Purificación de gas para aire comprimido industrial: etapas, especificaciones y costos

Un compresor de tornillo con inyección de aceite que funciona a 7 bar y 35 °C empuja aproximadamente 5 mg de aerosol de aceite por cada metro cúbico de aire que produce, junto con agua en plena saturación y partículas de hasta 0,01 micras. Alimente ese aire sin tratar a un generador de nitrógeno PSA, un cabezal de corte por láser o una línea de embotellado y la contaminación aterriza exactamente donde causa más daño: en el lecho de carbón, en la óptica, dentro del paquete.

Si se realiza la secuencia correcta, un tren de cuatro etapas conservará aceite ISO 8573-1 Clase 1 durante años con un presupuesto de mantenimiento modesto. Si se hace mal, los elementos coalescentes se reemplazan cada trimestre mientras el punto de rocío aún está por encima de lo que necesita el proceso. Las secciones siguientes cubren el orden de las etapas, los puntos de rocío que realmente ofrece cada tecnología y los números que vale la pena escribir en una orden de compra.

Lo que la purificación de gas elimina del aire comprimido

La purificación de gas tiene que manejar seis familias de contaminantes y ningún dispositivo los elimina todos. El líquido a granel se separa mecánicamente, el vapor de agua necesita un secador, el aerosol de aceite necesita filtración coalescente, el vapor de aceite y su olor necesitan adsorción, las partículas sólidas necesitan filtración profunda y los microorganismos necesitan una membrana de grado esterilizante. Asignar una etapa a la familia equivocada es la razón más común por la que los elementos fallan temprano.

El tamaño de las partículas decide qué etapa hace el trabajo. Las gotas y el polvo de más de 0,01 micrones son atrapados por elementos coalescentes; cualquier cosa más fina viaja en forma de vapor y solo puede eliminarse mediante adsorción en carbón activado. Es por eso que el adsorbedor de carbono se encuentra al final del tren, y por qué un elemento genuino de 0,01 micrones, y no un valor nominal de 0,1 micrones, es el objetivo práctico para el aceite Clase 1.

Las cuatro etapas de un tren de purificación, en orden

El orden de etapas que funciona es la separación en masa, el secado, la filtración coalescente y luego el pulido por adsorción. Cada etapa existe para proteger la que está detrás de ella, y una etapa instalada en la posición incorrecta aumenta el costo operativo en lugar de reducirlo.

1. Separación a granel. Un ciclón y un separador de aceite y agua, como la serie BFS, eliminan el agua líquida libre, los residuos de aceite y las incrustaciones de tuberías antes de que recubran un elemento. Saltarse este paso es la razón por la que algunos sitios cambian los elementos fusionantes cada trimestre.
2. El secado. Un secador frigorífico mantiene un punto de rocío a presión de 3ºC sin aire de purga; un secador desecante regenerativo alcanza los -40°C o menos y gasta parte del flujo de aire comprimido en la regeneración. Elija primero el punto de rocío requerido y luego la energía.
3. Filtración coalescente. Los elementos clasificados en 0,01 micrones eliminan el aerosol que sobrevive al secado. La eficiencia colapsa una vez que un elemento se satura, por lo que la presión diferencial, no el calendario, debería decidir el reemplazo.
4. Pulido por adsorción. El carbón activado elimina el vapor y el olor del aceite; Para el nitrógeno de alta pureza, un purificador con soporte de carbón elimina el oxígeno residual que deja un generador de PSA.

Filtro de precisión BAF para tratamiento de aire comprimido Una opción de filtración coalescente después del secado y antes del pulido por adsorción, eliminando aceite, agua nebulizada y polvo del aire comprimido. Ver producto →

Refrigerada o desecante: elección de una secadora purificadora de gas

El secado refrigerado es la respuesta correcta para el aire general de la planta, y el secado con desecante es la única respuesta cuando las líneas funcionan al aire libre o alimentan un proceso crítico. La línea divisoria es un punto de rocío a presión de 3 °C frente a -40°C, y lo que se paga por esos 43 grados adicionales es aire de regeneración, no precio de compra.

La pérdida por purga es donde realmente reside el presupuesto operativo. Un secador sin calor con un compresor de 100 kW consume aproximadamente el 15% del flujo, que es aire comprimido que se produce y luego se desecha. Una unidad de regeneración térmica tipo soplador reduce esa cifra por debajo del 1% añadiendo una pequeña carga de calentador y soplador, y en flujos grandes la diferencia de precio generalmente se amortiza en dos o tres años.

Secador de adsorción con regeneración térmica tipo soplador BGD Considere este secador donde la pérdida por purga impulsa los costos operativos, utilizando el calor de escape del compresor para la regeneración del desecante en un sistema de adsorción de doble torre. Ver producto →

Coincidencia de clases de pureza con tareas alimentarias, electrónicas y petroquímicas

La mayoría de las especificaciones son incorrectas en ambas direcciones a la vez: se compra un secador de -70 °C para una línea de almacén que necesita 3 °C, mientras que la clase de aceite permanece en 3 donde el proceso necesita Clase 1. Haga coincidir la clase con el modo de falla, no con el folleto del compresor.

