Khí nén được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, tự động hóa, đóng gói, thiết bị đo lường và nhiều quy trình công nghiệp khác. Tuy nhiên, chất lượng khí nén không chỉ phụ thuộc vào áp suất.
Khí nén chưa qua xử lý có thể chứa hơi nước, nước ngưng dạng lỏng, sol khí dầu, bụi, hạt gỉ sét và các chất ô nhiễm khác. Nếu không được kiểm soát, những chất này có thể góp phần gây mài mòn thiết bị, ăn mòn, hoạt động khí nén không ổn định và các vấn đề về chất lượng quy trình.
Đây là lý do bộ lọc khí nén và máy sấy thường được sử dụng cùng nhau. Bộ lọc chủ yếu kiểm soát hạt bụi, sol khí dầu và chất ô nhiễm dạng lỏng, trong khi máy sấy làm giảm hơi nước và hạ điểm sương áp suất.
Bộ lọc và máy sấy khí nén là gì?
Bộ lọc và máy sấy khí nén thực hiện các chức năng khác nhau trong hệ thống xử lý khí.
Bộ lọc khí nén loại bỏ các chất ô nhiễm như hạt bụi và sol khí dầu khỏi dòng khí. Các cấp lọc khác nhau được sử dụng tùy theo chất lượng khí yêu cầu.
Máy sấy khí nén làm giảm hơi nước trong khí nén. Thiết bị được lựa chọn theo điểm sương áp suất mà quy trình yêu cầu.
Khi kết hợp với nhau, các bộ phận này có thể tạo thành một phần của hệ thống xử lý hoàn chỉnh được thiết kế theo yêu cầu chất lượng khí thực tế.
Tại sao khí nén cần cả lọc và sấy?
Không khí trong khí quyển chứa cả hơi nước và các chất ô nhiễm trong không khí. Các chất ô nhiễm bổ sung cũng có thể xâm nhập vào hệ thống khí nén qua máy nén, đường ống và thiết bị phía sau.
Những chất ô nhiễm này không có cùng đặc tính.
Nước lỏng có thể được tách bằng phương pháp cơ học. Sol khí dầu và hạt bụi cần được lọc. Hơi nước cần được sấy nếu hệ thống phải duy trì điểm sương áp suất thấp hơn.
Chỉ sử dụng máy sấy không tự động loại bỏ toàn bộ hạt bụi hoặc ô nhiễm dầu. Tương tự, chỉ sử dụng bộ lọc cũng không làm giảm đủ hơi nước khi cần điểm sương áp suất thấp hơn.
Sự phân chia chức năng này là lý do chính bộ lọc và máy sấy thường được kết hợp với nhau.
Bộ lọc khí nén hoạt động như thế nào?
Bộ lọc khí nén cho dòng khí đi qua vật liệu lọc được thiết kế để tách các loại chất ô nhiễm cụ thể.
Cấp lọc cần thiết phụ thuộc vào loại chất cần loại bỏ.
Dòng D Series của Lingyu bao gồm nhiều cấp lọc, trong đó có:
- Cấp AO để lọc sơ bộ các hạt lớn và chất ô nhiễm
- Cấp AA để lọc dầu và hạt bụi
- Cấp AX để lọc dầu hiệu suất cao
- Cấp ACS sử dụng than hoạt tính để loại bỏ dầu trong các ứng dụng yêu cầu hàm lượng dầu dư thấp hơn
Khả năng lọc trở nên tinh hơn từ AO đến AX, trong khi cấp than hoạt tính được sử dụng để tiếp tục loại bỏ dầu.
Do đó, việc lựa chọn bộ lọc cần dựa trên chất lượng khí yêu cầu ở phía sau thay vì chỉ đơn giản lắp cấp lọc tinh nhất ở mọi giai đoạn.
Máy sấy khí nén hoạt động như thế nào?
Máy sấy khí nén chủ yếu kiểm soát độ ẩm.
Máy sấy khí lạnh làm mát khí nén để hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng. Nước ngưng sau đó được tách và xả trước khi khí tiếp tục đi xuống hệ thống phía sau.
Máy sấy khí hấp thụ loại bỏ hơi nước thông qua quá trình hấp phụ và được sử dụng khi cần điểm sương áp suất thấp hơn đáng kể.
Các hệ thống sấy lạnh của Lingyu có thể cung cấp điểm sương áp suất khoảng 2–10°C trong các điều kiện vận hành phù hợp, trong khi một số hệ thống hấp phụ có thể cung cấp điểm sương áp suất ≤−40°C.
Do đó, loại máy sấy phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu điểm sương thực tế chứ không chỉ dựa trên độ sạch.
Để so sánh chi tiết hơn về công nghệ, hãy xem so sánh máy sấy khí lạnh và máy sấy khí hấp thụ.
Tại sao bộ lọc và máy sấy có nhiệm vụ khác nhau?
Ô nhiễm trong khí nén có thể được chia thành ba nhóm chính:
- Hạt rắn như bụi, gỉ sét và cặn đường ống
- Ô nhiễm dầu, bao gồm dầu lỏng, sol khí dầu và trong một số hệ thống là hơi dầu
- Ô nhiễm nước dưới dạng nước ngưng lỏng và hơi nước
Bộ lọc chủ yếu xử lý hạt bụi và ô nhiễm dầu. Bộ tách và bộ xả loại bỏ nước lỏng đã ngưng tụ. Máy sấy làm giảm lượng hơi nước còn lại.
Do đó, một hệ thống được thiết kế đúng cách sẽ kết hợp nhiều giai đoạn xử lý thay vì kỳ vọng một thiết bị duy nhất giải quyết mọi vấn đề về chất lượng khí.
Các loại bộ lọc khí nén phổ biến
Bộ lọc hạt và bộ lọc sơ cấp
Lọc sơ bộ loại bỏ các chất ô nhiễm lớn trước khi chúng đến các thiết bị xử lý nhạy cảm hơn.
Điều này có thể giúp bảo vệ bộ lọc phía sau, máy sấy, van và các thiết bị khác khỏi tải ô nhiễm quá mức.
Bộ lọc kết tụ và lọc dầu
Các bộ lọc này được sử dụng khi cần giảm sol khí dầu mịn và các hạt nhỏ hơn.
Các cấp lọc AA và AX của Lingyu cung cấp khả năng lọc dầu và hạt bụi với hiệu suất tăng dần trong D Series.
Lọc bằng than hoạt tính
Lọc bằng than hoạt tính được sử dụng khi cần kiểm soát sâu hơn ô nhiễm liên quan đến dầu.
Bộ lọc ACS của Lingyu cung cấp một giai đoạn loại bỏ dầu bằng than hoạt tính.
Nhu cầu sử dụng than hoạt tính phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng khí mục tiêu; không phải mọi hệ thống khí nén đều bắt buộc phải sử dụng.
Các loại máy sấy khí nén phổ biến
Máy sấy khí lạnh
Máy sấy khí lạnh được sử dụng rộng rãi khi điểm sương áp suất ở mức vừa phải là đủ.
Ưu điểm chính là vận hành tương đối đơn giản và phù hợp với nhiều hệ thống khí nén công nghiệp thông thường.
Máy sấy khí hấp thụ
Máy sấy hấp thụ được lựa chọn khi ứng dụng yêu cầu điểm sương áp suất thấp hơn đáng kể.
Các phương pháp tái sinh khác nhau, bao gồm tái sinh không gia nhiệt, khí xả gia nhiệt, gia nhiệt bằng quạt thổi và tái sinh bằng nhiệt nén, có các yêu cầu khác nhau về khí xả, điện năng và bảo trì.
Hệ thống sấy kết hợp
Một số hệ thống sử dụng sấy lạnh trước rồi tiếp tục sấy hấp phụ.
Trong thiết kế máy sấy kết hợp của Lingyu, giai đoạn sấy lạnh trước tiên loại bỏ một phần lớn độ ẩm. Khí đã được sấy một phần sau đó đi qua bộ lọc loại bỏ dầu trước khi vào giai đoạn hấp phụ.
Điều này làm giảm tải ẩm lên hệ thống hấp phụ và hỗ trợ quá trình sấy sâu hơn.
Đây là một ví dụ rõ ràng cho thấy vì sao hệ thống lọc và sấy cần được thiết kế như một quy trình xử lý tích hợp.
Bộ lọc và máy sấy phối hợp như thế nào?
Một khái niệm xử lý phổ biến có thể được thể hiện như sau:
Làm mát và tách nước → Lọc → Sấy → Lọc bổ sung khi cần
Cấu hình chính xác phụ thuộc vào loại máy nén, công nghệ máy sấy, mức độ ô nhiễm, điểm sương áp suất và yêu cầu chất lượng khí cuối cùng.
Ví dụ, máy sấy hấp phụ thường được hưởng lợi từ việc kiểm soát dầu và nước lỏng thích hợp ở phía trước vì ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chất hút ẩm.
Lọc hạt phía sau cũng có thể cần thiết khi cần kiểm soát bụi chất hút ẩm hoặc các hạt rất mịn.
Do đó, trình tự phù hợp cần được thiết kế theo thiết bị và quy trình thay vì áp dụng một cấu hình duy nhất cho mọi hệ thống.
Lợi ích của việc lọc và sấy đúng cách
Khi bộ lọc và máy sấy được lựa chọn phù hợp, chúng có thể giúp giảm ăn mòn liên quan đến độ ẩm, bảo vệ các bộ phận khí nén, cải thiện độ ổn định của quy trình và giảm lượng chất ô nhiễm đi đến thiết bị phía sau.
Chúng cũng có thể hỗ trợ việc bảo trì dễ dự đoán hơn vì các chất ô nhiễm cụ thể được kiểm soát trước khi lan truyền qua mạng lưới khí nén.
Tuy nhiên, khái niệm khí nén sạch luôn cần được hiểu theo tiêu chuẩn chất lượng khí yêu cầu. Máy sấy riêng lẻ không đảm bảo khí nén không dầu hoặc không hạt bụi, và bộ lọc riêng lẻ không đảm bảo điểm sương áp suất đủ thấp.
Ứng dụng và yêu cầu chất lượng khí
Các ngành khác nhau có thể yêu cầu những tổ hợp lọc và sấy khác nhau.
Các ứng dụng trong thực phẩm và đồ uống, dược phẩm, điện tử, ô tô, hóa chất, năng lượng và sản xuất thông thường đều có thể sử dụng hệ thống xử lý khí nén, nhưng cấu hình phù hợp phụ thuộc vào cách khí nén tương tác với quy trình.
Câu hỏi kỹ thuật quan trọng là khí cần khô đến mức nào và mức ô nhiễm hạt cũng như dầu cần thấp đến đâu tại điểm sử dụng cụ thể.
Cách lựa chọn bộ lọc và máy sấy phù hợp
Việc lựa chọn nên bắt đầu từ chất lượng khí đầu ra yêu cầu.
Các yếu tố quan trọng bao gồm:
- Điểm sương áp suất yêu cầu
- Yêu cầu loại bỏ hạt
- Yêu cầu kiểm soát ô nhiễm dầu
- Lưu lượng khí thực tế
- Áp suất vận hành
- Nhiệt độ đầu vào
- Điều kiện môi trường
- Mức độ sụt áp cho phép
- Loại máy nén
- Yêu cầu bảo trì
- Chi phí vận hành và chi phí vòng đời
Độ sụt áp đặc biệt quan trọng vì mỗi bộ phận xử lý đều tạo ra một mức cản trở nhất định đối với dòng khí. Tổn thất áp suất quá lớn trong hệ thống có thể làm tăng năng lượng cần thiết để cung cấp áp suất sử dụng tại điểm dùng.
Để biết thêm chi tiết, hãy xem hướng dẫn về độ sụt áp trong hệ thống khí nén.
Bảo trì bộ lọc và máy sấy
Bộ lọc và máy sấy cần được bảo trì như một hệ thống xử lý thống nhất, mặc dù yêu cầu bảo dưỡng của từng thiết bị khác nhau.
Phần tử lọc cần được kiểm tra và thay thế theo tình trạng thực tế, chênh áp, số giờ vận hành và các khuyến nghị bảo trì áp dụng.
Việc bảo trì máy sấy phụ thuộc vào công nghệ. Máy sấy khí lạnh cần chú ý đến bộ xả, bình ngưng, dàn bay hơi, các bộ phận hệ thống lạnh và hiệu suất điểm sương áp suất. Máy sấy hấp phụ còn cần kiểm tra chất hút ẩm, van, hệ thống tái sinh và bộ điều khiển.
Theo dõi toàn bộ hệ thống xử lý giúp phát hiện độ sụt áp tăng, hiệu suất sấy suy giảm, sự cố xả nước và tình trạng bộ lọc xuống cấp trước khi chúng ảnh hưởng đến thiết bị phía sau.
Kết luận
Bộ lọc và máy sấy khí nén giải quyết những phần khác nhau của cùng một vấn đề về chất lượng khí.
Bộ lọc kiểm soát hạt bụi, sol khí dầu và các chất ô nhiễm có thể lọc khác. Máy sấy làm giảm hơi nước và hạ điểm sương áp suất. Bộ tách và bộ xả loại bỏ nước lỏng đã ngưng tụ.
Khi các bộ phận này được kết hợp đúng cách, hệ thống xử lý khí nén có thể cung cấp mức độ khô và sạch mà quy trình thực tế yêu cầu.
Mục tiêu không đơn giản là lắp thêm nhiều bộ lọc hoặc lựa chọn máy sấy có điểm sương thấp nhất hiện có. Mục tiêu là thiết kế tổ hợp lọc, sấy, tách và xả phù hợp với chất lượng khí yêu cầu, điều kiện hệ thống và chi phí vận hành.
Người dùng đang đánh giá các phương án thiết bị hoàn chỉnh cũng có thể tham khảo dòng sản phẩm xử lý khí nén của Lingyu.
