الصناعة
المجففات والمرشحات للهواء المضغوط الصناعي
يصف الدليل المرجعي للهواء المضغوط الصادر عن US Department of Energy (الطبعة الثالثة، 2016) المجفف التبريدي بأنه الأكثر شيوعًا في الصناعة، والمجففات بالمادة المجففة ذات البرجين بأنها الأكثر فعالية في إزالة الرطوبة، ومقننة عادةً عند نقطة ندى تحت الضغط قدرها −40 °F، مع مرشحات للجسيمات أو لتجميع القطيرات أو مرشحات مازّة تُختار وفق النقاء المطلوب.
لماذا يُجفَّف الهواء المضغوط
يكون الهواء الخارج من المبرد اللاحق وفاصل الرطوبة مشبعًا عادةً، ويؤدي مزيد من التبريد في أنابيب التوزيع إلى التكثف، مع تآكل وتلوث في عمليات نقاط الاستخدام. ويشير الدليل إلى أن خفض درجة حرارة الهواء المضغوط المشبع بمقدار 20 °F يقلل محتواه من الرطوبة بنحو 50% بوجه عام. ويقول أيضًا إن التجفيف ينبغي ألا يتجاوز الدرجة التي تحتاجها المعدات والاستخدام النهائي: فالتجفيف إلى ما يتجاوز نقطة الندى تحت الضغط المطلوبة يؤدي إلى طاقة وتكاليف لا داعي لها.
أنواع المجففات
| النوع | طريقة العمل، وفق دليل DOE المرجعي (2016) |
|---|---|
| التبريدي | تبرّد المجففات غير الدورية الهواء في مبادل حراري بين مادة التبريد والهواء، حيث يؤدي تبخر مادة تبريد سائلة إلى تكثف الرطوبة؛ وتُصرَّف عبر فاصل وصرّاف، ويتحكم صمام تجاوز الغاز الساخن في درجة حرارة الهواء الخارج من المبخر. أما المجففات الدورية فتبرّد الهواء بطريقة غير مباشرة عبر وسط لتخزين الحرارة. وهو النوع الأكثر شيوعًا، بتكاليف أولية وتشغيلية منخفضة نسبيًا؛ ولا يوصى به في درجات حرارة محيطة دون التجمد. ويبلغ انخفاض الضغط عبر المجفف عادةً من 3 إلى 5 psid. |
| بالمادة المجففة القابلة للتجديد | تمتز مادة مجففة مسامية (هلام السيليكا أو الألومينا المنشطة أو المنخل الجزيئي) الرطوبة، عادةً في برجين: أحدهما يجفف بينما يُجدَّد الآخر بضغط منخفض بهواء تطهير سبق تجفيفه. والمجففات بالمادة المجففة ذات البرجين هي الأكثر فعالية في إزالة الرطوبة، ومقننة عادةً عند نقطة ندى تحت الضغط قدرها −40 °F. |
| بحرارة الضغط | مجفف بمادة مجففة قابلة للتجديد يستخدم الحرارة المتولدة أثناء الضغط لتجديد المادة المجففة؛ ويُستخدم بصورة شبه حصرية مع الضواغط الطاردة المركزية أو الضواغط اللولبية الدوارة الخالية من مادة التزليق. |
| الغشائي | يمر بخار الماء عبر مسام الغشاء أسرع من الهواء؛ وتبلغ نقطة الندى المحققة عادةً 40 °F، ونقاط الندى الأدنى، حتى −40 °F، تكلف هواء تطهير إضافيًا. |
| بالمادة المتميّعة | تمتص وسيلة التجفيف الرطوبة، فتُستهلك ولا يمكن تجديدها. |
المرشحات
بحسب نقاء الهواء المطلوب، يصف الدليل مرشحات للجسيمات الصلبة، ومرشحات لتجميع القطيرات لمادة التزليق والرطوبة، ومرشحات مازّة. ويوصي بمرشح لتجميع القطيرات قبل المجفف بالمادة المجففة لمنع اتساخ طبقة المادة المجففة، ومرشح للجسيمات بعده لإزالة دقائق المادة المجففة. والترشيح بالمستوى الذي يتطلبه كل تطبيق فقط يقلل انخفاض الضغط واستهلاك الطاقة، وينبغي استبدال العناصر وفق ما يشير إليه فرق الضغط.
معالجة الهواء لدى Ultra Controlo
- المجفف التبريدي ULTRASEC: مبادل حراري من الألومنيوم لدرجات حرارة دخول الهواء المضغوط حتى 70 °C (100 °C في ULTRASEC-HT)، وصمام لتجاوز الغاز الساخن لنقطة ندى ثابتة، ومؤشر رقمي لدرجة الحرارة، وصرّاف للمتكثفات بتحكم إلكتروني. وتقدّر النشرة الفنية أن كل bar إضافي في الضاغط يكلف نحو 7% من قدرة المحرك المركّب، وتربط انخفاض الضغط الأقل في المجفف والمرشحات باستهلاك أقل للطاقة.
- المجفف الامتزازي ULTRADRY: مادة مجففة في خراطيش قابلة للاستبدال، ومرشح لتجميع القطيرات عند المدخل ومرشح للغبار عند المخرج، ونطاق لنقطة الندى تحت الضغط من −40 °C إلى −70 °C، وضغط من 4 إلى 16 bar g، ودرجة حرارة دخول من +5 °C إلى +50 °C.
- برج الكربون المنشط ULTRAK: يفصل أبخرة الزيت عن الهواء المضغوط بالامتزاز (فصل جاف)؛ ويُشترط مرشح لتجميع القطيرات قبله في اتجاه التدفق ويوصى بمرشح للغبار بدقة 1 µm بعده. ضغط التشغيل 16 bar، وفئة جودة الزيت وفق ISO 8573-1 هي 0/1، والمحتوى الاسمي المتبقي من بخار الزيت أقل من 0.003 mg/m³، وانخفاض الضغط 20 mbar وهو جديد وجاف.
أسئلة أخرى
مجفف تبريدي أم مجفف بالمادة المجففة؟
يقول دليل DOE المرجعي (2016) إن المجففات التبريدية هي الأكثر شيوعًا ولا يوصى بها في درجات حرارة محيطة دون التجمد، في حين أن المجففات بالمادة المجففة ذات البرجين هي الأكثر فعالية في إزالة الرطوبة؛ والتجفيف إلى ما يتجاوز نقطة الندى المطلوبة يهدر الطاقة.
أين توضع المرشحات حول المجفف بالمادة المجففة؟
يوصي الدليل بمرشح لتجميع القطيرات قبل المجفف بالمادة المجففة لمنع اتساخ الطبقة، ومرشح للجسيمات بعده لإزالة دقائق المادة المجففة.
المصادر
- US Department of Energy و Compressed Air Challenge، Improving Compressed Air System Performance: A Sourcebook for Industry، الطبعة الثالثة (2016)، القسم 1 و Fact Sheet 7
- النشرة الفنية لـ ULTRASEC، ص. 2
- النشرة الفنية لـ ULTRADRY، ص. 2 و 3
- النشرة الفنية لـ ULTRAK، ص. 2
أرقام Ultra Controlo مأخوذة من نشراتها الفنية. وقد قُرئت معلومات الجهات الأخرى من مصدرها في التاريخ المذكور.