خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور
خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور (Adsorption drying)
مقدمه
خشک‌کن جذبی سطحی (Adsorption drying) یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین روش‌ها برای حذف رطوبت از هوای فشرده در سیستم‌های صنعتی است. عملکرد کلی این دستگاه بسیار ساده و در عین حال کارآمد می‌باشد. در این روش، هوای مرطوب از میان مواد جاذب رطوبت عبور می‌کند و بخار آب موجود در هوا به سطح مواد خشک‌کن منتقل می‌شود. رایج‌ترین موادی که در ساخت خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل ژل سیلیکا، مولکولارسیو (Molecular Sieve) و اکتیو آلومینا هستند. این مواد به دلیل داشتن سطح فعال بسیار بالا و توانایی جذب فوق‌العاده، به‌طور گسترده برای فرآیند خشک‌سازی استفاده می‌شوند.
عملکرد چرخه‌ای خشک‌کن جذبی سطحی در کمپرسور
زمانی که هوای مرطوب از این مواد عبور می‌کند، تبادل بخار آب میان هوای فشرده و سطح مواد جاذب رخ می‌دهد. به‌تدریج، مواد خشک‌کن با رطوبت اشباع می‌شوند و دیگر قادر به جذب آب اضافی نیستند. در چنین شرایطی، فرآیند احیا یا بازسازی مواد خشک‌کن ضروری است. برای این منظور، خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور معمولاً به صورت دو برج طراحی می‌شود. در یک زمان مشخص، یکی از برج‌ها مشغول خشک‌سازی هوای فشرده است، در حالی‌که برج دوم وارد مرحله‌ی احیا می‌شود. پس از تکمیل احیا، دو برج جای خود را عوض می‌کنند و این چرخه به طور مداوم ادامه می‌یابد.
کاهش نقطه شبنم و اهمیت آن در خشک‌کن جذبی سطحی در کمپرسور
یکی از ویژگی‌های مهم خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور این است که می‌تواند نقطه شبنم فشار هوا را تا حدود ۴۰- درجه سانتی‌گراد کاهش دهد. به همین دلیل، این تجهیزات برای کاربردهایی که نیاز به هوای بسیار خشک دارند، مثل صنایع دارویی، غذایی، ابزار دقیق و تجهیزات پنوماتیکی حساس، بسیار مناسب هستند. کاهش نقطه شبنم بدین معناست که احتمال تقطیر بخار آب در خطوط لوله به شدت کاهش یافته و از آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌شود.
انواعخشک کن جذبی سطحی در کمپرسور
خشک کن جذبی سطحی در کمپرسوربر اساس روش احیا به چند دسته تقسیم می‌شوند:
-
خشک‌کن جذبی سطحی بدون گرما (هوای برگشتی)
این نوع درایر که به “درایرهای فاقد گرما” نیز شناخته می‌شوند، برای جریان‌های هوای با حجم کمتر کاربرد دارند. در فرآیند احیا، از بخشی از هوای فشرده‌ی تصفیه‌شده استفاده می‌شود و معمولاً ۱۵ تا ۲۰ درصد ظرفیت دستگاه صرف احیا می‌گردد. هرچند این روش ساده‌تر است، اما مصرف هوای فشرده نسبتاً بالایی دارد. -
خشک‌کن جذبی سطحی با احیای گرمایی (Heated Purge)
در این نوع، هوای فشرده قبل از عبور از مواد جاذب توسط المنت‌های الکتریکی گرم می‌شود. با گرم شدن هوا، رطوبت بیشتری از مواد جاذب جدا شده و فرآیند احیا مؤثرتر انجام می‌شود. این روش نسبت به نوع بدون گرما حدود ۲۵ درصد صرفه‌جویی انرژی دارد. -
خشک‌کن جذبی سطحی با بلوئر
در این سیستم، از هوای محیط استفاده می‌شود. هوا پس از عبور از گرم‌کن الکتریکی، برای احیای مواد جاذب به کار گرفته می‌شود. از آن‌جایی که در این روش دیگر نیازی به مصرف هوای فشرده نیست، میزان صرفه‌جویی انرژی نسبت به روش بدون گرما به حدود ۴۰ درصد می‌رسد. -
خشک‌کن جذبی سطحی با تراکم گرما (HOC)
این روش از گرمای حاصل از فرآیند تراکم در کمپرسور برای احیای مواد جاذب استفاده می‌کند. در این حالت، هوای داغ خروجی از کمپرسور به جای تخلیه در افترکولر، به داخل برج خشک‌کن هدایت می‌شود و عمل احیا را انجام می‌دهد. این سیستم می‌تواند بدون مصرف انرژی اضافی، نقطه شبنم فشار را تا حدود ۲۰- درجه سانتی‌گراد کاهش دهد.
یکی از نمونه‌های پیشرفته‌ی این دسته، خشک‌کن جذبی سطحی درام چرخشی است. در این طراحی، مواد جاذب روی یک درام چرخان قرار دارند. بخشی از درام توسط جریان هوای داغ کمپرسور احیا می‌شود و بخش دیگر آن هم‌زمان فرآیند خشک‌سازی هوا را انجام می‌دهد. این روش باعث می‌شود که اتلاف انرژی به حداقل برسد و سیستم راندمان بالایی داشته باشد.
اهمیت فیلترها و نگهداری
برای عملکرد بهتر خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور وجود فیلترها الزامی است. پیش از ورود هوا به برج خشک‌کن باید از فیلترهای جداکننده روغن و ذرات استفاده شود تا از ورود آلودگی به مواد جاذب جلوگیری گردد. همچنین پس از خروج هوا از خشک‌کن، معمولاً یک فیلتر غبارگیر نصب می‌شود تا ذرات احتمالی ناشی از فرسایش مواد جاذب از جریان هوا حذف شوند.
مزایا و معایب
استفاده ازخشک کن جذبی سطحی در کمپرسور مزایای زیادی دارد. مهم‌ترین مزیت آن توانایی دستیابی به نقطه شبنم بسیار پایین است که در صنایع حساس حیاتی است. همچنین این سیستم‌ها قابلیت کارکرد در شرایط مختلف آب و هوایی و دماهای پایین را دارند. اما از سوی دیگر، هزینه سرمایه‌گذاری اولیه و نگهداری آن‌ها نسبتاً بالا است و نیاز به احیا و جایگزینی دوره‌ای مواد جاذب دارند.
جمع‌بندی
به طور کلی، خشک کن جذبی سطحی در کمپرسور یکی از بهترین گزینه‌ها برای حذف رطوبت از هوای فشرده در صنایع حساس محسوب می‌شود. این فناوری با استفاده از مواد جاذب قوی، رطوبت هوا را تا حد بسیار زیادی کاهش داده و شرایطی ایده‌آل برای استفاده در فرآیندهای صنعتی ایجاد می‌کند. انتخاب نوع مناسب خشک‌کن (بدون گرما، با گرما، بلوئر یا تراکم گرما) بستگی به ظرفیت سیستم، شرایط عملیاتی و نیاز انرژی دارد. بنابراین پیش از انتخاب و نصب، باید نیازهای واقعی سیستم بررسی و بهترین گزینه انتخاب شود.
برای مطالعه بیشتر درباره فیزیک، ساختار ماده و کمپرسورها می‌توانید به منابع زیر مراجعه کنید: