Heatless desiccant dryer - Máy sấy khí hấp thụ không gia nhiệt

MÁY SẤY KHÍ HẤP THỤ KHÔNG GIA NHIỆT
Heatless Air Dryer Desiccant (Overview)
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ - MINH NGOC INDUSTRIAL CO., LTD

2
Hấp phụ (hấp phụ) là gì?
Định nghĩa cơ bản:
Hấp phụ (Adsorption) là quá trình chất lỏng bị bị tích tụ trên bề mặt
của chất rắn, hoặc có khi nó tạo thành một lớp màng phân tử mỏng
trên bề mặt chất rắn.
Khác với sự hấp thụ (Absorption), các dạng vật chất đó sẽ hòa tan
vào nhau tạo thành một dung dịch.
Thuật ngữ sorption bao gồm cả hai hiện tượng trên, desorption là
một quá trình đảo ngược của sorption.

3

4
Desiccant bead
Pores: lỗ li ti bên trong hạt hút ẩm
Khí nén bão
hòa
Không khí giảm
độ ẩm
Heatless Desiccant Dryer
Nguyên lý làm việc – Chất hút ẩm
Các phẩn tử nước sẽ bị khuếch tán và bị giữ lại bên trong các lỗ li ti (Pores).
Các phân tử tích tụ được trên bề mặt nhờ vào sự liên kết vật lý, và liên kết
hóa học của chúng.

5
Chất hấp thụ hiệu quả?
Adsorbent làm việc hiệu quả nhất khi:
 Diện tích bề mặt lớn.
 Số lượng lỗ li ti trên và trong chất hút ẩm.
 Dựa trên kích thước các Pores, chia thành 3 nhóm:
micropores: > 20 A0 dia (< 2 nm)
mesopores: 20 A0 < dia < 500 A0 (2 - 50 nm)
macropores > 500 A0 dia (> 50 nm)

6
Những chất hút ẩm thương mại thường dùng
 Molecular sieve (zeolites)
 Silica Gel (alumino silicate)
 Activated alumina

7
Silica gel
Silica gel hay gel axit silixic là một chất sẵn
có trong tự nhiên, cộng thêm với tính năng
ưu việt của nó trong các quá trình hóa học
tạo nên cho silica gel một vị thế đáng được
trân trọng. Silica gel thực chất là điôxit silic, ở
dạng hạt cứng và xốp (có vô số khoang rỗng
li ti bên trong hạt). Công thức hóa học đơn
giản của nó là SiO2.nH2O (n<2)

8
Activated Alumina (Nhôm hoạt tính)
Tương tự như Silica nhưng hạt nhôm hoạt
tính có thành phần cấu tạo chính là nhôm ô
xít Al2O3.
Thường được ứng dụng nhiều trong lọc Flo
trong nước sinh hoạt.

9
Molecular sieve: sàng phân tử
Molecular sieve:
Tương tự như các hạt nhôm hoạt tính nhưng cấu trúc các pores đồng bộ, và chính xác. Dùng để hấp thụ
khí và chất lỏng.
Các phân tử nhỏ có thể đi qua được mạng lưới đồng bộ của nó trong khi các phân tử có kích thước lớn
thì không. Do đó, MS được dùng trong việc tách các khí trong một hỗn hợp khí. Ứng dụng thường thấy là
các hệ thống PSA sản xuất Ni tơ, Ô xy,…
MS có thể hấp thụ nước lên đến 22% khối lượng của nó.
MS có nhiều dạng kích thước pores, nhưng thường ứng dụng nhất là MS 3A, 4A, 5A, 13X.

10
Tại sao phải chọn loại chất hút âm khác nhau ?
Dùng loại chất hút ẩm nào cho Heatless Desiccant Dryers?
Lựa chọn loại chất hút ẩm
 Mỗi loại có khả năng hút nước khác nhau
 Hút nước càng nhiều, PDP càng tối ưu. Nhưng lượng khí cần để tái sinh
cũng càng lớn.
 Hầu hết các chất hút ẩm rất khó để đạt được -70°C PDP
 Nhưng nếu đạt -70°C PDP thì chi phí rất cao.
 Cần tính toán lựa chọn kỹ theo nhu cầu sử dụng thực của khách hàng.
 -20 to -40°C PDP sử dụng Activated Alumina
 -70°C PDP sử dụng Molecular Sieve.
 Cần tính toán và cân nhắc giữa mức đầu tư của khách hàng và chi phí vận
hành (purge air).

