System EcoTec pozwala na uzyskanie bezolejowego powietrza z każdego kompresora. Dzięki zastosowaniu odpowiedniego konwertera każdy użytkownik może uzyskać powietrze bezolejowe
Bezolejowe powietrze z olejowego kompresora
Sprężone powietrze to strategiczny czynnik produkcji w wielu przedsiębiorstwach. W wariancie bezolejowym znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Takie powietrze można uzyskać za pomocą bezolejowych sprężarek śrubowych bądź tłokowych. Alternatywą może być powietrze z kompresora olejowego. Wówczas należy przeprowadzić proces uzdatniania, aby uzyskać jakość odpowiednią dla sprężonego powietrza bezolejowego. Zarówno kompresory olejowe jak i bezolejowe mają swoje mocne i słabe strony.
Nowoczesnym podejściem do systemu olejowego jest architektura EcoTec. Działa ona na zasadzie zbliżonej do funkcjonowania katalizatorów samochodowych, które znane są od lat. W procesie zwanym katalityczną oksydacją, urządzenie z systemem EcoTec usuwa resztki oleju ze sprężonego powietrza, które zostało uprzednio uzyskane ze sprężarki olejowej. Wynikiem zastosowania systemu EcoTec do uzdatniania sprężonego powietrza jest powietrze całkowicie bezolejowe o jakości spełniającej wysokie normy czystości powietrza ISO 8573-1 klasa 1. Proces ten jest tani i bardzo efektywny.
Kompresory bezolejowe są wyraźnie droższe od ich olejowych odpowiedników. Ponadto koszty serwisowania takich urządzeń także są wyraźnie wyższe, gdyż elementy w nich stosowane zużywają się szybciej. Kolejną wadą sprężarek bezolejowych jest
spadek efektywności w dłuższym okresie czasu, co jest wynikiem szybszego zużycia poszczególnych podzespołów sprężających (np. wirniki śruby, tłoki etc.). Kolejnym czynnikiem wpływającym na krótszą żywotność kompresorów bezolejowych jest niewątpliwie wyższa temperatura sprężania powietrza. Wypada w tym miejscu zaznaczyć, iż nawet w przypadku stosowania kompresora bezolejowego, sprężone powietrze w wielu przypadkach i tak wymaga dodatkowego uzdatniania, zwłaszcza gdy zależy nam na osiągnięciu wysokiej jakości wzmiankowanej wyżej normy ISO. Przyczyn takiego stanu rzeczy może być kilka, a najczęstszą jest zasysanie przez sprężarkę zaolejonego powietrza atmosferycznego.
Sprężarki olejowe, zarówno tłokowe jak i śrubowe, produkują zawsze powietrze zaolejone. Mimo stosowania różnorodnych rozwiązań, mających przeciwdziałać takiemu stanowi rzeczy, z każdego kompresora olejowego otrzymujemy sprężone powietrze zanieczyszczone olejem na poziomie około 2-4 mg/ml. Jeżeli potrzebujemy powietrza bezolejowego, musimy wówczas rozpocząć złożony proces oddzielenia oleju od powietrza. Służą temu różnorodne filtry. Filtry wstępne i dokładne mają za zadanie wyłapać z powietrza drobne kropelki oleju i innych zanieczyszczeń. Stosowanie filtrów węglowych gwarantuje uzyskanie powietrza całkowicie pozbawionego oleju oraz wilgoci. Niestety są one bardzo słabym punktem instalacji uzdatniania powietrza, gdyż do efektywnej pracy potrzebują zapewnienia im odpowiednich warunków. Na żywotność i skuteczność filtrów węglowych wpływ mają m. in. temperatura pracy, początkowa koncentracja oleju w sprężonym powietrzu i ciśnieniowy punkt rosy. Wkłady filtracyjne zaopatrzone węglem aktywnym nie mogą być regenerowane, a ponadto po zużyciu muszą być utylizowane, co generuje w niektórych przypadkach poważne koszty.
