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| El contenido específico de vapor de agua en el aire, o en general en cualquier gas o mezcla de gases, expresado en peso de vapor por unidad de volumen de mezcla, está limitado por la temperatura a la que se encuentra (punto de rocío). A una determinada temperatura, el aire puede contener como máximo una cierta cantidad de vapor de agua, siendo esta cantidad tanto menor cuanto más baja es la temperatura del aire. |
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| Existe la posibilidad reducir el contenido de vapor de agua en el aire comprimido reduciendo su temperatura. El vapor de agua excedente se condensa y, ya en fase líquida, se puede separar fácilmente del flujo de la corriente gaseosa. |
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| Este es el fenómeno físico que ocurre en los refrigeradores finales, refrigerados por aire ambiente o por agua, que se instalan a la salida de los compresores de aire. Sin embargo, la denominación de secador frigorífico se reserva a los equipos capaces de enfriar el aire a temperaturas mucho más bajas que la temperatura ambiente. Estos equipos van provistos de un sistema frigorífico capaz de reducir la temperatura del aire comprimido que generalmente ronda los +3 C. No se debe enfriar por debajo de los 0 C, pues se formaría hielo en las superficies de intercambio de calor, taponando el paso del aire y/o disminuyendo la transmisión de calor. |
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Tabla de datos técnicos secadores frigoríficos condensación por agua
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Tabla de datos técnicos secadores frigoríficos condensación por aire
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Tabla de datos técnicos secadores frigoríficos gama RD
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| Cuando un fluido, gas o líquido, entra en contacto con un cuerpo sólido, algunas moléculas del fluido quedan fuertemente adheridas sobre la superficie del sólido, debido a la acción de fuerzas de atracción mutua, desprendiéndose únicamente si llegan a adquirir la energía necesaria para ello. Este fenómeno recibe el nombre de adsorción física. |
| Casi todos los sólidos poseen alguna propiedad adsorbente, pero sólo en un pequeño número de ellos esta propiedad es particularmente notable. Estos cuerpos, llamados adsorbentes, presentan la característica común de contener una gran cantidad de micro poros, cuya superficie llega a ser hasta cien mil veces mayor que el área exterior de la partícula. |
| Los adsorbentes existentes no presentan la misma afinidad con todos los fluidos. Bien al contrario, cada adsorbente posee una exclusiva y destacada afinidad con determinados fluidos. Esta selectividad permite utilizarlos específicamente en numerosos procesos de secado y purificación de fluidos. |
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| Los adsorbentes más apropiados para el secado de gases, llamados por éste motivo desecantes o deshidratantes, son la alúmina activada, el gel de sílice y los tamices moleculares. |
| Casi todos los secadores de adsorción son del tipo lecho fijo. En éstos, el proceso de secado se desarrolla en el interior de un recipiente vertical llamado torre de secado, que contiene una determinada cantidad de deshidratante. El aire pasa a través del deshidratante, de manera que el vapor de agua contenido en el aire se pone en contacto con el deshidratante y es adsorbido por éste. |
| El aire, a la salida de la torre de secado, contiene todavía una pequeña cantidad de vapor de agua que no ha sido adsorbida. Este vapor residual puede evaluarse con ayuda de un aparato de medida apropiado, llamado medidor del punto de rocío, que permite determinar el residuo de vapor de agua del aire, en grados de temperatura. El punto de rocío es la máxima temperatura, a presión constante, a la que el aire puede ser enfriado sin riesgo de que se produzca condensación alguna del vapor remanente. Conocido el punto de rocío del aire puede establecerse la cantidad residual de vapor de agua en gramos por cada metro cúbico de aire. |
| El vapor de agua adsorbido de manera continuada va saturando el deshidratante. Después de prestar servicio durante un período de tiempo predeterminado, llamado semiciclo, es necesario interrumpir el proceso en la torre de secado, ya que a partir de ese momento el residual de vapor de agua en el aire de salida podría empezar a ser mayor que el requerido. |
| El proceso de regeneración requiere un cierto tiempo para su realización, por lo que con una sola torre de secado, secador "simplex", sólo puede conseguirse un servicio intermitente, ya que se deben alternar cíclicamente los procesos de secado con los de regeneración. Para un servicio continuo, sin interrupción en el suministro de gas seco, se disponen dos torres de secado gemelas, secador "dúplex", combinadas de forma que cuando en una de ellas se desarrolla el proceso de secado en la otra tiene lugar el de regeneración. |
| El proceso de regeneración consiste en el desprendimiento del vapor de agua retenido por el deshidratante. Únicamente puede conseguirse originando un nivel higrométrico muy bajo en el interior de la torre de secado. La diferencia de tensiones de vapor entre la superficie del deshidratante y el ambiente que la rodea vence a las fuerzas de adsorción y las moléculas de vapor se liberan. Manteniendo estas condiciones durante suficiente tiempo, el deshidratante queda regenerado. |
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La expulsión al exterior del vapor libre puede conseguirse de las siguientes formas:
