جذب رطوبت هوای فشرده و مواد جاذب رطوبت

مقدمه: هوای فشرده هوایی است که تحت فشاری بیشتر از فشار اتمسفر توسط کمپرسورها تولید می شود و یک نیروی مهم برای انتقال انرژی در فرایند های صنعتی است. اولین مرحله برای تولید هوای فشرده با استفاده از کمپرسور هوا انجام می شود. کمپرسور هوا دستگاهی است که هوای محیط را از محیط اطراف گرفته و با فشار بالاتری تخلیه می کند .

کمپرسور گاز توان مکانیکی را به انرژی پتانسیل ذخیره شده در هوای فشرده تبدیل میکند که یک کاربرد متداول آن فشرده سازی هوا در یک مخزن ذخیره سازی برای استفاده فوری یا بعدی است. مادامی که فشار تحویل به حد بالای تنظیم شده خود برسد کمپرسور خاموش شده یا هوای اضافه از طریق یک شیر فشار آزاد میشود. هوای فشرده تا زمان نیاز در مخزن ذخیره میشود. زمانی که فشار مخزن به حد پائین میرسد کمپرسور هوا دوباره روشن شده و دوباره به مخزن فشار وارد میکند. انرژی فشاری که توسط هوای فشرده تامین میشود می تواند برای کاربردهای زیادی از جمله ابزارهای پنوماتیک هنگام آزاد شدن استفاده شود.

درایرهای هوای فشرده برای بسیاری از فرآیندهای تولید صنعتی حیاتی هستند. تولید مواد غذایی و نوشیدنی، سنتز ترکیبات شیمیایی، داروسازی و اکتشاف نفت و گاز تنها مواردی هستند که برای بهره وری مطلوب به هوای فشرده خشک شده نیاز دارند.

درایرهای هوای فشرده به دو نوع جذبی و تبریدی دسته بندی می شوند که در نوع جذبی از مواد جاذب رطوب هوای فشرده مانند مولکولارسیو و آلومینا اکتیو و در نوع تبریدی از گازهای مبرد استفاده می شود.

شرکت پتروتات با بیش از ۱۰ سال سابقه تخصصی در زمینه تامین مواد جاذب رطوبت هوا (دسیکانت) برای درایر های جذبی ، آماده ارائه خدمات فنی مهندسی و تامین مواد دسیکانت با کیفیت بسیار بالا برای مشتریان خود می باشد.

خشک کن (درایر هوا) چیست ؟

خشک کن هوای فشرده (درایر) تجهیزاتی است که بخار آب را از هوایی که برای مقاصد مختلف صنعتی تحت فشار قرار گرفته است حذف می کند. خشک کن های هوای فشرده در بسیاری از کاربردهایی که به رطوبت حساس هستند، عملاً ضروری هستند. خشک کن های هوا انواع متعددی دارند و به روش های مختلفی کار می کنند.

خشک کن های تبریدی :

اگرچه این تجهیزات نقطه شبنم پائینی که با انواع دیگر می شود بدست آورد را ارائه نمی دهند، اما در بسیاری از کاربردهای عمومی هوای کارخانه های صنعتی قابل قبول است. می توان گفت خشک کن های تبریدی یک انتخاب محبوب برای کاربردهای تولیدی و خدماتی هستند که به هوای فشرده بدون رطوبت قابل تشخیص نیاز دارند، با اینحال آنها برای کاربردهای حساس که حتی مقدار کمی آب می توان مضر باشد، مناسب نیستند.

مزایای درایرهای تبریدی عبارتند از :

– هزینه راه اندازی کم

– مقاوم در برابر ذرات معلق

– کارکردن ارزان

معایب آن عبارتند از :

– برای کار در دماهای زیر صفر ایده آل نیست.

– ظرفیت نقطه شبنم حاشیه ای داشته باشد.

