Gas industrial y aire comprimido

El uso de sensores o transmisores de punto de rocío para la medición de la humedad es uno de los muchos parámetros monitoreados en una amplia gama de aplicaciones industriales, especialmente la producción de gases industriales y especiales, así como el uso de sistemas de aire comprimido.

Proceso de monitoreo

El contenido de agua de los gases del proceso de monitoreo es esencial para mantener una calidad consistente del producto y proteger los equipos de distribución y producción de gas de daños. Sin embargo, la medición de la humedad también se utiliza cada vez más como medio para mejorar la eficiencia energética y reducir los costos operativos, especialmente cuando se utilizan sistemas de secado de gas.

Medición de la humedad en el sistema de aire comprimido

El aire comprimido, comúnmente conocido como la "cuarta instalación industrial", proporciona energía para impulsar muchos procesos y sistemas industriales diferentes, desde herramientas neumáticas y equipos de tratamiento de materiales hasta unidades de preparación de alimentos y recuperación de residuos.

Un sistema típico utiliza un compresor para inhalar y presurizar la atmósfera. Luego se almacena en el dispositivo receptor a través de una combinación de filtros de tratamiento de aire y secadores, y desde aquí se distribuye bajo demanda a través de tuberías hasta el punto de uso.

La atmósfera suele contener contaminantes como partículas, agua y vapor de aceite (dependiendo del medio ambiente). En circunstancias normales, estos no suelen considerarse peligrosos, pero cuando el aire se comprime y el volumen disminuye, aumenta la concentración de contaminantes y el riesgo de daños asociados al equipo aguas abajo o al producto fabricado en contacto con el aire. Por ejemplo, la humedad puede causar corrosión en el equipo interno y en la superficie de las tuberías y provocar la emulsión de lubricantes, mientras que en aplicaciones como la producción de alimentos, la humedad estimula el crecimiento de microorganismos nocivos.

En condiciones atmosféricas y ambientales normales, cada metro cúbico de aire a 35 ° C y 60% de humedad relativa contiene aproximadamente 23 g de vapor de agua. Aumentar la presión a 7 Bar multiplicará por 8 la concentración de vapor; En este caso, cada metro cúbico de aire comprimido contendrá 184 G de vapor de agua. Tenga en cuenta que la temperatura aumenta cuando el aire pasa por el compresor. A medida que se enfría, la capacidad del aire para contener el mismo volumen de agua disminuye, por lo que el vapor se condensa en forma líquida.

Un compresor típico de 90 kW funciona durante ocho horas al día y producirá 970 MWh de aire comprimido, así como 140 L de agua. La Asociación Británica de aire comprimido (bcas) ha publicado una guía de buenas prácticas sobre filtración y secado de aire comprimido (bpg104), que explica que "después de la compresión y el enfriamiento posterior, el aire comprimido se expulsa del enfriador trasero, 100% vapor de agua saturado".

Secador de aire comprimido

Por lo tanto, la función del secador en cada sistema de aire comprimido es esencial para reducir o eliminar la humedad existente. Los secadores utilizan técnicas de refrigerante, película o adsorción (desecante) y generalmente especifican que deben cumplir con la carga de vapor de agua esperada para cada aplicación.

Tradicionalmente, el cálculo de un buen ciclo de secado se basa en el tiempo necesario para ajustar el aire comprimido de capacidad conocida, y la elección del secador generalmente se basa solo en el nivel de consumo de energía especificado por cada fabricante. Aunque este método puede ser aceptable cuando los costos energéticos son más bajos, puede ser defectuoso cuando los costos están aumentando y los márgenes operativos están bajo una presión creciente, ya que puede hacer que el tiempo de funcionamiento de la secadora (consumo de energía) supere con creces el tiempo necesario.

Lo que hay que hacer es controlar con precisión el proceso de secado para que el secado se detenga inmediatamente después de que el contenido de agua en el aire comprimido alcance el nivel correcto. Este es el punto de rocío donde los sensores y transmisores juegan un papel clave, ya que pueden eliminar la energía desperdiciada manteniendo una buena calidad del aire.

Es difícil resumir Cuánta energía se puede ahorrar aumentando los sensores integrados de punto de rocío, ya que cada aplicación es diferente. Sin embargo, es apropiado decir que para aplicaciones que producen aire comprimido durante mucho tiempo, como la producción de alimentos, el consumo de energía se reduce significativamente en comparación con las aplicaciones de aire comprimido en las que los secadores no controlan eficazmente la humedad,

Medición de la humedad en la fabricación de gases industriales

Situaciones similares se producen en la fabricación de gases industriales, como el oxígeno y el nitrógeno.

Debido a factores como el tratamiento manual, los problemas de salud y seguridad y los costos de transporte y almacenamiento, las personas han dejado gradualmente de usar gas embotellado y grandes tanques de almacenamiento. Por el contrario, cada vez más empresas están utilizando generadores de gas in situ.

Estos sistemas suelen utilizar técnicas de adsorción a presión variable (psa) o membrana para separar flujos de oxígeno y nitrógeno de alta pureza de fuentes de aire comprimido. Aunque los adsorbentes y las fibras huecas y las membranas semipermeables utilizadas en el sistema PSA eliminan la humedad durante la separación del gas, sigue siendo fundamental demostrar que el aire seco producido por cada secador cumple con los estándares correctos.

Además, la integración de mediciones de humedad o sensores de punto de rocío garantizará que el sistema de secado funcione de manera eficiente, garantice una buena calidad del aire y ayude a reducir el consumo de energía y los costos operativos.

Trazabilidad, seguridad, tranquilidad

Cualquiera que sea la aplicación, uno de los beneficios clave de poder monitorear con precisión el contenido de agua en el aire comprimido o en el flujo de aire separado es que se puede demostrar que el gas es seguro y adecuado para su uso. Especialmente en algunas áreas clave de producción, como alimentos y medicamentos, la presencia de agua puede tener un impacto devastador en los productos que se están fabricando. La norma ISO para la calidad del aire comprimido es la norma ISO 8573.1, que especifica los grandes contenidos permitidos de partículas, humedad y contaminación por aceite.

Normas de calidad del aire comprimido

Opciones diversificadas

El uso de una nueva generación de sensores de humedad o transmisores de puntos de rocío, como nuestra serie sf, jugará un papel importante en la reducción del consumo de energía y la mejora de la calidad del producto o proceso. Estos instrumentos son capaces de medir el punto de rocío, el contenido de agua y las trazas de agua de baja concentración. Ofrecen repetibilidad, múltiples opciones, adecuadas para OEM y dispositivos de transformación.