Filtracja sprężonego powietrza przebiega najczęściej w 6 etapach. Początkową fazą (stopień 1) jest wyłapywanie przez filtr wstępny większych zanieczyszczeń, tj. pyłów, opiłków metali etc. Kolejną fazą jest wychwytywanie cząsteczek stałych o wielkości do 0,01 µm oraz drobnych cząsteczek wody i olejów przez mikrofiltry. Trzeci stopień oczyszczania to działanie submikrofiltrów. Zatrzymują one najmniejsze cząsteczki cieczy. Po trzecim etapie powietrze jest już niemal oczyszczone. Zawiera jedynie wodę i olej w postaci gazowej. Dlatego czwarty etap to osuszanie, wykonywane za pomocą osuszacza adsorpcyjnego o punkcie rosy na poziomie około -70°C. Piąty stopień oczyszczania to wzmiankowane filtry węglowe, wyłapujące resztki oleju. Fazą końcową, szóstą, jest zastosowanie filtra pyłowego, który wychwytuje to, co zostało pochwycone z filtra węglowego bądź osuszacza. Efektem opisanego, sześciostopniowego oczyszczania, jest czyste i suche sprężone powietrze. Stosowanie takiego systemu oczyszczania powietrza jest skuteczne, ale dość kosztowne. Odpowiednia konserwacja wymaga wymiany aż czterech filtrów oraz osuszacza. Ponadto zużyte filtry i wytrącony kondensat są odpadami specjalnymi w myśl przepisów unijnych, co zmusza do korzystania ze specjalistycznych usług utylizacyjnych. Niestosowanie się do nich grozi skażeniem środowiska oraz wysokimi grzywnami.
EcoTec - nowoczesność przez duże "N"
System EcoTec jest alternatywą dla opisanego wyżej procesu oczyszczania powietrza. Jego istotą jest przemiana węglowodorów (w tym oleju) w procesie fizyko-chemicznym w wodę oraz dwutlenek węgla za pomocą specjalistycznego konwertera. Uzyskane w ten sposób sprężone powietrze jest czyste-spełnia normy jakościowe ISO 8573-1 klasa 1. System EcoTec posiada wiele zalet, do których zaliczyć można:
- 100% sprawność systemu, na który nie wpływa poziom koncentracji oleju, temperatury i wilgotność,
- czysty, przejrzysty kondensat o zawartości oleju poniżej 1 mg/l; zgodnie z obowiązującymi normami taka ciecz może zostać wylana do kanalizacji,
- w okresie pracy konwertera (około 15 000 godzin) nie ma konieczności dokonywania jakichkolwiek prac serwi
sowych, - kontrole serwisowe ograniczają się wyłącznie do wzrokowego przeglądu,
- żywotność stosowanych filtrów jest znacznie wydłużona, gdyż nie mają one styczności z olejem,
- wydajność osuszacza ziębniczego także wzrasta z powodu braku styczności z olejem,
- dzięki temu można zastosować osuszacz membranowy, gdyż nie byłby on narażony na kontakt z cząsteczkami oleju.
System EcoTec może być instalowany przez producenta sprężarki, a także osobno jako dodatek do urządzenia użytkowanego od lat. Każdy kompresor jest kompatybilny z systemem. W przypadku gdy kompresor jest zintegrowany z urządzeniem EcoTec, ciepłe sprężone powietrze ze sprężarki zostaje podgrzane w wymienniku ciepła do temperatury 130-150 °C. Trafia dalej do konwertera urządzenia EcoTec uzbrojonego w katalizator, który dzięki elektrycznemu ogrzewaniu jest utrzymywany w odpowiedniej, stałej temperaturze, niezbędnej dla zajścia procesu. Z chwilą gdy powietrze przepływa przez zasobnik konwertera, zachodzi katalityczna oksydacja węglowodorów znajdujących się w powietrzu. Sprężone powietrze o temperaturze około 180°C opuszcza zbiornik i zostaje poprowadzone do wymiennika ciepła, gdzie ulega schłodzeniu do około 70°C. Kolejno powietrze przepływa przez chłodnicę, by skierować się ku osuszaczowi ziębniczemu bądź adsorpcyjnemu, gdzie przechodzi proces osuszania.
