Wiele zastosowań przemysłowych wymaga bezolejowego sprężonego powietrza, ponieważ nawet niewielka ilość oleju może wpływać na proces produkcyjny, jakość produktu, a w niektórych branżach również na bezpieczeństwo użytkownika końcowego. Dotyczy to m.in. przemysłu farmaceutycznego, spożywczego, chemicznego, elektronicznego oraz zastosowań medycznych.
Do wytwarzania powietrza o bardzo wysokiej czystości można wykorzystać sprężarki sprężające bez udziału oleju lub odpowiednio uzdatniać powietrze wytworzone przez sprężarkę z wtryskiem oleju. Innym rozwiązaniem jest technologia katalityczna stosowana w systemie BOGE BLUEKAT, która pozwala uzyskać bezolejowe sprężone powietrze klasy 0.
Dlaczego olej znajduje się w sprężonym powietrzu?
W przypadku tradycyjnych olejowych sprężarek śrubowych olej trafia do komory sprężania. Odpowiada m.in. za chłodzenie, smarowanie i uszczelnienie stopnia śrubowego.
Po sprężeniu powietrza większość oleju oddziela się w separatorze, jednak niewielkie ilości węglowodorów mogą pozostać w strumieniu sprężonego powietrza. Znaczenie mają również węglowodory znajdujące się w powietrzu zasysanym przez sprężarkę.
W wielu standardowych zastosowaniach przemysłowych odpowiednio zaprojektowany system filtracji pozwala osiągnąć wymaganą jakość powietrza. Są jednak procesy, w których wymagania dotyczące zawartości oleju są znacznie wyższe.
Bezolejowe sprężone powietrze klasy 0 znajduje zastosowanie m.in. w:
- przemyśle farmaceutycznym,
- produkcji żywności i napojów,
- przemyśle chemicznym,
- produkcji półprzewodników i elektroniki,
- lakiernictwie,
- procesach wymagających bardzo wysokiej czystości sprężonego powietrza.
Jak uzyskać bezolejowe sprężone powietrze?
Jednym ze sposobów jest zastosowanie sprężarki bezolejowej, w której olej nie uczestniczy w procesie sprężania. Konstrukcja takiej maszyny różni się od sprężarki z wtryskiem oleju, m.in. ze względu na sposób chłodzenia i uszczelnienia stopnia sprężającego.
Drugą możliwością jest uzdatnianie sprężonego powietrza pochodzącego ze sprężarki olejowej za pomocą odpowiednio dobranych filtrów i urządzeń oczyszczających.
Oba rozwiązania mogą spełniać określone wymagania dotyczące czystości powietrza. Przy projektowaniu instalacji trzeba jednak uwzględnić koszty zakupu, zużycie energii, obsługę serwisową, wymagany poziom czystości oraz warunki panujące w miejscu poboru powietrza.
BOGE proponuje również trzeci wariant – wykorzystanie katalitycznego konwertera BLUEKAT współpracującego ze sprężarką z wtryskiem oleju.
Efektywność i czystość dzięki technologii katalitycznej
Sprężarki śrubowe BOGE BLUEKAT wykorzystują sprężarki serii S z wtryskiem oleju oraz zintegrowany konwerter katalityczny.
Sprężarki BOGE BLUEKAT łączą właściwości sprężarki olejowej z technologią uzdatniania pozwalającą uzyskać powietrze bezolejowe klasy 0 zgodnie z ISO 8573-1.
Konwerter znajduje się za stopniem sprężającym. Zawarte w sprężonym powietrzu węglowodory przechodzą proces katalitycznego utleniania i zostają przekształcone przede wszystkim w dwutlenek węgla i wodę.
Nie jest to więc klasyczna filtracja, w której zanieczyszczenia zatrzymują się na materiale filtracyjnym. Konwerter przekształca węglowodory w procesie katalitycznym.
Co oznacza bezolejowe sprężone powietrze klasy 0?
Jakość sprężonego powietrza określa norma ISO 8573-1. Opisuje ona klasy czystości dotyczące cząstek stałych, wody i oleju.
Klasa 0 stanowi klasę o wymaganiach ostrzejszych niż klasa 1. Nie oznacza jednak matematycznego „zera” wszystkich zanieczyszczeń. Dopuszczalną wartość należy określić zgodnie z wymaganiami procesu oraz parametrami urządzenia.
W przypadku technologii BOGE BLUEKAT producent deklaruje maksymalną zawartość oleju resztkowego na poziomie 0,002 mg/m³, a uzyskiwana jakość odpowiada klasie 0 zgodnie z ISO 8573-1.
Parametr ten nie zależy od zawartości węglowodorów w zasysanym powietrzu. Ma to znaczenie np. w zakładach, w których powietrze atmosferyczne może zawierać opary olejów lub inne węglowodory.
Konwerter usuwa także inne węglowodory
Działanie konwertera nie ogranicza się wyłącznie do oleju pochodzącego ze sprężarki.
Materiał katalityczny przekształca również inne węglowodory znajdujące się w strumieniu sprężonego powietrza. Według danych BOGE technologia ogranicza także liczbę drobnoustrojów, bakterii i wirusów.
Nie oznacza to jednak, że każde powietrze opuszczające sprężarkę można automatycznie określić jako sterylne lub odpowiednie do dowolnego zastosowania medycznego czy farmaceutycznego. Cały system uzdatniania trzeba dobrać do norm i wymagań konkretnego procesu.