– نوسانات زیاد

– هزینه های نگهداری و تعمیرات در بلند مدت

خشک کن های جذبی :

کارآمدترین نوع درایر که تا نقطه شبنم ۷۰- را پوشش می دهد. این خشک ها دارای مکانیزم جذبی هستند که به حذف رطوبت از هوای عبوری از آنها کمک میکند، علاوه بر این درایرهای جذبی از مواد جاذب سطحی مانند مولکولارسیو ۴A و یا آلومینا اکتیو استفاده می کنند که در صورت اشباع شدن نیاز به تعویض دارند.

تنظیم جذب معمولاٌ شامل یک سیستم خشک کن برج دوقلو با هردو محفظه پر از مواد خشک کننده است.

در حین کار، یک برج به طور فعال هوای عبوری از آن را خشک می کند در حالی که برج دوم در حالت احیا کننده است (خاک کننده اشباع شده با رطوبت برای استفاده بیشتر تجدید می شود). هر دو برج بین مراحل خشک کردن و احیا در تمام چرخه های عملیاتی به عقب و جلو می روند.

مزایای درایرهای جذبی عبارتند از :

– نقطه شبنم ثابت و کم

– هزینه های عملیاتی متوسط مناسب برای استفاده در محیط های خشن و ایزوله

-قابلیت خشک کردن هوای فشرده با اختلاف ۳۷ برابر از درایر تبریدی

معایب آن عبارتند از :

– هزینه های راه اندازی بالاتر

– فیلترهوا برای جلوگیری از تخریب ماده خشک کننده از روغن های معلق لازم است.

– هوای تصفیه اغلب مورد نیاز است.

این تجهیزات را می توان به طور موثر در مکان های خطرناک و دور افتاده که به هوای خشک و تحت فشار نیاز دارند، مستقر کرد.

بررسی مواد جاذب رطوبت درایر جذبی

۱- غربال مولکولی یا مولکولارسیو:

مولکولارسیو موادی از  زئولیت مصنوعی هستند که با منافذی با ساختارها و اندازه ای دقیق و یکنواخت مهندسی شده اند. این به انها اجازه می دهد تا گازها و مایعات را بر اساس اندازه مولکولی و قطبیت ترجیحا جذب کنند.

مولکولارسیوها دارای شبکه‌ ی سه بعدی از سیلیس و چهار وجهی آلومینا هستند. آب طبیعی هیدراتاسیون با حرارت دادن از این شبکه حذف می شود تا حفره های یکنواختی ایجاد شود که به طور انتخابی مولکول های یک اندازه خاص را جذب می کند.

انواع مولکولارسیو های پتروتات برای درایر جذبی:

• مولکولارسیو ۳A :

مولکولارسیو ۳A یک زئولیت نوع A با حفره هایی به قطر۳ آنگستروم ، مناسب برای نم زدایی از هوا ، گاز طبیعی ، CNG ، ترکیبات قطبی و الکل ها مانند اتانول و متانول ، هیدروکربن های اشباع نشده مانند اتیلن ، پروپیلن ، بوتادین و غیره می باشد. مولکولارسیو ۳A کروی در سایزهای مختلف با توجه به نیاز مصرف کننده قابل تامین است.

مولکولارسیو ۳A را به روش حرارتی TSA در دمای ۲۰۰-۲۳۰ درجه سانتیگراد و یا با کاهش فشار در فرآیند PSA  می توان احیا کرد.

در صورتی که مولکولارسیو به درستی احیا شود میتواند نقطه شبنم زیر ۱۰۰-  درجه سانتی گراد را ایجاد کند.

• مولکولارسیو ۴A :

آیا به نقطه شبنم عمیق نیاز دارید؟ …. پاسخ شما در استفاده از مولکولارسیو ۴A پتروتات است.