11
Mức hấp thụ cân bằng của hơi
nước trong không khí tại 25°C
(A) Alumina (Granular);
(B) Alumina (Spherical);
(C) Silica Gel;
(D) 5A Zeolite;
(E) (E) Activated Carbon

12
Nhiệt độ vận hành tăng hầu như không
ảnh hưởng đến khả năng của MS.
Trong khi đó, Alumina thì bị giảm đáng kể
khả năng hút ẩm như sơ đồ bên.
Trong phạm vi áp suất làm việc của các hệ
thống khí nén công nghiệp thông dụng,
MS hầu như không bị ảnh hưởng nhiều
đến khả năng làm viếc.

13
Sự lão hóa của hạt hút ẩm.
Desiccant aging
Adsorbent Aging là sự suy giảm khả năng hút ẩm của nó theo thời gian.
Hai lý do chính gây ra sự lão hóa:
- Quá trình gia nhiệt trong lúc tái sinh hạt hút ẩm. Quá trình lão hóa này diễn ra
nhanh trong giai đoạn đầu sử dụng hạt hút ẩm, càng về sau thì sẽ chậm dần và ở
mức ổn định.
- Lão hóa do các hạt không mong muốn bị giữ lại trên bề mặt. Trong quá trình tái
sinh, các hạt này không thoát ra khỏi bề mặt được. Do đó, làm giảm hẳn diện tchs
tiếp xúc của hạt hút ẩm.

14
Adsorbent
Type
Physical/
Chemical
Nature
Avg. Pore
Diameter
(nm)
Particle
Porosity
(e)
Particle
Density(g
/cm3)
Surface
Area
(m2/g)
activated
alumina
polar,
hydrophilic,
amorphous
1.0 - 7.5 0.50 1.25 320
silica gel:
small pore
large pore
polar,
hydrophilic,
amorphous
2.2 - 7.6
10 - 15
0.47
0.71
1.09
0.62
750 - 850
300 - 350
activated
carbon:
small Pore
large Pore
non-polar,
hydrophobic,
amorphous 1.0 - 2.5
> 3.0
0.4-0.6 0.5-0.9
0.6-0.8
400 - 1200
200 - 600
molecular-
sieve carbon
non-polar,
hydrophobic,
amorphous
0.3 – 0.4 0.98 400
molecular-
sieve zeolites
polar,
hydrophilic,
crystalline
0.3 - 1.0 0.2 - 0.5 600 - 700
polymeric
adsorbents
varies
considerably
4.0 - 2.5 0.4-0.55 80 - 700
Thông số đặc trưng

15
Máy sấy hấp thụ là gì ?
Nguyên lý vận hành (loại không gia nhiệt)
 Máy sấy gồm 2 bồn chưa desiccant
 Hơi nước trong khí nén sẽ bị hút vào trong các hạt
hút ẩm này.
 Không khí đi qua 1 Bồn đến khí các hạt hút ẩm bị
bão hòa.
 Trong cùng lúc đó, bồn thứ 2 đang “tái sinh” bằng
nguồn khí sạch, khô (purge air) được trích 1 phần
khi đi qua khỏi bồn 1.
 Lưu lương khí ở đầu ra máy sấy chỉ đạt được
khoảng 82% lượng khí nén cấp từ máy nén khí đầu
vào.
 Máy sấy tiêu thụ ít điện năng.

16
Khí đầu vào máy sấy đi qua một số lọc, đẻ
loại bỏ những loại tạp chất ảnh hưởng đến
hoạt động của máy.
Valve đổi hướng, hoạt
động khi hai bồn thay
đổi chức năng cho nhau.
Khí nén vào bồn từ bên
dưới. Chất hút ẩm hút
hơi ẩm theo hướng từ
dưới lên trên.
Khí đầu ra khô, và đạt -40°C /
-40°F PDP
Một lượng khí khô sẽ được trích qua
bồn tái sinh.
Khí ra sẽ đi qua lọc để loại bỏ
các bụi sinh ra bởi chất hút
ẩm.Và sẵn sàng sử dụng cho
các ứng dụng đòi hỏi cao ở
khí ra.
Khí nén khô vào bồn tái sinh từ
bên trên. Nó di chuyển xuống
phía dưới và rút hơi ẩm từ chất
hút ẩm, cuối cùng thoát ra bồn
tái sinh và đi qua bộ giảm âm.
Hai bồn đổi vai trò mỗi 3-6 phút tùy
theo thiết kế của hãng sản xuất.

