3.3 ELIMINAREA POLUANTILOR DIN AERUL COMPRIMAT

Standardul PNEUROP prezentat în capitolul anterior prevede, pentru diferite domenii de utilizare ale aerului comprimat, valori diferite ale conținutului de praf, apă și ulei (Fig.7.) Conținutul de praf din aerul aspirat de compresor (Fig.2.), respectiv conținutul de apă și ulei (Fig.4), depășește în general cu mult aceste valori. Ca să asigurăm valorile prevăzute de standarde, agenții poluanți din aerul comprimat trebuie îndepărtați prin filtrare, respectiv uscare.

Clasificarea conform PNEUROP 6611/84

Clasele propuse în funcție de utilizare

Figura 7. Clasele de calitate propuse pentru aerul comprimat.

consumului de energie în sistem. Acest principiu trebuie avut mereu în vedere la alegerea, respectiv utilizarea filtrelor și a metodelor de filtrare prezentate în cele ce urmează.

Filtrele utilizate în tehnica aerului comprimat pot fi grupate în funcție de mai multe criterii, după cum urmează:

• după modul de funcționare al filtrului (ex. filtru cu membrană, filtru de suprafață, filtru electronic de separare etc.)
• după scopul utilizării lor (ex. filtru de aspirație, prefiltru, filtru steril, filtru de adsorbție etc.)
• după randamentul filtrului (ex. filtru dur, filtru fin, filtru de mare capacitate etc.)
• după materialul filtrului (ex. filtru textil, filtru de hârtie, filtru din ceramică, filtru metalic etc.).

Prin folosirea acestor filtre ne putem asigura că agenții poluanți din aerul aspirat și cei ce se mai adaugă în compresor nu ajung în rețea și, prin aceasta, la consumatori.

Primul pas în reducerea poluării aerului aspirat este prefiltrarea aerului care ajunge în compresor. Prefiltrarea înseamnă că se montează înaintea compresorului un prefiltru în general mai dur, cu un randament mai mic decât filtrul de aer care se găsește de obicei în interiorul compresorului. Acest prefiltru are rolul de a facilita sarcina filtrului aflat în compresor. Deoarece această soluție provoacă o cădere de presiune în partea de aspirare, utilizarea ei necesită o atenție deosebită. În primul rând, montarea prefiltrului este oportună acolo unde dorim să protejăm filtrul scump de aspirare, respectiv cel intern, precum și răcitoarele compresorului ALMIG, de aerul cu conținut mare de praf.

Al doilea pas în separarea agenților poluanți este utilizarea filtrelor de aspirație la racordurile de admisie ale compresorului. Astăzi, abia mai există compresoare care funcționează fără filtru de aspirație, iar compresoarele moderne, fără excepție, sunt totdeauna prevăzute cu filtre uscate de hârtie. Acesta este tipul de filtru care funcționează cu randamentul de separare cel mai convenabil. El separă firele de praf de dimensiunea de 1 pm cu un randament de 96-98 %, iar granulele mai mari, de 5 pm, cu un randament de 99,9 %. Protecția filtrelor relativ scumpe prin prefiltrare trebuie făcută doar în locurile cu concentrație de praf medie sau peste medie (Fig. 2.). În cazul unor astfel de condiții de exploatare, se recomandă să fie comandat în așa fel compresorul, încât producătorul să-l livreze împreună cu prefiltrul ciclonic (Fig.8.). Al treilea pas în filtrarea materialelor poluante este filtrarea efectuată după compresor, după ieșirea aerului comprimat. Rolul acesteia este, în primul rând, filtrarea substanțelor (de ex. ulei) ajunse în aer în timpul comprimării, respectiv îndepărtarea umidității produse de răcirea intervenită după racordul de aer comprimat. După uscătoarele de aer prin adsorbție, se folosesc filtre în și pentru filtrarea resturilor de materialului absorbant. Astăzi, aproape toți producătorii de compresoare oferă deja o gamă largă de filtre de rețea. Aceste instalații sunt potrivite pentru filtrarea prafului și uleiului, respectiv a picăturilor de apă și a peliculelor. Un filtru modern de putere mare

scade poluarea cu ulei la 0,003 mg/m3, în timp ce presiunea de rezistență nu depățește 0,16 bari (valoare de start), iar poluarea cu praf este filtrată la peste 0,1 pm cu un randament de 99,9%. stimp ce presiunea de rezistență nu depățește 0,16 bari (valoare de start), iar poluarea cu praf este filtrată la peste 0,1 pm cu un randament de 99,9%.

