Các loại máy sấy khí phổ biến trên thị trường hiện nay

Trong hệ thống khí nén, việc loại bỏ hơi ẩm là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo hiệu suất làm việc ổn định và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Máy sấy khí chính là giải pháp hiệu quả để làm khô khí nén trước khi đưa vào sử dụng. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy sấy khí khác nhau, mỗi loại được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động riêng, phù hợp với từng nhu cầu và môi trường làm việc cụ thể. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các loại máy sấy khí phổ biến, đặc điểm, ưu nhược điểm và ứng dụng của từng loại.

Các loại máy sấy khí phổ biến trên thị trường hiện nay

Máy sấy khí ngưng tụ áp suất cao

Nguyên lý vận hành của máy sấy khí ngưng áp suất cao:

Phương pháp này dựa trên hiện tượng khi áp suất khí tăng cao, thể tích khí sẽ giảm, dẫn đến khả năng chứa hơi nước trong khí nén bị hạn chế. Bằng cách liên tục nén khí đến áp suất cao hơn, một lượng hơi nước lớn sẽ bị ép ra và ngưng tụ thành dạng lỏng. Khi giảm áp trở lại, lượng ẩm còn lại cũng giảm xuống, từ đó nhiệt độ điểm sương được cải thiện rõ rệt.

Ví dụ minh họa:

Nếu khí nén được nén lên tới 36 bar, nhiệt độ điểm sương là khoảng 10°C, sau khi nước ngưng được loại bỏ và giảm áp về 32 bar, điểm sương của khí lúc này có thể giảm sâu tới -18°C – đảm bảo khí khô hơn nhiều mà không cần đến các hệ thống làm lạnh hay hút ẩm bổ sung.

Ưu điểm nổi bật:

• Hoạt động liên tục, không ngắt quãng, không cần thêm hệ thống làm lạnh.
• Thiết kế đơn giản, dễ bảo trì và không yêu cầu các bộ phận phụ trợ phức tạp.
• Thích hợp với các hệ thống khí nén có lưu lượng nhỏ.

Hạn chế:

• Mặc dù hiệu quả cao trong việc giảm độ ẩm, nhưng phương pháp này tiêu tốn khá nhiều năng lượng, do phải duy trì áp suất cao trong quá trình xử lý.

Điểm sương đạt được: Tới -70°C

Lưu lượng xử lý: Không xác định cụ thể (phù hợp cho lưu lượng khí nhỏ)

Phương pháp ngưng tụ áp suất cao thường được ứng dụng trong các hệ thống cần khí cực khô nhưng không yêu cầu lưu lượng lớn – đặc biệt phù hợp trong các ngành kỹ thuật chính xác hoặc sản xuất thiết bị điện tử.

Máy sấy khí dạng gas lạnh

Nguyên lý hoạt động của máy sấy khí dạng gas lạnh:

Máy sấy khí gas lạnh hoạt động dựa trên nguyên tắc làm lạnh khí nén để giảm khả năng giữ hơi nước của không khí. Khi khí nén được làm mát, hơi nước trong đó sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng và được tách ra khỏi dòng khí. Đây là quá trình sử dụng hệ thống trao đổi nhiệt giữa khí và chất làm lạnh để thực hiện việc hạ nhiệt.

Quá trình vận hành diễn ra qua hai giai đoạn chính:

• Giai đoạn 1: Khí nén đầu vào được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt kiểu khí/khí, nơi nó tiếp xúc với khí đã được làm lạnh trước đó. Nhờ đó, nhiệt độ ban đầu giảm đáng kể và phần lớn hơi nước (khoảng 70%) được tách ra tại đây và thoát ra ngoài dưới dạng nước ngưng.
• Giai đoạn 2: Phần khí nén còn lại tiếp tục được làm lạnh sâu hơn thông qua trao đổi nhiệt với môi chất lạnh. Nhiệt độ hạ thấp xuống gần điểm đóng băng, giúp phần hơi nước còn lại ngưng tụ tối đa. Sau đó, khí nén được đưa trở lại trao đổi nhiệt lần đầu để gia nhiệt nhẹ, tránh đọng sương trong hệ thống phân phối.

