Загрязняющие вещества в сжатом воздухе
Для конечного потребителя сжатого воздуха крайне необходимо, чтобы сжатый воздух был надлежащего качества. Если загрязненный воздух вступит в контакт с продуктом производства, затраты на брак в скором времени могут стать неприемлемо высокими. Давайте рассмотрим наиболее распространенные загрязняющие вещества, которые могут присутствовать в сжатом воздухе.
Водяной пар в сжатом воздухе
Воздух в атмосфере всегда содержит влагу в виде водяного пара. Некоторое количество водяного пара входит в состав сжатого воздуха и может стать источником определенных проблем. Например, это: высокие затраты на техническое обслуживание, сокращенный срок службы и ухудшение характеристик компрессора, высокий процент брака при окраске распылением и литье полимеров под давлением, утечки, сбои системе управления и показаниях приборов, сокращенный срок службы трубопроводов из-за коррозии. Воду можно отделить с помощью: концевых охладителей, конденсационных сепараторов, рефрижераторных осушителей и адсорбционных осушителей.
Компрессор, который работает с избыточным давлением 7 бар, сжимает воздух до 7/8 его объема. При этом способность воздуха удерживать водяной пар также уменьшается на 7/8. Вода выделяется в большом количестве. Например, компрессор мощностью 100 кВт, который всасывает воздух при 20 °C и относительной влажности 60%, будет давать около 85 литров воды в течение 8-часовой смены. Следовательно, количество воды, которое будет отделено, зависит от области применения сжатого воздуха. Это, в свою очередь, определяет, какая комбинация охладителей и осушителей подойдет в конкретном случае.
Масло в сжатом воздухе
Количество масла в сжатом воздухе зависит от нескольких факторов, включая тип, конструкцию, возраст и состояние компрессора. В этом отношении выделяют два основных типа конструкции компрессоров: те, которые работают со смазкой в камере сжатия и те, которые работают без смазки. В маслозаполненных компрессорах масло используется в процессе сжатия, а также попадает (полностью или частично) в сжатый воздух. Однако в современных маслозаполненных поршневых и винтовых компрессорах количество масла очень ограничено. Например, в винтовом компрессоре с масляным впрыском содержание масла в воздухе будет составлять менее 3 мг/м3 при 20 °C. Содержание масла может быть дополнительно уменьшено за счет использования многоступенчатых фильтров. Если выбрано это решение, важно учитывать ограничения по качеству и затраты на энергию.
Микроорганизмы в сжатом воздухе
Более 80% частиц, которые загрязняют сжатый воздух, имеют размер менее 2 мкм и поэтому легко проходят через впускной фильтр компрессора. С этого момента частицы распространяются по всей трубопроводной системе и смешиваются с остатками воды и масла, отложениями в трубах. Это может привести к росту микроорганизмов. Риск появления микроорганизмов можно устранить с помощью фильтра, который располагают непосредственно после компрессора.
Тем не менее, для сохранения чистоты воздуха после прохождения через фильтр, необходимо предотвратить дальнейший рост бактерий. Сложность ситуации заключается еще и в том, что газы и аэрозоль могут быть сконцентрированы в виде капель (благодаря концентрации или электрическим зарядам) даже после прохождения через несколько фильтров. Микроорганизмы могут прорастать сквозь стенки фильтра и, следовательно, они будут существовать как на входе, так и на выходе из фильтра.
Микроорганизмы чрезвычайно малы, к ним относятся бактерии, вирусы и бактериофаги. Обычно размеры бактерий могут составлять от 0,2 до 4 мкм, а вирусов — от 0,3 мкм до 0,04 мкм. Загрязнения диаметром менее 1 мкм и, следовательно, микроорганизмы могут легко проходить через впускной фильтр компрессора. Несмотря на свой размер, эти микроорганизмы являются серьезной проблемой во многих отраслях, поскольку при подходящих условиях они могут свободно размножаться. Как показали исследования, микроорганизмы в больших количествах присутствуют при высокой влажности (100%) и неосушенном воздухе.
Масло и другие загрязнения играют роль питательных веществ для микроорганизмов и способствуют их комфортному размножению. Наиболее эффективная обработка предполагает осушку воздуха до относительной влажности менее 40% (что может быть достигнуто с использованием любого типа осушителя) и установку в системе стерильного фильтра. Такой фильтр должен быть установлен в корпус, который позволяет проводить стерилизацию паром на месте или может быть легко открыт. Для поддержания хорошего качества воздуха стерилизацию необходимо по возможности выполнять чаще.