. Un'umidità relativa inferiore al 50% è sufficiente per raggiungere questo obiettivo.
Un essiccatore a refrigerazione è dotato di un compressore che comprime il gas refrigerante. Gli essiccatori d'aria a refrigerazione convenzionali in genere utilizzano un compressore alternativo (a pistone) che funziona a velocità fissa. In sostanza, significa che il compressore è "spento" o "acceso". Quando è acceso, funziona alla massima velocità, il che non è molto efficiente dal punto di vista energetico.
Al contrario, un essiccatore a refrigerazione VSD utilizza un compressore a vite con un elemento che orbita attorno ad un secondo fisso. È compatto e silenzioso e la velocità del motore può essere regolata per soddisfare un fabbisogno specifico, molto più efficiente dal punto di vista energetico.
Oltre alla grande efficienza, un altro vantaggio chiave di un essiccatore a refrigerazione VSD è la fornitura affidabile di aria di alta qualità a un punto di rugiada stabile e basso, indipendentemente dalla temperatura dell'aria ambiente. Si tratta di un importante vantaggio rispetto agli essiccatori a massa termica, che offrono un notevole risparmio energetico. Tuttavia, in questo caso, una massa termica viene raffreddata e quindi asciuga l'aria quando la massa si riscalda lentamente. Il risultato è un punto di rugiada che aumenta e diminuisce con la temperatura della massa termica, il che significa che la qualità dell'aria compressa può variare fino a due classi di purezza. Questa fluttuazione può danneggiare la qualità e l'affidabilità della produzione dell'operazione.Al contrario, un essiccatore a refrigerazione VSD fornisce continuamente aria secca a un punto di rugiada stabile.
Gli essiccatori ad adsorbimento vengono utilizzati quando l'applicazione di aria compressa richiede un punto di rugiada inferiore a 0 °C. Nella maggior parte dei casi, gli essiccatori sono costituiti da due serbatoi a pressione disposti uno accanto all'altro. Questi due serbatoi sono riempiti con granuli igroscopici, che sono un tipo di sostanza igroscopica.
L'aria compressa passa attraverso uno dei serbatoi quando l'umidità nell'aria viene adsorbita dai granuli. Una volta catturata una certa quantità di umidità, i granuli sono saturi. A questo punto, l'aria viene guidata verso il secondo serbatoio. Mentre l'aria compressa passa attraverso quest'ultimo, i granuli del primo contenitore vengono rigenerati, il che significa che l'umidità catturata viene rilasciata nuovamente e smaltita. Quando i granuli nel secondo serbatoio sono saturi, l'aria viene nuovamente guidata attraverso il primo serbatoio rigenerato e il processo inizia di nuovo.
Esistono sul mercato diversi tipi di essiccatori d'aria ad adsorbimento, ciascuno con un metodo specifico per la rigenerazione della sostanza igroscopica:
L'aria compressa umida fluisce dal basso verso l'alto attraverso la sostanza igroscopica, che adsorbe l'umidità. L'aria secca dall'uscita della colonna di essiccazione viene espansa alla pressione atmosferica e quindi inviata attraverso la sostanza igroscopica satura, rimuovendo così l'umidità. Dopo il processo di desorbimento, la valvola di decompressione viene chiusa e il serbatoio viene nuovamente pressurizzato.
Essiccatori ad adsorbimento con rigenerazione a caldo con soffiante
Utilizzando un riscaldatore elettrico dell'aria, questi essiccatori riscaldano l'aria di scarico espansa, limitando il flusso di scarico all'8% circa. Questo tipo di essiccatore utilizza il 25% di energia in meno rispetto agli essiccatori senza rigenerazione a caldo.
L'aria ambiente, espulsa dalla soffiante, passa attraverso il riscaldatore esterno. L'aria viene quindi diretta alla sostanza igroscopica satura che rimuove l'umidità.
Gli essiccatori HOC rigenerano la sostanza igroscopica utilizzando il calore disponibile proveniente dal compressore. Invece di rimuovere il calore dall'aria compressa in un refrigeratore finale, l'aria calda viene utilizzata per rigenerare la sostanza igroscopica. Questo tipo di essiccatore è in grado di fornire un tipico punto di rugiada di -20 °C senza alcuna ulteriore energia assorbita. È inoltre possibile ottenere un punto di rugiada inferiore aggiungendo ulteriori riscaldatori.
Gli essiccatori rotativi a tamburo ad adsorbimento sono costituiti da un unico serbatoio che contiene un tamburo al posto dei granuli di sostanza igroscopica. Questo tamburo è caratterizzato da una struttura a nido d'ape sulla quale è impregnato il materiale di adsorbimento. Il tamburo ruota a una velocità molto bassa (solo pochi giri all'ora). Una parte (3/4) del tamburo viene utilizzata per essiccare l'aria compressa, l'altra parte (1/4) viene rigenerata.
L'aria compressa calda proveniente dal compressore viene utilizzata per la rigenerazione. Se il processo di compressione fornisce calore insufficiente, potrebbe essere necessario aumentare il calore per raggiungere il punto di rugiada in pressione richiesto. Il vantaggio degli essiccatori rotativi a tamburo è che non hanno valvole di commutazione. Il motore elettrico e il tamburo rotante sono gli unici componenti in movimento in questo tipo di essiccatore. Non è necessario filtrare l'aria compressa a monte dell'essiccatore e, poiché il materiale attivo è legato al tamburo, non è necessario filtrare l'aria all'uscita.
Gli essiccatori a tamburo rotante non richiedono un ciclo di raffreddamento separato. I vantaggi offerti includono inoltre una caduta di pressione molto bassa e un consumo energetico molto basso.
Cerades™ è un solido essiccante progettato da Atlas Copco che rivoluziona il design, l'efficienza e le prestazioni degli essiccatori a sostanza igroscopica. Negli essiccatori dotati di sostanza igroscopica strutturata, l'aria compressa viene convogliata direttamente attraverso la sostanza igroscopica resistente invece di attraversare i molti minuscoli granuli di sostanza igroscopica.
Ciò offre molti vantaggi:
Gli essiccatori a membrana utilizzano il processo di permeazione selettiva dei componenti del gas presenti nell'aria. L'essiccatore è composto da un cilindro che alloggia migliaia di strette fibre di polimero cave con un rivestimento interno. Attraverso la permeazione selettiva, queste fibre sono in grado di rimuovere il vapore acqueo.
Le prestazioni degli essiccatori a membrana sono definite dalla temperatura e dall'umidità dell'aria in ingresso. Non forniscono un punto di rugiada fisso all'uscita ma forniscono invece un abbassamento del punto di rugiada. Il loro design è molto semplice e affidabile. Non ci sono componenti mobili, il che significa che non necessitano di manutenzione al 100%. Tuttavia, il consumo medio di scarico di questi tipi di essiccatori è di circa il 25%.
