Осушка воздуха
Необходимо конденсирование воздуха в следующих случаях: при подготовки воздушной среды для картинных галерей и музеев, при необходимости приготовления воздуха перед получением озона; при подаче воздуха в цикл, разделения воздуха для получения азота и кислорода и при получении из воздуха инертных газов. Последние варианты применяются при использовании технологии криогенных методов.
Криогенные методы наиболее широко используются при необходимости осушки, в первую очередь, при получении озона. Электрическая прочность озонаторных трубок зависит от влаги воздуха.
Для осушения воздуха используют блок криогенных осушителей с использованием финишной очистки на сорбционных фильтрах.
Осушка воздуха для картинных галерей и для музеев вызвала необходимость защиты экспонатов от влажной или чрезвычакйно сухой воздушной среды. Избыточная влажность и недостаточность влаги приводит к порче экспонатов.
Простейшие методы осушки включают следующее:
1 – вентилятор рециркуляции
2 – вентилятор подачи регенерационного потока воздуха
3 – калорифер
4 – сорбционный фильтр.
В качестве загрязнения сорбционного фильтра используется силикогель. Возможно использование пористых сорбентов типа цеолитов или активных углей. В процессе конденционирования забираемый воздух проходит через 1 или оба фильтра в противоточном режиме (снизу вверх) и очищенный от влаги воздух направляется в помещение. Так как учитывается не только влажность, но и температура воздуха проходит стадию охлаждения или нагрева. Емкость сорбентов увеличивается со снижением температуры, поэтому очищаемый воздух перед поступлением в силикогелевые фильтры проходит конденционирование (путем снижения температуры).
Регенерация фильтров осуществляется путем пропуска через них горячего воздуха, который подогревается в калориферах, при этом из пор сорбента вытесняется ранее сконденсированная влага.
При расчете процесса осушения следует иметь ввиду, что при прохождении через силикогель или другой сорбционный материал, в котором происходит конденсация паров воды, воздух подогревается за счет того, что при конденсации паров воды выделяется скрытая теплота парообразования. Таким образом при проектировании холодильной установки необходимо учитывать запас переохлаждения для обеспечения температуры ниже требуемой после фильтров. Степень подогрева определяется влажностью воздуха.
Эти установки являются наиболее простыми в эксплуатации. Требуемая периодическая замена фильтрующего материала КПД восстановления, то есть расход энергии на вытеснение влаги, 15-25%. Более эффективное восстановление сорбционных свойств силикогеля может быть достигнуто за счет его просушки в специальных сушильных барабанах или камерах-сушилках. В этом случае температура повышается до 150-200 0С, при этой температуре происходит практически полное удаление воды из мельчайших пор силикогеля.
При очистки газов от влаги криогенный метод для расчета процесса очистки важное значение имеет определение так называемого холодильного коэффициента:
Применяется для оценки затрат на охлаждение воздуха в цикле Карно.
Т0 - температура в испарителе.