Osuszacz adsorpcyjny w produkcji azotu – niezbędne urządzenie czy marketing?
Ostatnio potencjalny klient przekonywał mnie, że generator azotu, który potrzebuje powietrze z osuszacza ziębniczego jest znacznie lepszy od tych, co potrzebują uzdatnione powietrze z osuszacza adsorpcyjnego. I do tego tańszy w eksploatacji !
Jak zwykle prawda leży pośrodku i zależy od zastosowania azotu.
Azot separowany jest z powietrza poddanemu procesowi sprężania.
Sprężone powietrze przechodzi przez układ filtracji w celu osiągnięcia odpowiedniej zawartości cząstek stałych i olejowych.
Przechodzi też przez osuszacz sprężonego powietrza, który zmniejsza zawartość pary wodnej w powietrzu.
Zalecana klasa powietrza w zakresie wody
Analizując wymagania generatorów azotu działających na zasadzie zmiennociśnieniowej adsorpcji PSA (Pressure Swing Adsorption) różnych producentów można zobaczyć, że zalecana klasa czystości sprężonego powietrza w zakresie zawartości wody to 2 (ciśnieniowy punkt rosy -40ºC) albo 4 (ciśnieniowy punkt rosy +3ºC).
Więcej o czystości sprężonego powietrza możesz przeczytać w poradzie pt. “Klasa czystości powietrza”.
Skąd takie rozbieżności?
Co one oznaczają dla procesu wytwarzania azotu?
Podawane przez producentów wydajności odnoszą się do warunków nominalnych: ciśnienie robocze 7 bar g i temperatura otoczenia 20-25ºC.
Dla tej temperatury otoczenia, sprężone powietrze ma wyższą temperaturę o 8-10ºC w zależności od rodzaju sprężarki, modelu, wielkości i producenta.
W temperaturze 35ºC i ciśnieniu manometrycznym 7 bar g powietrze zawiera parę wodną na poziomie 39,286 g/m3.
Zalecenie osuszacza ziębniczego
Stosując zalecenia jednej grupy producentów do zastosowania osuszacza ziębniczego można przeczytać argument, że proces wytwarzania azotu nie jest obciążony kosztowną regeneracją. W przeciwieństwie do procesu, gdy stosuje się osuszacz adsorpcyjny. Z reguły osuszacze te zużywają 20-25% dostarczanego sprężonego powietrza na przemienną regenerację kolumn. Kolumn z molekularnym sitem węglowym CMS (Carbon Molecular Sieve). I to powietrze oszczędza się przy stosowaniu osuszacza ziębniczego.
Dzięki zastosowaniu osuszacza ziębniczego / chłodniczego / kondensacyjnego osiąga się 4. klasę czystości powietrza w zakresie wody i ciśnieniowy punkt rosy +3ºC.
Przy ciśnieniu manometrycznym 7 bar g zawartość pary wodnej w sprężonym powietrzu wynosi 5,953 g/m3. Oznacza to redukcję zawartości pary wodnej o 85% w stosunku do zawartości pary wodnej powietrza wlotowego do osuszacza.
Więcej informacji o osuszaczu ziębniczym przeczytasz w dedykowanej poradzie pt. „Osuszacz ziębniczy”
Problematykę punktu rosy i zawartości wilgoci w powietrzu opisałem w poradzie pt. „Punkt rosy”.
Osuszacz adsorpcyjny zalecany
Zalecenia drugiej grupy producentów, (która jest w większości) mówią o konieczności zastosowania osuszacza adsorpcyjnego i uzyskania ciśnieniowego punktu rosy dla klasy 2 sprężonego powietrza, czyli -40ºC.
Sprężone powietrze o ciśnieniu manometrycznym 7 bar g zawiera 0,117 g/m3 pary wodnej. Oznacza to redukcję zawartości pary wodnej o 99,7% w stosunku do zawartości pary wodnej powietrza wlotowego do osuszacza.
Dodatkowo jest to jedynie 2% zawartości pary wodnej, która przechodzi przez osuszacz ziębniczy.
Wybór generatora azotu
Wybór pomiędzy osuszaczem adsorpcyjnym i osuszaczem ziębniczym nie jest zatem wyborem pomiędzy lepszym i gorszym generatorem azotu. Po prostu molekularne sito węglowe w wytwornicy azotu jest bardziej lub mniej obciążone parą wodną (5,953 g/m3 albo 0,117 g/m3).
Dlatego przyjmuje się zasadę, że w przypadku wymogów wyższych czystości produkowanego azotu i jego suchości należy stosować osuszacze adsorpcyjne.
Będzie to miało miejsce w badaniach laboratoryjnych, wycinarkach laserowych albo montażu elektroniki na elementach drukowanych.
Tam, gdzie jakość azotu nie jest najważniejsza, za to są ważne koszty wytworzenia azotu, bo wykorzystywana ilość azotu jest znaczna, można stosować osuszacze ziębnicze. Idealnym przykładem jest tworzenie atmosfery ochronnej w przechowalniach sadowniczych, chłodniach, serwerowniach albo układach gaśniczych i przeciwpożarowych.
Koszt produkcji azotu
Należy przy tym mieć świadomość, że koszt sprężonego powietrza w klasie 4 wykorzystywanego do produkcji azotu będzie niższy. Za to częstotliwość regeneracji sita węglowego może być większa. W związku z tym również czas do wymiany złoża na nowe będzie krótszy.
Większość producentów zaleca stosowanie osuszacza adsorpcyjnego
Analizując oferty wszystkich wiodących globalnych producentów generatorów azotu można odnotować zalecenie stosowania 2 klasy czystości powietrza w zakresie wody. I to niezależnie od czystości produkowanego azotu.
Oznacza to, że zalecany jest osuszacz adsorpcyjny i ciśnieniowy punkt rosy -40ºC, dla zapewnienia gwarantowanych parametrów czystości azotu, wydajności generatora i niskich kosztów eksploatacji.
Gdybyś chciał porozmawiać o wytwarzaniu azotu w Twoim przedsiębiorstwie, to zapraszam do bezpośredniego kontaktu. Możesz też śledzić wpisy w Poradniku Sprężarkowni. A moglibyśmy porozmawiać jeszcze o wytwornicach azotu, zasadach eksploatacji i ich obsłudze serwisowej. Ja z kolei chętnie poznałbym jakieś nowe i unikalne zastosowanie azotu, oprócz tych powszechnie znanych.
4 thoughts on “Osuszacz adsorpcyjny”