Adsorpciós szárítás

x

A légpárásítás egyszerű magyarázata:

Hogyan működik egy adszorpciós szárító?


Meghatározás

Az adszorpciós szárító egy légszárító, mely elvonja a levegő vízgőztartalmát a benne található nedvszívó anyag, az úgynevezett szorbens segítségével.

Az adszorpciós szárító működési elve

A nedvszívó anyag magába szívja a nedvességet, és ezzel kiszárítja a légáramot. A folyamatnak ezt a részét nevezik adszorpciós szakasznak. Ahhoz, hogy a szorbensből kivonják a benne tárolt nedvességet, a szorbenst ezt követően ellentétes irányú forró levegővel fújják át, a forró levegő pedig felveszi a szorbensben megkötött vízgőzt. Deszorbeálás zajlik le, a megfelelő folyamatot pedig regenerálásnak nevezik.

Az adszorpciós szárítóban a szorbens többnyire jó nedvszívó szilikagél szokott lenni, melyet egy lassan forgó rotorban helyeznek el, mely folyamatosan mozog két elválasztott, ellentétes irányú légáramlat között. A rotor adszorpciós területe szárítja a nedves légáramlatot. A regenerációs tartományban forró levegő nyeri ki és távolítja el a szorbensből a nedvességet. Mivel a működése a szorpción alapul, egy nagy mértékben hőmérsékletfüggő folyamaton, nem pedig a kondenzáción, az adszorpciós szárítók használata különösen alacsony hőmérséklet esetén ajánlott. Ezen túlmenően az adszorpciós szárítók különösen alacsony páratartalom elérését is lehetővé teszik, mint amire a gyógyszeriparnak is szüksége van.

Alkalmazási területek

A kondenzációs párátlanítókkal ellentétben, melyek alkalmazási területét korlátozzák az alkalmazott hűtőkörök rendszerhatárai, az adszorpciós szárító esetében nem áll fenn korlátozás a hőmérséklet és a páratartalom vonatkozásában. Mindenesetre specifikus teljesítményfelvételük rendszerszinten magasabb, mint a kondenzációs párátlanítóké. Olyan területeken javasolt alkalmazni, ahol a beszívott levegő páratartalma különösen alacsony (< 6 g/kg) vagy az alacsony környezeti hőmérsékletek magas energiafogyasztást indokolnak vagy a kondenzációs párátlanító már nem tudja ellátni az elvárt páramentesítési szintet. A Thiekötter alábbi diagramja egy nagyvonalú összevetést ábrázol a hűtőközeget alkalmazó kondenzációs párátlanító és a tisztán elektromos hajtású regenerálással működő adszorpciós szárító energiafogyasztása között.

Csatlakoztatás

Az adszorpciós szárító különféle légáramlatait légcsatornákon át kell vezetni. Ehhez rendszerint spirálkorcolt csövet alkalmaznak. A kifelé vezető páracsatornát szigetelni kell. Amennyiben kültéri levegőt használnak folyamatlevegőként ügyelni kell arra, hogy a páracsatorna kivezetése kell ő távolságra legyen a légbeszívó nyílástól. A párás levegőt mindig kifele kell vezetni.

Regenerálás és hőmérséklet-ellenőrzés

A rotorban adszorptívan megkötött vízgőz kinyeréséhez és elvezetéséhez meg kell szüntetni a szorbens felületén ható adhéziós erőket. Ehhez megfelelő hőmérsékletre kell melegíteni a regenerációs légáramlatot. Ezt egy elé bekötött regenerációs melegítő teszi lehetővé. Kis adszorpciós szárítók esetén a regenerációs melegítő elektromos. Nagyobb aggregátorok esetén a regenerációs melegítő az alábbi kivitelekben működhet:

  • Elektromos (standard)
  • Gőzzel
  • Forró vízzel
  • Elektromos és PWW-fűtőregiszter kombinálásával
  • Elektromos- gőz- vagy forró vizes fűtőregiszter kombinálásával

  • A nagyobb adszorpciós szárítóknál lehetőség van különféle közegek használatára a rotor regenerálása során. Amennyiben lehetséges a maximális energiahatékonyság érdekében olyan anyagot, gőzt, forró vizet vagy PWW-forróvizet kell használni regeneráláshoz, vagy annak elősegítéséhez, ami rendelkezésre áll a helyszínen.

    A rotort 120 °C hőmérsékletnek teszik ki az adszorptívan megkötött vízgőz kinyeréséhez, s felmelegítik a rotor tárolóközegét. A szárítórész állapotváltozása emiatt nem ideálisan adiabatikusan megy végbe állandó entalpia mellett. A rotorban megmaradó hő úgynevezett maradványhő a száraz levegőáram túlmelegedéséhez vezet mintegy 1,5 K-el g/kg szárítóteljesítményenként. 1,3 K/g/kg maradványhő esetén ez a túlmelegedés például 12-ről 4,5 g/kg száraz levegőre történő szárítási folyamat során : 1,3 /K/g/kg x (12 – 4,5)g/kg = 9,75 K.

    Ennek a ténynek az ismerete fontos az adszorpciós szárító teljes klímakoncepcióba való bekötéséhez. A gyártó műszaki számításaiban már figyelembe vette a maradványhőt, és megadja a száraz levegőáram tényleges hőmérséklet-értékeinél.

    A különösen alacsony páratartalom eléréséhez adott esetben felülethűtőket kell bekötni. A hőmérsékletre érzékeny területeken a befújt levegő hőmérsékletét egy beépített hűtővel, adott esetben egy fűtőregiszterrel kombinálva kell szabályozni a szárítást követően. Az adszorpciós szárító gyártója ideális esetben csatlakoztatásra készen szállítja a szükséges modulokat beszerelve a szárító házába. A kezeletlen külső levegő szárításához előmelegítőt kell alkalmazni a fagyvédelem miatt.

    Hővisszanyerés

    Nagy adszorpciós szárítók használata esetén javasoljuk a hővisszanyerő egység gyári beépítését, tekintettel a regenerációs fűtés rendszerszintű nagy energiaigényére. Ekkor a felmelegített párás levegőt a környezetbe történő kivezetés előtt egy keresztáramú hőcserélőn vezetik át, melyben a légáram a benne található hőenergia egy részét leadja a regenerálás számára. Ezáltal jelentősen csökkenthető a regenerációs fűtés energiaigénye.