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Wird atmosphärische Luft komprimiert, steigt mit dem Partialdruck der als Dampf enthaltenen Luftfeuchte auch die Taupunkt­temperatur an. Wegen der gleichzeitigen Temperaturerhöhung sinkt dabei die relative Feuchte ab.[1] Kühlt die Druckluft unter ihren neuen, den Drucktaupunkt ab, so kann die Feuchtigkeit kondensieren. Deshalb wird Druckluft oft schon sofort nach der Kompression mit Kältetrocknern entfeuchtet. Dabei wird ein neuer Drucktaupunkt eingestellt, der unter der Lagerungs- und Transporttemperatur liegt. Je nach Größe und Art der Anlage kommen auch hygroskopische Materialien für die Trocknung zum Einsatz. Um den (Druck-)Taupunkt komprimierter Luft sprachlich vom Taupunkt der unkomprimierten Luft abzugrenzen wird letzterer auch atmosphärischer Taupunkt genannt. Dadurch kann die Druckluft auch bei tieferen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden, ohne dass in den Druckleitungen oder Transportbehältern Wasser kondensiert.

Druckluftkältetrockner

Die Funktion der Kältetrockner basiert auf der Wasserdampfkondensation im Wärmeaustauschverfahren. Jeder Kältetrockner besitzt zumindest einen Luft-Kältemittel-Wärmeaustauscher und sollte aus energetischen Gesichtspunkten immer auch einen Luft-Luft-Wärmeaustauscher haben. Die warme und feuchte Druckluft aus dem Kompressor strömt zuerst durch den Luft-Luft-Wärmeaustauscher. Dort wird diese von der bereits getrockneten kalten Druckluft im Gegenstromprinzip vorgekühlt. Die getrocknete und kalte Druckluft nimmt die Wärmeenergie auf und strömt dann erwärmt aus dem Druckluftkältetrockner heraus. Die im Luft-Luft- Wärmeaustauscher vorgekühlte Druckluft strömt in den Luft-Kältemittel-Wärmeaustauscher. Hier wird die vorgekühlte Druckluft durch ein flüssiges Kältemittel, das die Wärmeenergie der Druckluft aufnimmt, weiter abgekühlt. Dadurch verliert die Druckluft weiter die Fähigkeit die Feuchtigkeit zu halten. Das anfallende Kondensat wird durch einen Kondensatabscheider von der Druckluft getrennt und über einen Kondensatableiter aus dem System abgeleitet. Bei den Kältemittelwärmetauschern werden vorzugsweise Plattenwärmeaustauscher, Rohrbündelwärmeaustauscher und Lamellenwärmeaustauscher eingesetzt.

Die Wasserdampfkondensation mit Kältetrockner ist das am häufigsten angewendete Verfahren zur Drucklufttrocknung. Diese Kältetrockner sind in vielen Anwendungsbereichen von Handwerk, Werkstatt, Betrieb und Industrie einsetzbar und sorgen für eine höhere Betriebs- und Funktionssicherheit der kompletten Druckluftanlage, der Rohrleitungskomponenten, der Druckluftwerkzeuge und den pneumatischen Steuerungen.

Adsorbtionstrockner

Bei der Adsorptionstrocknung kommen Adsorptionstrockner oder Trockenschränke zum Einsatz, die mit entsprechenden Trockenmitteln Feuchtigkeit entziehen. Der Vorgang funktioniert nach dem Sorptionsprinzip.

Die größten Unterschiede in den Trocknungsverfahren liegen im Einsatz der Trockenmittel und den entweder temporären oder permanenten Entfeuchtungsprozessen. Während bei der Rotationsentfeuchtung permanent entfeuchtet wird, kann durch die nicht komplett abgedichtete Konstruktion keine Entfeuchtung unter 5 % relative Feuchte erreicht werden. Während hingegen mit einem stativen Kammerprinzip Werte unter 0,5 % relative Feuchte erreicht werden können.