Đặc điểm nổi bật:

• Hiệu suất sấy cao, phù hợp với đa số nhu cầu công nghiệp hiện nay (đáp ứng tới 90% các ứng dụng khí nén thông dụng).
• Loại bỏ gần như hoàn toàn các hạt rắn và giọt nước có kích thước từ 3 micron trở lên.
• Độ tụt áp thấp khi khí đi qua máy sấy, chỉ khoảng 0.2 bar, giúp tiết kiệm năng lượng và duy trì hiệu suất hệ thống.

Điểm sương đạt được: +3°C đến +15°C

Lưu lượng xử lý: Từ 0.18 đến 580 m³/phút

Máy sấy khí dạng gas lạnh là giải pháp phổ biến nhất trong công nghiệp hiện nay nhờ chi phí đầu tư hợp lý, hiệu quả ổn định và vận hành đơn giản.

Máy sấy khí dạng màng

Nguyên lý hoạt động:

Thiết bị này vận hành dựa trên khả năng khuếch tán nhanh chóng của hơi nước so với khí nén thông thường khi đi qua màng sợi rỗng chuyên dụng. Những sợi này được chế tạo từ vật liệu nhựa kỹ thuật cao, có khả năng chịu nhiệt và áp lực lớn, bên trong được phủ lớp màng siêu mỏng có tính chọn lọc cao.

Khí nén đầu vào chứa hơi nước sẽ được dẫn vào kênh trung tâm của sợi rỗng, nơi các phân tử hơi ẩm di chuyển xuyên qua thành sợi ra bên ngoài nhờ sự chênh lệch độ ẩm. Một phần khí nén sau đó được xả áp và dẫn lại bao quanh các sợi rỗng để tạo môi trường khô hơn bên ngoài, tăng khả năng khuếch tán hơi nước. Phần khí này sẽ thoát ra ngoài mang theo hơi nước mà không cần thêm bộ lọc vì nước được thải dưới dạng khí.

Ưu điểm nổi bật:

• Yêu cầu khí đầu vào sạch, ít bụi và tạp chất
• Bắt buộc trang bị lọc tinh phía trước (lọc được hạt ≥ 0.01 micron)
• Tổn hao áp suất rất thấp, tối đa 0.2 bar
• Thiết kế nhỏ, dễ dàng tích hợp trực tiếp vào hệ thống ống dẫn
• Không phát sinh tiếng ồn, không cần cấp điện
• Vận hành không cần bảo trì, không có linh kiện thay thế định kỳ
• Không cần xả nước, vì nước thoát ra dưới dạng hơi

Máy sấy khí hấp phụ (dùng phản ứng hóa học)

Nguyên lý hoạt động của máy sấy hấp phụ:

Dòng khí nén đi vào thiết bị sẽ tiếp xúc với các chất hút ẩm có khả năng phản ứng hóa học với hơi nước. Trong quá trình này, nước trong khí nén sẽ bị giữ lại hoặc phản ứng hóa học với chất hút ẩm, sau đó được đưa ra ngoài dưới dạng lỏng thông qua bộ thu gom.

Chất hút ẩm được chia làm ba nhóm chính:

• Dạng rắn: Ví dụ như muối khan, phấn khô, muối Magie axit
• Dạng lỏng: Gồm các hóa chất như acid sulphuric, acid phosphoric, glycerin, triethylene glycol
• Dạng hòa tan: Canxi clorua (CaCl₂), liti clorua (LiCl) – tan dần khi hút ẩm

Theo thời gian sử dụng, khả năng hấp thụ nước của các chất này giảm đi đáng kể nên phải được hoàn nguyên hoặc thay thế định kỳ.