W przypadku gdy sprężarka i konwerter EcoTec stanowią dwa odrębne obiekty proces przygotowania powietrza wygląda niemal identycznie. Różne są jedynie wymienniki ciepła, które dla urządzeń niezintegrowanych są dużo bardziej wydajne, gdyż w ich przypadku sprężone powietrze posiada dużo niższą temperaturę.
Centrum urządzenia EcoTec stanowi system stały, zawierający mega-, makro- i mikropory. Dzięki temu konwerter posiada bardzo dużą powierzchnię, która wynosi około 200 m2. Poprzez to każda cząsteczka oleju i powietrza musi natrafić na porowatość. Ponadto w konwerterze umieszczone są aktywne centra naładowane cząsteczkami tlenu. Dlatego oksydacja w urządzeniu polega na rozbiciu cząsteczek oleju na powierzchni konwertera. Atomy z rozbitych cząstek reagują błyskawicznie z tlenem ze sprężonego powietrza. Wówczas zachodzi wymiana tlenu i elektronów. Proces ów trwa do momentu, aż wszystkie cząsteczki oleju zostaną całkowicie rozbite na wodę i dwutlenek węgla, które opuszczają konwerter jako naturalne składniki powietrza. Przypomnieć w tym miejscu wypada, iż po około 1000 roboczogodzinach, filtr węglowy w tradycyjnym kompresorze nadaje się tylko do wymiany. Sprężarki zaopatrzone w system EcoTec nie wymagają serwisowania przez około 15 000 roboczogodzin, niezależnie od warunków pracy i jakości dostarczanego powietrza. Po tym okresie wymianie podlega katalizator, który po odpowiednim uzdatnieniu może być ponownie wykorzystany. Dzięki temu bilans ekologiczny i ekonomiczny jest niezwykle korzystny.
System EcoTec wyposażony jest także w odpowiednie zabezpieczenia. Niezawodny system bezpieczeństwa kontroluje temperaturę pracy urządzeń EcoTec, sygnalizuje defekty i im arbitralnie przeciwdziała. Przykładami mogą być sytuacje, gdzie
zarówno w przypadku zbyt dużej temperatury roboczej jak i zbyt wysokiej koncentracji oleju dopływ powietrza zostaje automatycznie odcięty. Ponadto, przy podwyższonej temperaturze roboczej, urządzenie wyłącza system ogrzewania powietrza i zatrzymuje kompresor. Dzięki temu możemy być pewni, iż urządzenie nie ulegnie ciężkiej awarii w przypadku znacznego przeciążenia.
Badania niemieckich inżynierów wskazują, iż stosowanie urządzeń typu EcoTec jest tańsze o około 23% od stosowania tradycyjnych systemów sprężania powietrza. W badaniu wzięto pod uwagę okres 5 lat i całkowite koszty inwestycji, serwisu i energii. Szczególnym czynnikiem jest właśnie ostatni z wymienionych. Urządzenia EcoTec cechuje bardzo niskie zużycie energii na poziomie 5 W/m3/min. Taki poziom konsumpcji energii, bezawaryjność, czystość kondensatu i obniżone koszty serwisowania sprawiają, iż na system EcoTec powinni zwrócić uwagę osoby poszukujące zarówno sposobów minimalizacji kosztów, jak i wysoce proekologiczne. Jeżeli zainteresowały Cię zagadnienia dotyczące ekologii i sprężonego powietrza zajrzyj tutaj. Znajdziesz tam wiele informacji na temat gospodarowania sprężonym powietrzem.