17
Không khí ẩm đi từ dưới bồn lên trên, do đó nó sẽ đọng lại phía dưới bồn nhiều hơn phía
trên theo nguyên tắc trọng lực.

18
Khí vào - 39g/m³
Khí ra - 0,11991g/m³
Hơi nước chuyển qua chất
hút ẩm vì…
desiccant có khả năng hút phân
tử nước hơn so với không khí.
Nhưng:
Quá trình hút chậm dần do chất
hút ẩm bị bão hòa
Nghĩa là :
Lớp chất hút ẩm bão hòa dần
lên đỉnh bồn.Sau nữa chu kỳ,
lớp chất hút ẩm bão hòa hầu
như đã lên đến đỉnh bồn.
Lượng nước được rút ra khỏi
không khí ổn định, do đó dew
point -40°C được giữ ổn định
trong suốt chu kỳ làm việc.
Lưu ý:
Nếu để bồn tiếp tục nhận khí ẩm,
PDP sẽ ở mức -20°C/-4°F sau
khoản 90 phút. Nếu để PDP tăng
lên tiếp tục, desiccant sẽ bị phá
hủy.
Quan trọng:
Để đạt-70°C/-100°F PDP, nhất
định phải dùng loại desiccant có
khả năng hút ẩm cao hơn.
Adsorption Process

19
Chú ý:
Sử dụng càng nhiều
desiccant, PDP được duy trì
càng lâu.
Máy sấy hoạt động tốt nhất
khi desiccant phù hợp với
PDP yêu cầu của hệ thống.
Để tăng độ tin cậy và ổn
định, thường thì lượng
desiccant được cho vào bồn
nhiều hơn(40-60%) so với
mức tính theo lý thuyết.
Thông số quan trọng:
Nếu nhiệt độ không khí đầu vào tăng,
lớp desiccant bão hào tăng nhanh
hơn.
Áp suất đầu vào cũng ảnh hưởng đến
hoạt động của máy sấy.
Bởi vì:
Lớp đệm desiccant đã được tính toán
chính xác cho việc hấp thụ hơi ẩm
của một lượng khí đầu vào xác định.
Áp suất tăng tức là lượng khí vào cần
sấy khô cũng tăng luôn.
Khí vào - 39g/m³
Khí ra - 0,11991g/m³

20
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống
 Không có sự khác biệt quá lớn trong chức năng hoạt động của hệ thống.
 Nếu PDP không đúng với yêu cầu ban đầu, có thể giảm nhiệt độ đầu vào
một vài độ để đạt trạng thái cân bằng. Nhưng, không được de-rating quá
mức, nếu PDP nằm trong mức sai số cho phép.
 Nhớ rằng máy sấy cần phải được “de-rated” (điều chỉnh giảm) nếu áp
suất đầu vào ở dưới mức áp suất đầu vào bình thường theo yêu cầu của
hệ thống ban đầu.
 Không được để lưu lượng đầu vào vượt quá mức bình thường (yêu cầu
từ nhà sản xuất).
 Lưu ý rằng: PDP khác thường cũng không được phép tăng lưu lượng
đầu vào, ngoại trừ trường hợp khí đầu vào có nhiệt độ cao hơn so với yêu
cầu bình thường của nhà sản xuất.
 Đối với khí đầu vào cao hơn 50°C, Molecular Sieve phải được sử dụng.
Nếu dùng Alumina, thì các hạt này sẽ bị caramen hóa ở tại nhiệt độ này.

21
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP MINH NGỌC
Là đơn vị phân phối chính thức của Porocel tại Việt Nam cho dòng sản phẩm Hạt hút ẩm
Nhôm hoạt tính Activated Alumina và Sàng phân tử Molecular Sieve.
Website: http://congtyminhngoc.com
Liên hệ để được hỗ trợ chi tiết hơn…
Facebook: https://fb.me/kienlub
Hoặc: https://kenjineer.blogspot.com

Heatless desiccant dryer - Máy sấy khí hấp thụ không gia nhiệt

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Heatless desiccant dryer - Máy sấy khí hấp thụ không gia nhiệt

Similar to Heatless desiccant dryer - Máy sấy khí hấp thụ không gia nhiệt (20)

More from Kiên Nguyễn

More from Kiên Nguyễn (8)

Heatless desiccant dryer - Máy sấy khí hấp thụ không gia nhiệt