L’aigua, un element summament perjudicial per a una instal·lació d’aire comprimit.
Mantenir un aire comprimit net i sec és fonamental pel correcte funcionament de la maquinària, el rendiment dels equips i la seva vida útil. Alguns dels resultats d’utilitzar aire comprimit humit són: obtenció de condensació en línia, òxid i corrosió en canonades i equips, desgast prematur d’equips i components, menor qualitat en el procés productiu o contaminació del producte final.
Trobar la solució industrial més adequada per cada instal·lació no és fàcil, requereix realitzar uns estudis previs i una anàlisi de les causes dels principals problemes, a més a més de tenir present el sector industrial al qual farà front el sistema d’aire comprimit.
En aquest post tractarem les diverses solucions que ens permeten obtenir un aire sec d’acord amb els requeriments marcats per cada aplicació.
En un dels nostres posts anteriors ja vam fer referència a les causes de la contaminació de l’aire. En aquesta ocasió, ens centrarem en la humitat de l’aire i els seus problemes derivats.
2. L’aigua i la humitat residual de l’aire comprimit
Es tracta d’uns dels contaminants que més afecten la qualitat de l’aire comprimit. La humitat, en aquest cas, referida a la proporció de vapor d’aigua en l’aire.
La corrosió i la proliferació de microorganismes nocius per les persones, productes i processos poden ser alguns dels resultats en cas de no realitzar un adequat tractament de l’aire.
En general, totes les instal·lacions d’aire comprimit tenen el mateix problema, aparició de condensat. Per evitar-ho, existeixen equips que literalment, assequen l’aire, deixant-lo amb uns nivells de vapor d’aigua admissibles per evitar que la humitat perjudiqui la nostra instal·lació o procés, el que ajuda a millorar el rendiment, la productivitat i a reduir els costs en el manteniment.
3. La humitat, el punto de rosada i la coalescència
Aclarem uns conceptes:
– El punt de rosada a pressió s’utilitza per mesurar el grau de sequedat de l’aire comprimit. Aquest paràmetre es refereix a la més baixa temperatura a la qual comença a condensar-se el vapor d’aigua contingut a l’aire.
– Filtres de coalescència. Principalment estan dissenyats per retenir partícules i líquids que arrossegui el flux de gas. Amb aquests, les petites gotes s’aglutinen formant gotes més grans permetent la seva decantació i drenatge de la instal·lació.
La humitat residual excessiva a l’aire empitjora la qualitat d’aquest. A l’atraure l’aigua, els contaminants es poden adherir als processos de producció. Una de les causes més comunes pot ser la congelació de vàlvules de control o la corrosió en els aparells.
El grau d’humitat s’ha de controlar, ja que pot variar depenent de la temperatura ambient, i la quantitat de vapor d’aigua permesa és limitada.
A continuació, un exemple per visibilitzar la quantitat d’aigua present en l’aire ambient i susceptible que més tard aparegui en el nostre sistema d’aire comprimit.
Suposem una instal·lació formada per un compressor de 90 kW que funciona 24 hores al dia amb una pressió de 7,5 bar i un flux d’aire és de 1000 Nm3/h. El sistema disposa d’un assecador frigorífic amb un punt de rosada de +3°C i les condicions ambientals són: 15ºC, 60% HR, Contingut de vapor d’aigua=7.6 g/m3.
¡¡La condensació diaria generada serà d’aproximadament 165 litres!!
4. Processos d’assecament
La instal·lació de separadors d’aigua centrífugs, redueix l’aigua líquida en el corrent de l’aire comprimit i els filtres de coalescència redueixen els aerosols de l’aigua, però per reduir el vapor d’aigua fins a uns valors admissibles, necessitem instal·lar un assecador.
Un assecador d’aire és una part integral del sistema de tractament d’aire. És l’assecador d’aire el que elimina la humitat residual i permet obtenir un aire completament sec.
Existeixen tres tipus de processos:
– Assecadores frigorífiques.
És un mètode d’assecament molt comú, en el que l’aire comprimit és refredat en una unitat frigorífica i posteriorment escalfada. La humitat es condensa en el procés de refredament i és purgada automàticament. L’escalfament posterior prevé la formació de condensació en el sistema de canonades. Existeixen tres tipus de conceptes:
o No cíclic o estàndard:
Temperatures de rosada a pressió de 3°C a 10°C
Les assecadores frigorífiques estàndard, són equips d’expansió directa dissenyats per proporcionar una fiabilitat superior al seu sistema d’aire comprimit.
o Cíclic (massa tèrmica):
Temperatures de rosada a pressió de 3°C a 10°C
El disseny i construcció d’alta eficiència de les assecadores cícliques Dec d’Ingersoll Rand ajuda a aconseguir un millor rendiment, reduint al mateix temps el consum d’energia. L’intercanviador de calor patentat d’alta eficiència, combinat amb un circuit de massa tèrmica, ajuda a estalviar energia a qualsevol càrrega. El compressor de refrigerant d’alta eficiència es desactiva automàticament per estalviar energia quan no és necessari.
o Regeneratiu (subfreezing):
Temperatures de rosada a pressió de -20°C
El revolucionari assecador SF d’Ingersoll Rand, és l’únic assecador frigorífic regeneratiu disponible actualment en el mercat de l’aire comprimit, combina el punt de rosada a pressió (PDP) amb temperatures sota zero d’un assecador dessecant regeneratiu típic amb baixos costs energètics i de funcionament d’un assecador frigorífic per proporcionar un cost total de propietat extremadament baix.
– Assecadores de membrana.
Se solen instal·lar prop de l’aplicació o punt d’ús i per caudals volumètrics més petits. Generalment com un complement de les assecadores frigorífiques i quan hi ha requisits d’assecament més exhaustius.
Aquest tipus d’assecadores, utilitzen fibres buides compostes d’una membrana macromolecular, pel que quan l’aire comprimit humit passa a través de l’assecadora, només el vapor d’aigua travessa la membrana i en l’interior de les fibres només queda aire sec.
o Temperatures de punt de rosada a pressió de -40°C a -70°C.
o No necessita subministrament elèctric ni de refrigerant però consumeix caudal d’aire sec en la purga.
– Assecadores d’adsorció.
Les assecadores d’aire d’adsorció són ideals per proporcionar una gran qualitat d’aire a la planta, tant en aplicacions d’indústria mitjana com pesada. Combinen un disseny senzill amb una gran varietat de models i són adequats per caudals volumètrics grans.
o Temperatures de punt de rosada a pressió de -40°C a -70°C.
El principi de funcionament consisteix a fer passar l’aire comprimit a través d’una torre plena amb material descendent o adsorbent (alúmina). El vapor d’aigua contingut en l’aire comprimit s’adhereix a la superfície de l’alúmina fins a arribar a la seva saturació.
L’alúmina activada és una forma porosa amb molt bones propietats d’adsorció d’aigua.
L’adsorció és el fenomen pel qual un sòlid atrau i reté en la seva superfície gasos o líquids.
La regeneració és el procés mitjançant el qual s’extrau el vapor d’aigua dels porus del dessecant. Amb una instal·lació bessona (dues torres), un dipòsit pot regenerar-se mentre l’altre està operatiu. Existeixen diferents tipus d’assecadores en funció del mètode de regeneració, els principals són:
o Regeneració per calor (PURGA ZERO)
o Regeneració mixta
o Regeneració per aire
Amb aquests sistemes es millora la productivitat, l’eficiència del sistema, el rendiment del compressor i la qualitat del producte o procés.
Si tens dubtes o vols que t’assessorem des de Daunis, contacta amb nosaltres.