La higiene es el motor comida y bebida producción, donde el aire que toca el producto o las superficies del embalaje normalmente se mantiene en Clase 1 para aceite y Clase 2 para agua. La electrónica funciona gracias a la condensación, porque una variación de 5 °C en el punto de rocío en una línea SMT es suficiente para formar microgotas en las juntas. El aire de instrumentos petroquímicos es impulsado por líneas de impulso exteriores, donde un punto de rocío de 3 °C se congela en la primera noche fría del año.

Los usuarios de nitrógeno enfrentan un segundo problema. Un generador de membrana o PSA normalmente suministra entre un 95 y un 99,9 % de nitrógeno, y cualquier aplicación que necesite un 99,999 % requiere un paso de purificación posterior en lugar de un generador más grande.

Purificación de nitrógeno asistida por carbono BCN para nitrógeno de alta pureza Vea este paso de purificación posterior cuando la demanda de nitrógeno excede la pureza del generador, eliminando el oxígeno residual mediante un catalizador de carbono y PSA. Ver producto →

Dimensionamiento de un tren de purificación de gas: qué solucionar antes de emitir la orden de compra

Dimensione el tren según las condiciones de entrada de verano, nunca según el caudal nominal del compresor. La carga de agua que ingresa a una secadora se duplica aproximadamente por cada aumento de 10 °C en la temperatura de entrada, por lo que una secadora seleccionada a 25 °C tiene un tamaño inferior a la mitad en una tarde de agosto a 35 °C.

Seis números deciden si la instalación funciona en la práctica:

• Caudal nominal a la temperatura y presión de entrada reales, no sólo en condiciones estándar.
• Punto de rocío a presión requerido más clases ISO 8573-1 para agua, aceite y partículas, indicadas por separado.
• Caída de presión permitida en todo el tren, que normalmente se mantiene por debajo de 0,2 bar cuando el compresor ya está cerca de su límite.
• Margen de aire de purga o regeneración, expresado como porcentaje de la potencia del compresor.
• Tipo de drenaje y protección contra congelación para habitaciones al aire libre o sin calefacción.
• Juegos de elementos de repuesto y presión diferencial a la que se deben cambiar los elementos, escritos en el contrato de servicio.

La caída de presión es la cifra que con mayor frecuencia se ignora. Un tren de separador, secador, dos filtros y un adsorbedor alcanza fácilmente 0,3 bar cuando cada elemento se selecciona en la parte superior de su rango de flujo, y esa presión de descarga adicional cuesta más energía durante un año que los filtros mismos.

Preguntas frecuentes sobre la purificación de gases

¿Qué punto de rocío a presión necesita el aire para instrumentos?

El aire de instrumentos normalmente se especifica a un punto de rocío a presión de -40 °C, que es agua Clase 2 ISO 8573-1, con aceite Clase 1 o Clase 2, según el tipo de válvula y actuador. Los conductos que pasan al aire libre o en espacios sin calefacción se llevan a -70 °C, clase de agua 1, porque un punto de rocío de 3 °C congela y bloquea los conductos de impulso en la primera noche fría.

¿Puede un secador frigorífico sustituir a un secador desecante?

No. Un secador frigorífico está limitado por su circuito frigorífico a un punto de rocío a presión de aproximadamente 3 °C y no puede secar aire por debajo del punto de congelación, mientras que un secador desecante regenerativo alcanza los -40 °C. El secado refrigerado se adapta al aire de las plantas de interior; Se requiere secado con desecante siempre que la línea esté expuesta a temperaturas ambiente bajo cero o el proceso exija un punto de rocío bajo y estable.

¿Con qué frecuencia se deben cambiar los elementos filtrantes de purificación?

Reemplace los elementos coalescentes y de carbón cuando la presión diferencial alcance aproximadamente entre 0,7 y 1,0 bar por encima del valor limpio, lo que en un sistema de aire de planta típico de 7 bar significa cada 6 a 12 meses. El reemplazo del calendario es una alternativa para los sitios sin medidores y, por lo general, desperdicia elementos en sistemas limpios y faltan elementos saturados en sistemas sucios.

¿Es suficiente un compresor sin aceite para garantizar un aire limpio?

No. Un compresor sin aceite elimina el aceite que de otro modo inyectaría, pero el aire ambiente de entrada aún transporta entre 0,01 y 0,1 mg de vapor de hidrocarburos por metro cúbico, además de agua en plena saturación y partículas. El aire libre de aceite aún necesita secador y filtración, y el vapor de aceite solo se elimina en un adsorbedor de carbón activado.