Im allgemeinen Sinn ist Adsorption ein physikalischer Prozess, bei dem Stoffe (in der Regel Moleküle) auf der Oberfläche eines anderen Stoffes haften bleiben und sich auf dessen Oberfläche anreichern. Die Kräfte, die die Anhaftung verursachen sind keine chemischen Bindungen, sondern nur Van-der-Waals-Kräfte. Daher wird diese Form der Adsorption exakter physikalische Adsorption oder Physisorption genannt. Die physikalische Adsorption umfasst grundsätzlich auch den umgekehrten Prozess, die Desorption, da ein System immer ein Gleichgewicht zwischen dem Adsorbieren und Desorbieren eines Stoffes anstrebt. Die Oberfläche, auf der die Adsorption stattfindet, kann die Oberfläche eines Feststoffes oder die Oberfläche einer Flüssigkeit sein. Allgemein nennt man die Oberflächen Grenzflächen. Die Phase, aus dem der Stoff auf die Grenzfläche gelangt, kann eine Gasphase oder eine Flüssigkeit (Lösung) sein. Die Teilchen gelangen durch ihre ungerichtete, thermisch getriebene Molekularbewegung zur Grenzfläche. In den folgenden Abschnitten wird jedoch hauptsächlich die Adsorption von Gasen auf feste Oberflächen beschrieben. Die Physisorption ist neben der Absorption ein alltäglicher Prozess und findet an fast allen Oberflächen statt, die Gasen (Luft) oder Flüssigkeiten (Wasser) ausgesetzt sind. Bei dem speziellen Fall einer chemischen Adsorption, auch Chemisorption genannt, werden Stoffe durch chemische Bindungen auf die Oberfläche eines Feststoffes gebunden. Die Chemisorption kann erhebliche Konsequenzen für den adsorbierten Stoff haben und unterscheidet sich damit von einer Physisorption. Durch Brechen und Knüpfen chemischer Bindungen können sich andere Stoffe bilden und ein desorbierter Stoff (Desorbat) kann ein Produkt einer chemischen Reaktion sein. In der Regel treten bei der Chemisorption hohe Reaktionswärmen auf, was als ein Kriterium zur Unterscheidung zwischen Physisorption und Chemisorption genutzt werden kann. Chemisorption ist oft keine Gleichgewichtsreaktion, also irreversibel, findet unter Umständen nur bei hohen Temperaturen statt und führt häufig nicht zu einer Anreicherung von Stoffen auf der Oberfläche. Chemisorptionen sind wichtige Schritte, die bei Prozessen der heterogenen Katalyse auftreten. Im Allgemeinen sollte der Begriff Adsorption nur für die alltäglichen Prozesse der Physisorption verwendet werden. Spezielle Adsorptionen mit chemischen Prozessen sollten explizit als Chemisorption bezeichnet werden.

Rotationsentfeuchtung

Ist eine spezielle Form des Adsorptionstrockners. Ähnlich wie bei der Kondensationstrocknung wird bei diesem Verfahren die zu entfeuchtende Prozessluft in den Rotationsentfeuchter angesaugt. Die Prozessluft wird dann durch einen mit Metallsilikat beschichteten Rotor geführt, welcher der Luft die Feuchtigkeit entzieht. Die entfeuchtete Prozessluft wird anschließend erwärmt in den Raum zurückgeführt. Mit einer heißen Luftströmung im Gegenstrom des Sorptionsrotors wird die zuvor aufgenommene Feuchte über die Regenerationsluft wieder aufgenommen und mit Hilfe des Rotors an die Außenluft abgegeben.

Kammerentfeuchtung

Die Kammerentfeuchtung arbeitet in Zeitabschnitten und entfeuchtet daher nicht kontinuierlich. Zuerst wird die Prozessluft durch einen Behälter mit einer Zeolithschüttung geführt. Die Feuchtigkeit wird dann mit erwärmter Luft von ca. 200 °C aus dem Zeolith A getrieben und abgelüftet - entweder durch ein Klappensystem, Lüftungsklappen oder ein Ventil. Nach diesem als Regeneration bezeichnetem Vorgang wird die Filtereinheit in den Prozessluftstrom zurückgeführt. Mit diesem Verfahren werden bis unter 0,5 % relative Feuchte erreicht. Nach diesem Prinzip arbeiten die neusten Trockenschränke.