Combinația acestor filtre cu filtre sterile de adsorbție satisface și cerințele de aplicare din industria alimentară și farmaceutică, precum și din domeniul sănătății.

Figura 8. Filtru de aer modern, cu prefiltru în sistem ciclon

Alegerea filtrelor

Alegerea potrivită a filtrelor are o importanță deosebită, tocmai datorită legăturii strânse dintre filtrare și necesarul de energie. Desigur, alegerea este influențată de calitatea aerului pe care dorim să o atingem, de debitul de aer prevăzut pentru filtrare, depresiunea și temperatura acestuia. Este necesar să fim atenți întotdeauna să nu alegem un filtru prea mic, deoarece aceasta înseamnă introducerea unor elemente de creștere a cheltuielilor, ca urmare a

• căderii de presiune de pornire mai mari,
• poluării mai rapide și

- duratei de viață mai reduse, care costă bani și energie.

Pentru alegerea filtrului potrivit este recomandat să se acorde atenție anexei nr. 7.7, care indică tipul de filtru potrivit pentru diverse tipuri de compresoare și diverse domenii de de utilizare.

Dacă, pe baza celor de mai sus, am ales filtrul potrivit, tot mai rămâne o întrebare fără răspuns, adică cea referitoare la locul de amplasare a filtrelor, respectiv dacă e bine să realizăm o stație de filtrare locală sau centrală. Nu există o regulă general valabilă. Se poate spune însă că, dacă este nevoie de aer de aceeași calitate în întreaga rețea de aer comprimat și această calitate nu este specială, este recomandată filtrarea centrală.

În cazul unor cerințe de calitate foarte severe, este recomandată filtrarea locală, respectiv folosirea combinației dintre filtrarea locală și cea centrală. În cazul în care este nevoie de aer comprimat steril, poate fi vorba doar de filtrare locală.

În figura 9 dăm exemple de utilizare a filtrării locale și centrale în cazuri de utilizare identică.

Scăderea umidității din aerul comprimat

Atunci când aerul comprimat iese din compresor, chiar și în cazul unei răciri ulterioare eficiente realizate în mod corespunzător - el conține destul de multă umiditate. Această umiditate se răcește și se separă pe parcursul înaintării în rețea, ceea ce cauzează numeroase probleme utilizatorilor. Pentru rezolvarea acestor probleme se oferă mai multe soluții:

• supracompresie -uscare prin refrigerare,
• uscare prin adsorbție - combinația acestora.

La ora actuală, prima metodă, supracompresia, aproape că nu se mai folosește nicăieri datorită necesarului de energie foarte mare. La acest procedeu, pentru ca la 6,0 bari să obținem un punct de rouă de +3°C, trebuie mai întâi să comprimăm aerul până la 40,0 bari, iar apoi, după răcirea ulterioară, să decomprimăm acest aer până la presiunea necesară.

Pentru a îndepărta umiditatea din sistem, aerul comprimat trebuie uscat. În timpul uscării, umiditatea aerului comprimat este redusă, prin refrigerare sau prin utilizarea procedeelor fizice respectiv chimice, până la valorile date, pe cât posibil la un nivel la care să nu se mai separe apă din aerul comprimat. Pentru caracterizarea umidității aerului, se folosește o temperatură numită punct de rouă. Tehnica aerului comprimat folosește două tipuri de puncte de rouă:

• punctul de rouă atmosferic, acea temperatură sub care, prin răcire, din aerul la presiune atmosferică pornește separarea umidității,
• punctul de rouă sub presiune, acea temperatură produsă în general de uscătoare, sub care prin răcire, din aerul la presiunea dată, pornește separarea umidității.

În legătură cu punctul de rouă este important să menționăm că, deși unitatea sa de măsură coincide cu cea a temperaturii - °C -, punctul de rouă și temperatura aerului comprimat coincid doar în cazuri excepționale. În anexa nr.7.6. s-a plasat diagrama punctului de rouă al aerului, în care se poate găsi legătura dintre temperatura, presiunea și umiditatea aerului.

Conform principiul de funcționare se utilizează două modalități de uscare, prin refrigerare și respectiv adsorbție. Folosirea lor este influențată și de punctul de rouă care poate fi atins sub presiune.