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Mediante una bomba de vacío (se usa muy raramente). |
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Circulando por el interior de la torre un caudal de gas de barrido, que incorpora el vapor que se va desprendiendo y lo arrastra consigo fuera de la torre de secado. |
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El gas de barrido puede ser:
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Un gas seco de características determinadas. |
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Una parte de aire seco obtenido por otra torre de secado. |
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Una parte del propio gas comprimido a secar. |
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Aire atmosférico. |
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El gas de barrido, a su salida de la torre de secado, puede ser:
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Descargado a la atmósfera, en cuyo caso se requiere una aportación continua de gas de barrido a lo largo de todo el proceso de regeneración. |
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Recuperado para ser utilizado repetidamente como gas de barrido. |
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Recuperado para utilizarlo después de someterlo a un proceso de secado en otra torre. Este caso se da cuando el gas de barrido es una parte del propio gas comprimido a secar. |
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El proceso de regeneración puede realizarse:
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Sin aportación de calor, lo que exige que el gas de barrido sea muy seco y los semiciclos muy breves, para permitir que el vapor incorpore en la desadsorción el mismo calor que ha cedido en el momento de ser adsorbido, el cual permanece durante algún tiempo en el deshidratante. |
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Aportando calor mediante un calefactor inmergido en el lecho del deshidratante. |
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Aportando calor por medio del propio gas de barrido, que se calienta por medio de un calefactor exterior a la torre de secado. |
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| La aportación de calor tiene dos fines: proporcionar el calor de desadsorción que adsorbe el vapor cuando se desprende y disminuir el nivel higrométrico del gas de barrido, en especial cuando se trata de gas húmedo. |
| En los secadores de adsorción a regeneración sin aporte de calor y ciclo corto de inversión de torres, el flujo a secar, previamente decantado de arrastres de condensados, se conduce a una de las dos torres y se somete a un proceso de adsorción del vapor de agua sobre deshidratante sólido inerte. Simultáneamente, en la torre gemela tiene lugar la reactivación del deshidratante saturado durante el semiciclo anterior. Esta regeneración se realiza a presión atmosférica utilizando una fracción del gas comprimido ya seco y distendido a través de un aforador calibrado. La extremadamente baja tensión de vapor de agua produce la desadsorción del agua retenida en el deshidratante saturado, restableciendo en él las condiciones idóneas para que en el semiciclo siguiente realice el secado del flujo comprimido. No se utiliza ninguna otra fuente de energía. |
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| En los secadores de adsorción a regeneración por calefacción eléctrica interna y ciclo largo de inversión de torres el flujo a secar, previamente decantado de arrastres de condensados, se conduce a una de las dos torres y se somete a un proceso de adsorción del vapor de agua sobre deshidratante sólido inerte. Simultáneamente, en la torre gemela tiene lugar la reactivación del deshidratante saturado durante el semiciclo anterior. Esta regeneración se efectúa mediante un calefactor eléctrico interno en cada torre, dispuesto dentro de un disipador de calor de modo que no se produce un contacto directo entre el deshidratante y el elemento calefactor, y posibilita su extracción sin vaciar la carga de adsorbente. |
| El vapor de agua desprendido durante la fase de regeneración es arrastrado por una pequeña corriente del gas seco hacia el exterior del secador. |
| También existen secadores con tres y hasta cuatro torres de secado que encuentran su aplicación en ciertos casos especiales. Sin embargo, el sistema más habitual es el que consta de dos torres de secado. |
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Tabla de datos técnicos secador adsorción regeneración por calor
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Tabla de datos técnicos secador adsorción regeneración sin calor
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| Cuando las condiciones del gas a tratar a la entrada del equipo secador son desfavorables para el proceso de adsorción, ya sea por temperatura y/o humedad relativa elevadas, se realiza un pretratamiento de este gas. |
| Normalmente se realiza un presecado del gas a tratar, empleando para ello un refrigerador (intercambiador de agua) que reduce la temperatura y expulsa los condensados que se han formado al reducir el punto de rocío. Pero si se quiere lograr un mejor rendimiento del equipo de adsorción, se puede utilizar un secador frigorífico para que realice un presecado y deje el gas a tratar en unas condiciones de temperatura y humedad relativa óptimas para el proceso de adsorción. Es por esta razón que reciben el nombre de secadores de adsorción mixtos, ya que previamente el gas ha sido tratado utilizando otro tipo de sistema. |
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