Industriegase und Druckluft

Die Feuchtigkeitsmessung mit Taupunktsensoren oder -sendern ist einer der zahlreichen Parameter, die in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen überwacht werden, insbesondere bei der Produktion von Industrie- und Spezialgasen sowie bei der Verwendung von Druckluftsystemen.

Überwachungsprozess

Die Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts von Prozessgasen ist entscheidend, um eine konsistente Produktqualität zu erhalten und Gasverteilungs- und Produktionsanlagen vor Schäden zu schützen. Die Feuchtigkeitsmessung wird jedoch zunehmend auch als Mittel zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Senkung der Betriebskosten eingesetzt, insbesondere bei der Verwendung von Gastrocknersystemen.

Feuchtigkeitsmessung in Druckluftsystemen

Druckluft, oft als "vierte Industrieanlage" bezeichnet, liefert Kraft, die viele verschiedene industrielle Prozesse und Systeme antreibt, von pneumatischen Werkzeugen und Materialverarbeitungsanlagen bis hin zu Lebensmittelzubereitungs- und Abfallrecyclinganlagen.

Ein typisches System verwendet einen Kompressor, der die Atmosphäre inhaliert und unter Druck setzt. Anschließend wird durch die Kombination von Luftbehandlungsfilter und Trockner in der Empfangseinrichtung gespeichert, von wo an die Einsatzstelle nach Bedarf über die Leitung verteilt wird.

Die Atmosphäre enthält in der Regel Schadstoffe wie Partikel, Wasser und Öldampf (abhängig von der Umwelt). Unter normalen Umständen werden diese normalerweise nicht als gefährlich angesehen, aber wenn die Luft verdichtet und das Volumen reduziert wird, erhöhen sich die Konzentrationen von Schadstoffen und das damit verbundene Risiko von Schäden an nachgelagerten Geräten oder Herstellungsprodukten, die mit Luft in Kontakt kommen. Zum Beispiel verursacht Feuchtigkeit Korrosion an der Innenausrüstung und der Oberfläche der Rohrleitung und führt zur Emulsion von Schmierölen, während sie in Anwendungen wie der Lebensmittelproduktion das Wachstum schädlicher Mikroben anregt.

Unter normalen Atmosphäre- und Umgebungsbedingungen enthält je Kubikmeter Luft bei 35 °C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit etwa 23 g Wasserdampf. Eine Erhöhung des Drucks auf 7 bar erhöht die Dampfkonzentration um das Achtfache; In diesem Beispiel enthält je Kubikmeter Druckluft 184 g Wasserdampf. Bitte beachten Sie, dass die Temperatur steigt, wenn die Luft durch den Kompressor geht. Mit der Abkühlung verringert sich die Fähigkeit der Luft, das gleiche Volumen Wasser aufzunehmen, so dass der Dampf in flüssiger Form kondensiert.

Ein typischer 90 kW-Kompressor läuft acht Stunden am Tag und produziert 970 m³ Druckluft sowie 140 l Wasser. Die British Compressed Air Association (BCAS) hat einen Leitfaden für gute Praxis zur Filterung und Trocknung von Druckluft (BPG104) veröffentlicht, in dem erklärt wird, dass "nach Komprimierung und anschließender Kühlung wird die Druckluft aus dem Nachkühler mit 100% gesättigtem Wasserdampf abgezogen".

Drucklufttrockner

Daher ist die Rolle des Trockners in jedem Druckluftsystem entscheidend für die Reduzierung oder Beseitigung der vorhandenen Feuchtigkeit. Trockner verwenden Kühlmittel-, Folien- oder Adsorptionstechnologien (Trockner), die in der Regel die erwarteten hohen Wasserdampfbelastungen für jede Anwendung erfüllen.

Traditionell basiert die Berechnung des optimalen Trocknungszyklus auf der Regelung der Zeit, die erforderlich ist, um die bekannte Kapazität der Druckluft einzustellen, und die Auswahl des Trockners basiert in der Regel nur auf dem von jedem Hersteller angegebenen Energieverbrauch. Während diese Methode bei niedrigeren Energiekosten akzeptabel sein kann, kann sie fehlerhaft sein, wenn die Kosten steigen und die Betriebsmargen unter zunehmendem Druck stehen, da sie dazu führen kann, dass die Laufzeit des Trockners (Energieverbrauch) weit länger ist als nötig.

Dazu muss der Trocknungsprozess genau gesteuert werden, so dass die Trocknung sofort eingestellt wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt in der Druckluft das richtige Niveau erreicht hat. Hier spielen Taupunktsensoren und -sender eine entscheidende Rolle, da sie Energieverschwendung beseitigen und gleichzeitig eine optimale Luftqualität erhalten.

Es ist schwer zusammenzufassen, wie viel Energie ein integrierter Taupunktsensor sparen kann, da jede Anwendung anders ist. Genauer gesagt, für Anwendungen, die langfristig Druckluft erzeugen, wie die Lebensmittelproduktion, wird der Energieverbrauch im Vergleich zu Druckluftanwendungen, bei denen der Trockner keine effektive Feuchtigkeitskontrolle hat, erheblich reduziert.

Feuchtigkeitsmessung in der Industriegasherstellung

Ähnliche Situationen treten auch bei der Herstellung von Industriegasen wie Sauerstoff und Stickstoff auf.

Aufgrund von Faktoren wie Handhabung, Gesundheits- und Sicherheitsproblemen sowie Transport- und Lagerkosten werden Flaschengase und große Gasspeicherbehälter allmählich nicht mehr verwendet. Stattdessen verwenden immer mehr Unternehmen Gasgeneratoren vor Ort.

Diese Systeme trennen häufig Sauerstoff- und Stickstoffströme hoher Reinheit aus Druckluftquellen mit Transformationsadsorption (PSA) oder Membranentechnologie. Obwohl die in PSA-Systemen verwendeten Adsorptive und Hohlfasern, die durchlässigen Membrane, während der Gastrennung Feuchtigkeit entfernen, ist es immer noch wichtig zu beweisen, dass die trockene Luft, die von jedem Trockner erzeugt wird, die richtigen Kriterien erfüllt.

Darüber hinaus wird die Integration von Feuchtigkeitsmessungen oder Taupunktsensoren sicherstellen, dass das Trocknungssystem optimal funktioniert, eine optimale Luftqualität gewährleistet und dazu beiträgt, den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken.

Rückverfolgbar, sicher und sicher

Unabhängig von der Anwendung ist einer der entscheidenden Vorteile der präzisen Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts in Druckluft oder Trennluftströmen, dass das Gas sich als sicher und einsatzfähig erweist. Insbesondere in wichtigen Produktionsbereichen wie Lebensmitteln und Pharma kann das Vorhandensein von Feuchtigkeit schädliche Auswirkungen auf die hergestellten Produkte haben. Die ISO-Norm zur Druckluftqualität ist ISO 8573.1, die einen hohen zulässigen Gehalt an Partikeln, Feuchtigkeit und Ölverschmutzung festlegt.

Druckluftqualitätsstandards

Vielfältige Auswahl

Die Verwendung einer neuen Generation von Feuchtigkeitssensoren oder Taupunktsendern wie unserer SF-Serie wird eine wichtige Rolle bei der Senkung des Energieverbrauchs und der Verbesserung der Produkt- oder Prozessqualität spielen. Diese Geräte messen Taupunkt, Feuchtigkeitsgehalt und geringe Feuchtigkeitsspuren. Sie bieten Wiederholbarkeit, eine Vielzahl von Optionen und eignen sich für OEMs und modifizierte Geräte.