Очистка воздуха от масла: очищаем сжатый воздух правильно!

очистка воздуха от масла

Для повышения надежности функционирования и долговечности пневматических систем управления необходим целый комплекс мероприятий. Очень важной при этом является оптимальная подготовка сжатого воздуха, включающая в себя его очистку от разнообразных загрязнений. Очистка воздуха от масла нужна потому, что загрязнения сжатого воздуха в 3-7 раз снижают долговечность пневматического оборудования и в 80% случаев являются причиной выхода его из строя.

Загрязнения сжатого воздуха

Условно загрязнения сжатого воздуха компрессорного оборудования можно разделить на три больших группы: твердые загрязнения, газообразные загрязнения, вода и компрессорное масло в жидкой, а также паровой фазе.

К появлению этого нежелательного компонента в сжатом воздухе могут привести смазка компрессоров и пневматических устройств, масляные фильтры, а также пары и распыленное масло в окружающей среде.

Пожалуй, наибольшие трудности возникают при удалении тумана компрессионного масла. Это связано с небольшим размером аэрозольных частиц, подавляющее большинство из которых имеет диаметр меньше 1 мкм. В процессе сжатия воздуха, содержащего примеси масла, в камере появляется масляный туман,  в состав которого входят капли размером 1,0 мкм и распыленный аэрозоль с размером частиц 0,01 мкм и даже меньше. Также отмечают наличие масляных паров (газовой фазы).

Все эти примеси уносятся вместе с воздушным потоком. Концентрация масляного тумана в сжатом воздухе может доходить до 1 г/м3. В целом она зависит от общих характеристик используемого масла, а также типа и особенностей конструкции компрессоров. Если говорить о масле в общем, то стоит отметить, что его содержание в сжатом воздухе может достигать нескольких десятков граммов на один кубический метр.

Фильтры для очистки

На практике для очистки сжатого воздуха от масла применяют специальные фильтры. При их производстве могут использоваться разнообразные материалы, включая композитные. Наиболее часто применяют: агломераты бронзы и нержавеющей стали, гидрофобные мембраны, пропитанные смолой волокна целлюлозы, керамику и кварцит, полимерные материалы и микроволокна боросиликата с или без связующей добавки.

Выбор конкретного материала производится в зависимости от характера загрязнений и требований к технологическому процессу.

На рынке имеются мембраны, которые могут помочь создать фильтры различной степени очистки воздуха, включая стерильную или ультрачистую. Последние две степени очистки сжатого воздуха нашли свое применение в электронике, пищевой промышленности, фармацевтике и прочих подобных областях.

Для удаления масла также могут быть использованы коалесцентные фильтры. Если сжатый воздух, содержащий микрокапли примесей, пропустить через пористую субмикронную мембрану, то возникнет явление коалесценции. Его суть состоит в том, что микрокапли начинают вступать в контакт и объединятся. В результате появляются большие капли, постоянно увеличивающиеся в размерах. Поток воздуха их выталкивает и появляется возможность сбора с другой стороны пористой мембраны.

Выделенную жидкость аккумулируют на дне емкости фильтра до полного удаления или вручную, или автоматически с помощью специальных сливов.

Наиболее эффективные марки коалесцентных картриджей помогают снизить содержания масла в сжатом воздухе до 0,01 ppm (частей на миллион, обычно выраженных в весе). Пары масла с помощью данного оборудования не могут быть удалены, поэтому дополнительно нужно использовать специальные адсорбенты.

Кроме фильтрации для очистки от сжатого воздуха используют также процесс осушки и силовые поля. Существующие установки могут объединять в себе несколько способов очистки.

Избежать попадания в сжатый воздух масла можно в том случае, если используется безмасляный компрессор. Все дело в том, что в качестве смазочного материала он не использует масло. Вместо него может быть залита вода. Недостатком оборудования такого типа является ограниченная область использования. Безмасляные компрессоры можно применять в медицине, пищевой промышленности и фармацевтике. Среди преимуществ стоит выделить необходимость меньшего ухода и надзора, так как оборудование такого типа имеет меньше трущихся деталей и расходных материалов.

Также для производства безмасляного воздуха могут быть использованы спиральные компрессоры.

Процесс очистки сжатого воздуха от масла

В компрессоры попадает воздух, содержащий загрязнения в виде твердых частиц. Возможно также наличие некоторого количества водяного пара, который в случае сжатия может конденсироваться и образовывать загрязнения в жидкой фазе. Не исключено присутствие и газообразных загрязнений.

Сам процесс сжатия сопровождается загрязнением маслом и водой. Степень загрязнения сжатого воздуха маслом зависит от конструкции и текущего состояния компрессора.

Согласно существующим данным, наличие в таком воздухе загрязнений различного происхождения способно в 3-7 сокращать срок службы пневмооборудования.

Масло является очень неприятной  примесью, так как его удаление вызывает наибольшие трудности, особенно если оно пребывает в сжатом воздухе в виде аэрозоля с частицами размером 0,01-1 мкм.

Именно из-за небольшого размера использование сил инерции в этом случае не подходит. Поэтому на практике применяют фильтры контактного действия или коалесцентные.

В общем случае фильтровальный элемент имеет несколько слоев. Первый – мелкопористый. Проходя через него, частицы масла соединяются. Происходит их укрупнение (явление коалесценции). Второй слой – грубоволокнистый. В нем происходит расширение воздуха. На выходе скорость движения потока существенно снижается, а капли масла, пребывая под воздействием собственного веса, начинают опускаться на дно специального стакана.  В нем предусмотрено наличие крана, с помощью которого происходит периодический отвод водомасляного конденсата.

Некоторые промышленные области не допускают наличия в воздухе аэрозолей, поскольку данный факт ухудшает качество производимой продукции или же делает протекание технологического процесса вообще невозможным.

Именно для таких случаев предусмотрено применение специальных фильтров-глушителей. Они более сложны по конструктивному исполнению и имеют значительные габариты. В связи с этим фильтры-глушители устанавливаются на выхлопном трубопроводе, являющимся общим для всей пневмосистемы.

Также для удаления масла из воздуха могут применяться системы химической очистки. В них используются специальные сменные картриджи.

Установки для очистки атмосферного воздуха

Эта задача может возникать, например, при продувке баков силовых трансформаторов и электрических аппаратов при их монтаже, обслуживании и ремонте. Конечная цель такой операции – это предохранение электроизоляции от увлажнения во время разгерметизации активной части. Таким образом, воздух, который для этого используется, должен быть чистым и не содержать ни масла, ни механических примесей, ни воды. Для очистки на практике применяют специальные установки типа «Суховей-4».

Установки для очистки атмосферного воздуха

Установка осушки воздуха Суховей-4

Принцип их работы базируется на осушке атмосферного воздуха в двух адсорберах, которые работают циклически. Они заполнены синтетическим сорбентом для очистки осушенного воздуха от механических примесей в фильтре.

Очистка атмосферного воздуха от примесей другого рода может осуществляться механическими, физическими или физико-химическими методами.