Damit die Luft nicht ausgeht

Trockenläufer mit Rotationstrockner

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03.06.2015 Die Umgebung beeinflusst die Qualität und Erzeugung von Druckluft: Ist die genutzte Luft feucht und wird nach ihrem Aufenthalt im Kompressor nicht richtig getrocknet, kondensiert das enthaltene Wasser beim Abkühlen. Das kann Verbraucher und Produkte schädigen. Ein Vollstrom-Rotationstrockner in Kombination mit einem trockenlaufenden Schraubenkompressor wie der i.Hoc von Kaeser Kompressoren ermöglicht ein effizientes Trocknen unter solchen anspruchsvollen Gegebenheiten.

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Entscheider-Facts Für Betreiber und Ausrüster

  • Ein integrierter Rotationstrockner bringt Energievorteile gegenüber anderen Trocknungstechniken, da er die durch die Druckluftverdichtung erhitzte Luft zum Regenerieren des Trockenmittels nutzt.
  • Das Gerät ermöglicht tiefe, stabile Drucktaupunkte - mithilfe der Eintrittstemperatur der Druckluft und eines hohen Regenerationspotenzials. Auch bei hohen Umgebungstemperaturen lässt sich trockene Luft erzeugen.
  • Zusätzlich eignet sich der Trockner zum Rückgewinnen von Wärme, die dann zum Heizen genutzt werden kann, was zusätzlich Energie spart.

Der Trocknungsgrad bestimmt das Verfahren

Umgebungsluft enthält Wasserdampf. Wird die Luft verdichtet, steigen die Lufttemperatur, der Wasserdampfanteil je Volumeneinheit Luft und damit die Taupunkttemperatur der Luft an. In der Drucklufttechnik wird diese Taupunkttemperatur der unter Druck stehenden Luft kurz Drucktaupunkt genannt. In Grad Celsius gemessen, kennzeichnet er die Drucklufttemperatur, bei der gerade noch kein Wasser kondensiert. Je niedriger der Drucktaupunkt, desto trockener ist die erzeugte Druckluft. Generell entscheidet der für eine Anwendung benötigte Trocknungsgrad über das Trocknungsverfahren und damit über die Kosten der Drucklufttrocknung. Am wirtschaftlichsten ist die Kältetrocknung, mit der sich in der Regel ein Drucktaupunkt von 3°C erreichen lässt. Ist prozessbedingt aber ein niedrigerer Drucktaupunkt notwendig, kommen aufwendigere Adsorptions-Trocknungs- oder Kombinations-Trocknungsverfahren zum Einsatz. Hierbei wird die Druckluft mithilfe von Trockenmitteln wie Silicagel oder aktivem Aluminium aufbereitet, indem sich der in der Druckluft enthaltene Wasserdampf am Trockenmittel ablagert. Ist dieses in seiner Aufnahmekapazität erschöpft, muss es kontinuierlich oder beladungsabhängig selbst wieder getrocknet werden. Aufgrund der zusätzlich benötigten Materialen und des erhöhten Energiebedarfs sind diese Verfahren kostenintensiver: Den Großteil der Betriebskosten eines Adsorptionstrockners verursacht dabei die Regenera­tion.

Gleichzeitig trocknen und regenerieren

Verfahrenstechnisch wird zwischen Kammer- und Rotations-Entfeuchtungsverfahren unterschieden. Beim Kammerentfeuchtungsverfahren liegt das Trockenmittel meist in Schüttungsform in zwei separaten Druckbehältern vor. Die Regeneration des Trockenmittels erfolgt diskontinuierlich und je nach Bauart mit bereits getrockneter kalter Druckluft oder, bei speziell auf den Kompressor angepassten Trocknern, mit heißer Druckluft, die unmittelbar aus der zweiten Kompressorstufe stammt. Die kompaktere und anpassungsfähigere Variante sind in den trockenverdichtenden Kompressor integrierte Rotationstrockner: sogenannte Heat-of-Compression-Trockner (HOC-Trockner), bei denen das Trockenmittel in einer Trommel gebunden ist, durch die die Druckluft axial hindurchströmt. Die Regeneration des Trockenmittels sowie die Trocknung der Druckluft erfolgt hier kontinuierlich und gemeinsam in einem Druckbehälter. Trocknungs- und Regenerationssektor sind baulich und prozesstechnisch voneinander getrennt: Ein leichter Überdruck im Trocknungssektor verhindert, dass die bereits getrocknete Druckluft mit der im benachbarten Sektor fließenden, feuchteren Regenerationsluft in Kontakt kommt. Nach der Regeneration des Trockenmittels wird die heiße Druckluft im Kühler der zweiten Verdichterstufe des Kompressors abgekühlt und mittels Radialgebläse in den Trocknungssektor gefördert. Da die für die Regeneration genutzte Wärme ohnehin bei der Druckluftverdichtung entsteht, spart der Betreiber Energie und Kosten. Aufgrund der kompakten Bauweise nehmen Kompressoren mit integriertem Rotationstrockner weniger Platz ein als zwei separate Geräte.

Das Regenerationspotenzial nutzen

Gleichzeitig ermöglichen integrierte Rotationstrockner wie der i.Hoc mithilfe der integrierten Kompressorsteuerung Sigma Control 2, dass sich auch niedrige Drucktaupunkte von -20 °C – unter besonderen Bedingungen bis zu -40 °C – stabil erzielen lassen. Die Steuerung regelt unter anderem das Radialgebläse und den Trommelantrieb des Trockners. Auf die Betriebsbedingungen oder die Liefermenge kommt es dabei nicht an.

Heftausgabe: Juni 2015
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Über den Autor

René Martin, Produktmanager und Daniela Koehler, Pressesprecherin bei Kaeser Kompressoren
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