Đặc điểm cần lưu ý:

• Nhiệt độ khí đầu vào phải thấp, nếu quá cao có thể làm chảy hoặc kết dính chất hút ẩm
• Chất hút ẩm thường có tính ăn mòn, có thể bị cuốn theo khí nén ra hệ thống và ảnh hưởng tới thiết bị sau đó
• Không tiêu tốn điện năng, thích hợp với các ứng dụng không có nguồn điện
• Nhiệt độ điểm sương của khí sau xử lý có thể giảm thêm từ 8–12% so với đầu vào

Máy sấy khí hấp thụ

Khác với loại sử dụng phản ứng hóa học, máy sấy khí hấp thụ sử dụng vật liệu hấp thụ mà không xảy ra bất kỳ phản ứng hóa học nào trong quá trình tách ẩm. Các chất hấp thụ có đặc điểm là cấu trúc rỗng xốp với diện tích bề mặt nội tại rất lớn, giúp giữ lại phân tử hơi nước thông qua lực hấp phụ bề mặt.

Những vật liệu hấp thụ phổ biến bao gồm:

• Silicagel (dạng thô và tinh thể)
• Oxit nhôm hoạt tính (Activated Alumina)
• Màn phân tử (Molecular Sieve)
• Than hoạt tính (dùng trong các ứng dụng đặc biệt)

Mỗi loại chất hấp thụ phù hợp với mức nhiệt và điều kiện tái tạo khác nhau:

Chất hấp thụ	Điểm sương đạt được (°C)	Nhiệt độ khí đầu vào (°C)	Nhiệt độ tái sinh (°C)	Diện tích bề mặt (m²/g)
Silicagel thô (SiO₂)	-50	50	120–180	500–800
Silicagel tinh thể (SiO₂)	-50	50	120–180	200–300
Oxit Nhôm hoạt tính (Al₂O₃)	-60	40	175–315	230–380
Màn phân tử (Na, AlO₂, SiO₂)	-90	140	200–350	750–800

Nguyên lý hoạt động máy sấy khí hấp thụ:

Khí nén mang hơi ẩm sẽ được dẫn qua buồng chứa vật liệu hấp thụ. Khi đi qua, các phân tử nước sẽ bị giữ lại trên bề mặt chất hấp thụ nhờ vào lực tương tác vật lý. Quá trình này tạo ra một lượng nhiệt nhỏ. Tuy nhiên, khi vật liệu hấp thụ đã đạt đến ngưỡng bão hòa, nó cần được tái tạo để phục hồi khả năng làm việc.

Do vậy, hệ thống thường sử dụng hai bình hấp thụ luân phiên:

• Một bình xử lý khí nén
• Một bình còn lại trong quá trình tái tạo

Các phương pháp tái tạo phổ biến:

• Tái sinh không gia nhiệt (heatless): dùng một phần khí khô xả ngược để đẩy ẩm ra khỏi vật liệu
• Tái sinh có gia nhiệt bên trong: sử dụng bộ phận làm nóng tích hợp trong bình
• Tái sinh bằng gia nhiệt ngoài: khí khô được gia nhiệt từ bên ngoài rồi đưa vào bình tái sinh
• Tái sinh bằng chân không: hút ẩm ra khỏi vật liệu hấp thụ nhờ áp suất thấp

Việc lựa chọn đúng các loại máy sấy khí không chỉ giúp hệ thống khí nén hoạt động hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì lâu dài. Tùy vào đặc điểm ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật, người dùng có thể cân nhắc giữa các loại máy sấy khí dạng làm lạnh, dạng màng hay dạng hấp thụ. Nếu bạn đang tìm kiếm một địa chỉ cung cấp các loại máy sấy khí uy tín, chất lượng và được tư vấn tận tình, Việt Nhật là một lựa chọn đáng tin cậy. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực khí nén và thiết bị công nghiệp, Việt Nhật cam kết mang đến giải pháp tối ưu cho từng nhu cầu sử dụng.