Feuchtigkeit in Druckluftsystemen effektiv beseitigen

Wussten Sie, dass atmosphärische Luft immer Feuchtigkeit enthält – auch wenn wir sie nicht sehen können? Wird Luft in einem Druckluftsystem verdichtet und unter ihren Taupunkt abgekühlt, kondensiert sie zu flüssigem Wasser. Das stellt ein Problem dar, da Druckluftsysteme auf trockene Luft angewiesen sind und ihre Funktionen bei feuchter Luft nicht ordnungsgemäß ausführen können. Genauer gesagt darf die Luft keine flüssige Feuchtigkeit enthalten und sollte eine relative Luftfeuchtigkeit von unter 50 % aufweisen, um Korrosion zu verhindern.

Feuchtigkeit in Druckluft ist schädlich

Welche konkreten Probleme flüssiges Wasser in Druckluftsystemen verursachen kann, zeigt die folgende Übersicht:

• Blockierung von Steuerluftleitungen, wodurch Instrumente nicht mehr richtig messen oder ansprechen und es zu allgemeinen Instrumentenfehlfunktionen kommt;
• Beschädigung von Druckluftwerkzeugen durch verhinderte Schmierung;
• Wasserschlagereignisse, die Equipment und Rohrleitungen beschädigen;
• Produktverderb und Beeinträchtigung der Produktintegrität;
• Direkte Beeinträchtigung von Prozessen, wenn Wasser aus dem Luftstrom eindringt.

Die Feuchteremoval zum Korrosionsschutz ist auch für die die Druckluft nutzenden Geräte und das Druckluftsystem selbst essenziell. Durch Rost und Ablagerungen entstehende Partikel können Leitungen verunreinigen und Komponenten des Druckluftsystems beschädigen. Im schlimmsten Fall führt Korrosion zum Versagen der Rohrleitungen, was Lecks verursacht und verhindert, dass Druckluft den Prozess erreicht, wo sie benötigt wird.

Die meisten Hersteller setzen Drucklufttrockner als eine der Methoden zur Feuchteremoval ein. Am Kompressoraustritt ist die Luft erhitzt und zu 100 % mit Wasser gesättigt. Während die Luft abkühlt, beginnt flüssiges Wasser zu kondensieren. Da die Luft typischerweise umso kühler wird, je weiter sie in das System vordringt (Druckluftsysteme führen oft durch kalte Bereiche wie den Außenbereich, bevor sie den Prozess erreichen), ist es weitaus effektiver, die Luft vor der Einspeisung in das Druckluftnetz zu trocknen.

Während Filter und Separatoren Flüssigkeitstropfen aus dem System entfernen können, sind sie nicht in der Lage, Wasserdampf zu eliminieren. Zur Entfernung von Wasserdampf ist zwingend ein Trockner erforderlich.

Methoden zur Feuchteremoval aus Druckluft

Es gibt fünf Techniken, um Feuchtigkeit aus Druckluft zu entfernen:

1. Kühlung plus Separation funktioniert genau so, wie es klingt. Die heiße, verdichtete Luft wird gekühlt, wodurch ein großer Teil des Wassers kondensiert. Sobald das Wasser kondensiert ist, kann es von der Luft getrennt werden. Dies erfolgt typischerweise über einen Nachkühler – einen Wärmetauscher, der die heiße Druckluft abkühlt, um das Wasser auszufallen, das andernfalls später kondensieren würde.
2. Überverdichtung bedeutet, Luft auf einen höheren Druck als den vorgesehenen Arbeitsdruck zu verdichten; nach der Separation wird die Luft auf den Arbeitsdruck expandiert, um im gewünschten Prozess genutzt werden zu können. Da dieser Prozess sehr energieintensiv ist, eignet sich Überverdichtung nur für sehr kleine Volumenströme.
3. Membrantrocknung nutzt die selektive Permeation der Gaskomponenten in der Luft, um Wasserdampf abzutrennen. Beim Eintritt der gefilterten, feuchten Druckluft in den Zylinder permeiert der Wasserdampf die Membranbeschichtung und sammelt sich auf den Fasern, während die trockene Luft durch die Fasern strömt.
4. Absorptionstrocknung ist ein chemischer Prozess, bei dem Wasserdampf an ein Absorptionsmittel wie Natriumchlorid oder Schwefelsäure gebunden wird. Das Absorptionsmittel kann fest oder flüssig sein und kommt deutlich seltener zum Einsatz als andere Trocknungsverfahren.
5. Adsorptionstrocknung leitet feuchte Luft über ein hygroskopisches Material („Trockenmittel“) zur Trocknung. Typische Materialien sind Silicagel, Molekularsiebe und Aktivataluminium. Dazu gehören spülregenerierte Adsorptionstrockner, beheizte Spülregenerations-Trockner, Gebläse-regenerierte Trockner und Kompressionswärme-Trockner.