Системы осушения воздуха

Назначение: обеспечение сохранности перевозимых грузов, а так же снижение интенсивности коррозии конструкций корпуса вследствие понижения влажности воздуха в трюмах. Системы осушения воздуха являются частным случаем систем технического кондиционирования, предназначенных для создания и поддержания заданных параметров воздушной среды в грузовых помещениях.

Требования:

1. Системы должны обеспечивать относительную влажность воздуха в трюмах не более 50%.

2. Системы должны обеспечивать равномерное распределение осушенного воздуха по объёму трюма.

3. Должна быть обеспечена возможность совместной работы с системами трюмной вентиляции.

Устройство и принцип работы.

Влажность воздуха может быть понижена путём поглощения влаги твёрдыми (адсорбенты) или жидкими (абсорбенты) влагопоглотителями.

Твёрдыми влагопоглотителями являются вещества, имеющие капиллярную структуру. При попадании влаги в капиллярные каналы в них образуются вогнутые мениски. Давление насыщенного водяного пара над такой поверхностью меньше, чем в свободном пространстве, поэтому пар диффундирует в капиллярные каналы и конденсируется в них. К твёрдым сорбентам относятся: силикагель, алюмогель, цеолиты и т.д.

Жидкими влагопоглотителями являются водные растворы солей (хлористого лития LiCl, хлористого кальция Ca₂Cl, бромистого лития LiBr), которые имеют давление паров в пограничном слое у поверхности жидкости меньше, чем в окружающем её пространстве. Разность давлений обуславливает процесс поглощения абсорбентом влаги из воздуха.

Наибольшее распространение на судах получили системы осушения воздуха с использованием силикагеля. Силикагель – кристаллическое пористое вещество, изготавливаемое в виде гранул диаметром (1¸3) мм. Силикагель имеет развитую поверхность капилляров, составляющую (400¸500) м²/г. По мере пропускания осушаемого воздуха через силикагель он будет нагреваться до температуры (50¸90) ⁰С вследствие конденсации водяного пара, поэтому перед подачей в трюмы осушенный воздух пропускают через охладитель. По мере насыщения адсорбента влагой его поглотительная способность уменьшается. Для восстановления свойств адсорбент регенерируют воздухом, нагретым до (150¸250) ⁰С - горячий воздух поглощает влагу из капилляров, восстанавливая поглотительную способность силикагеля.

На рисунке представлена принципиальная схема системы осушения с использованием силикагеля.

Из-за необходимости периодической регенерации силикагеля в систему включают два адсорбера, которые попеременно работают в режиме осушения и регенерации. Для переключения адсорберов служат краны-манипуляторы 4. На рисунке адсорбер 14 работает в режиме осушения, адсорбер 6 – в режиме регенерации. В адсорберах размещены кассеты с силикагелем толщиной слоя (200¸300) мм. Атмосферный воздух по трубопроводу 1 через фильтр 2 подаётся вентилятором 3 через манипулятор 4 в адсорбер 14. В адсорбере воздух осушается и нагревается. Затем воздух через манипулятор 4, воздухоохладитель 9 и фильтр 2 поступает в палубную магистраль 10, а из неё по трубопроводам 11 направляется в грузовые трюмы. Процесс регенерации происходит следующим образом: воздух из атмосферы по трубопроводу 1 через фильтр 2 подаётся вентилятором 8 в воздухонагреватель 7, где нагревается до температуры (150¸200) ⁰С, а затем по трубопроводу 5 подаётся в адсорбер 6. Горячий воздух проходит через увлажнённый силикагель, высушивает его и с парами воды через манипулятор 4 выбрасывается в атмосферу. Процесс регенерации имеет меньшую продолжительность, чем процесс насыщения силикагеля влагой, поэтому к моменту полного обводнения силикагеля в адсорбере 14 адсорбер 6 будет уже готов к работе. Переключение манипуляторов 4 производится с помощью устройства 13.

Достоинства силикагелевых установок: простота устройства, экономичность и глубокое осушение воздуха.

Недостатки: большая масса и габариты, необходимость в переключающем устройстве и нагреве воздуха до высокой температуры для регенерации.