با داشتن بیش از ۱۰ سال تجربه و همکاری نزدیک با صنایع مختلف کشور توانستیم یک روند تامین پیوسته و موفق را در زمینه تامین جاذب رطوبت مورد نیاز واحد های هوای فشرده ، CNG ، خودرو سازی و پالایش گاز طبیعی فعال کنیم. با استفاده از مولکولارسیو۴A پتروتات علاوه بر رسیدن به یک نقطه شبنم عمق و پایدار در خشک کن های جذبی (PSA/TSA) می توانید همچنین دوام عملیاتی بیشتر و هزینه نگهداری کمتری را تجربه نمایید.

مولکولارسیو ۴A یک زئولیت نوع A با حفره هایی به قطر ۴ آنگستروم ، مناسب برای نم زدایی و حذف CO2 از گاز طبیعی ، رطوبت زدایی از هوای فشرده ، گاز های اتمسفریک ، CNG و LPG و همچنین حذف هیدروکربن ها، آمونیاک و متانول از جریان های گازی می باشد. مولکولارسیو ۴A کروی و استوانه ای در سایزهای مختلف با توجه به نیاز مصرف کننده قابل تامین است.

مولکولارسیو ۴A را به روش حرارتی TSA در دمای ۲۵۰-۲۸۰ درجه سانتیگراد و یا با کاهش فشار در فرآیند PSA می توان احیا کرد. در صورتی که مولکولارسیو به درستی احیا شود می تواند نقطه شبنم زیر ۱۰۰- درجه سانتی گراد را ایجاد کند. مولکولارسیو نباید در معرض هوای آزاد قرار گیرد و باید در شرایط خشک و در بسته بندی صحیح و ضد هوا نگهداری شود.

۲- آلومینا اکتیو یا آلومینای فعال

آلومینا اکتیو یا آلومینای فعال ماده کروی شکل متخلخلی است که از اکسید آلومینیوم (AL2O3) تشکیل شده است. مشخصه اصلی این مواد تخلخل زیاد تا حدود ۳۵۰ – ۴۱۵ متر مربع در هر گرم در حین برخورداری از مقاومت مکانیکی  بالا می‌باشد. از دیگر خصوصیات این ماده مقاومت بالای حرارتی و شیمیایی آن است که موجب افزایش قابل توجه کاربرد آن در صنایع مختلف شده است.

آلومینا اکتیو یک جاذب رطوبت قوی که به دلیل داشتن سطح ویژه بالا ظرفیت جذب بالایی داشته و تا نقطه شبنم ۵۰- درجه سانتی گراد قابلیت رطوبت زدایی دارد.

از آلومینا اکتیو بیشتر به عنوان دسیکانت برای جذب رطوبت از هوای فشرده در خشک کن های جذبی به روش PSA و یا به عنوان کاتالیست بازیافت گوگرد در واحد های کلاوس (CLAUS)  استفاده می شود.

آلومینا اکتیو (آلومینای فعال) تأمین شده از سوی شرکت پتروتات می‌تواند رطوبت را از هوا تا ۲۰٪ وزنی خودش در رطوبت نسبی ۵۰٪  جذب کند. این امر موجب می‌گردد که نقطه شبنم هوای خروجی بسته به شرایط فرآیندی تا ۵۰- درجه‌ سانتی‌گراد کاهش یابد. از دیگر مزایای آلومینا اکتیو شرکت پتروتات عمر مفید بالای آن به دلیل مقاومت مکانیکی مطلوبش است. این جاذب معمولا در اثر کاهش فشار درایرهای جذبی PSA رطوبت خود را دفع کرده و احیاء می‌گردند.

آلومینا اکتیو  در اندازه های مختلف موجود است که متداول ترین اندازه مورد استفاده ۳ تا ۵ میلی متر است. اندازه ۵ تا ۸ میلی متر به طور کلی به عنوان بستر برای خشک کن های بسیار بزرگ یا به عنوان بستر محافظ برای سایر لایه های جاذب مانند مولکولارسیو استفاده می شود.