Stała jakość powietrza zamiast wielostopniowej filtracji oleju
W klasycznych układach uzdatniania sprężonego powietrza stosuje się m.in. separatory, filtry koalescencyjne oraz adsorbery z węglem aktywnym. Poszczególne podzespoły wymagają okresowego serwisowania i wymiany materiałów eksploatacyjnych.
Technologia katalityczna działa inaczej. Olej i węglowodory nie zostają jedynie zatrzymane, ale ulegają utlenieniu.
System kontroluje warunki pracy konwertera. Jeżeli temperatura wykracza poza dopuszczalny zakres, układ zabezpieczający może zamknąć zawór odcinający i zatrzymać przepływ przez konwerter. Pozwala to chronić instalację przed przedostaniem się oleju do dalszej części systemu.
Zakres pracy sprężarek BOGE BLUEKAT
Obecna seria BOGE BLUEKAT obejmuje sprężarki o mocy silnika od 30 do 45 kW.
W zależności od modelu i ciśnienia roboczego urządzenia oferują wydajność FAD do 7,30 m³/min. Dostępne są również modele ze zintegrowaną przetwornicą częstotliwości, które mogą dopasowywać wydajność do aktualnego zapotrzebowania na sprężone powietrze.
Aktualna seria obejmuje m.in. modele:
- S 40-3 BLUEKAT – 30 kW,
- SLF 40-3 BLUEKAT – 30 kW z regulacją wydajności,
- S 50-3 BLUEKAT – 37 kW,
- S 60-3 BLUEKAT – 45 kW,
- SF 60-3 BLUEKAT – 45 kW z regulacją wydajności.
Maksymalne ciśnienie tłoczenia dla serii wynosi do 14 bar(a), natomiast rzeczywista wydajność zależy od wybranego modelu i ciśnienia pracy.
Zewnętrzny konwerter BLUEKAT do istniejącej instalacji
Technologia BLUEKAT nie wymaga zakupu kompletnej sprężarki ze zintegrowanym katalizatorem.
BOGE oferuje również zewnętrzne konwertery BLUEKAT, które można instalować za sprężarkami w istniejących systemach sprężonego powietrza.
Obecna seria BC obejmuje urządzenia o przepływie sięgającym 54 m³/min i maksymalnym ciśnieniu roboczym do 16 bar. Dostępne są również warianty przeznaczone do wyższych ciśnień.
Takie rozwiązanie pozwala wykorzystać technologię katalityczną także przy modernizacji istniejącej sprężarkowni bez konieczności wymiany całego systemu sprężania.
Bezolejowe powietrze trzeba dopasować do procesu
Wymaganie klasy 0 powinno wynikać z rzeczywistych potrzeb produkcji. W części zakładów wystarczy standardowy układ filtracji. W innych kontakt oleju z produktem lub urządzeniami procesowymi jest niedopuszczalny i potrzebna jest znacznie wyższa czystość.
BOGE BLUEKAT stanowi jedną z możliwości uzyskania sprężonego powietrza klasy 0. Technologia wykorzystuje sprawdzoną konstrukcję sprężarki z wtryskiem oleju, a następnie usuwa węglowodory ze strumienia powietrza w konwerterze katalitycznym.
Przy projektowaniu instalacji należy uwzględnić wymaganą jakość powietrza, przepływ, ciśnienie, profil zapotrzebowania oraz warunki panujące w zakładzie. Pozwala to dobrać rozwiązanie do procesu zamiast przewymiarowywać cały system.
FAQ
Co oznacza bezolejowe sprężone powietrze klasy 0?
Klasa 0 według ISO 8573-1 oznacza wymagania dotyczące zawartości oleju ostrzejsze niż dla klasy 1. Dokładny limit określa specyfikacja danego systemu i wymagania procesu.
Jak działa BOGE BLUEKAT?
Konwerter katalityczny utlenia olej i inne węglowodory zawarte w sprężonym powietrzu, przekształcając je głównie w wodę i dwutlenek węgla.
Czy BOGE BLUEKAT jest sprężarką bezolejową?
BLUEKAT wykorzystuje sprężarkę śrubową z wtryskiem oleju, ale dzięki zintegrowanemu konwerterowi dostarcza bezolejowe sprężone powietrze klasy 0.
Gdzie stosuje się bezolejowe sprężone powietrze?
Takie powietrze wykorzystuje się m.in. w farmacji, przemyśle spożywczym, chemicznym, elektronicznym, lakiernictwie i innych procesach, w których obecność oleju mogłaby wpłynąć na produkt lub produkcję.
Czy konwerter BLUEKAT można podłączyć do istniejącej sprężarki?
Tak. BOGE oferuje zewnętrzne konwertery BC, które mogą pracować za istniejącymi sprężarkami i uzdatniać wytwarzane przez nie powietrze.
Czy klasa 0 oznacza całkowite zero oleju?
Nie należy interpretować klasy 0 jako bezwzględnego matematycznego zera. Oznacza ona poziom czystości ostrzejszy niż wymagania klasy 1. BOGE deklaruje dla technologii BLUEKAT maksymalną zawartość oleju resztkowego na poziomie 0,002 mg/m³.
