AT400529B - Verfahren und anlage zur trocknung von gasen - Google Patents

Description

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  1. Stand der Technik 
Ein Tituszentrifugentrockner (im folgenden TZT genannt) und andere Trockner, die einen Inertgasstrom mit hohem Druck benötigen, benötigt einen Inertgasstrom von 5 bis 6 bar abs und 60    C   bis 120    C,   um die für die Trocknung notwendige kinetische und thermische Energie in das System einzubringen. Dieser Strom wird im TZT entspannt und mit Lösungsmittel (LM) beladen (Trocknung). Dieses Lösungsmittel muss nun aus dem Inertgasstrom entfernt und das Inertgas wieder komprimiert werden, um es wieder einsetzen zu können (Kreislaufsystem).

   Dies wird derzeit durch folgenden Aufbau realisiert (siehe Fig.   1) :  
Der Strom aus dem TZT (1) wird in einem Kondensator (2) abgekühlt und das dabei anfallende Kondensat im Kondensator (2) oder zum Teil auch in einem nachgeschalteten Abscheider   (2a)   abgeschieden. Die Lösungsmittelkonzentration im Inertgasstrom ist abhängig von der Temperatur nach dem Kondensator (je tiefer die Temperatur, desto tiefer die Lösungmittelkonzentration) und dem Druck (je höher der Druck, desto tiefer die Lösemittelkonzentration bei einer bestimmten Temperatur). Nach dem Kondensator (2) wird der Inertgasstrom im Heater (3) wieder aufgeheizt, um eine weitere Kondensation vor der Kompression zu vermeiden. Vor dem Kompressor ist ein Filter (4) installiert, um den Kompressor vor Staubpartikeln zu schützen.

   Der Kompressor (5) arbeitet adiabat (Kolben-, Schrauben- oder Turbokompressor), d. h. bei der Kompression erhitzt sich der Inertgasstrom. In einem nachgeschalteten Kühler (6) wird der Inertgasstrom auf die gewünschte Temperatur gebracht. Ein Windkessel (7) dient zur Dämpfung. Vor dem TZT ist ein sehr feiner Filter (8) installiert, um das zu trocknende Produkt vor Verunreinigungen aus dem Kompressor zu schützen. Im TZT wird der inertgasstrom wieder entspannt und mit Lösungsmittel beladen, um ein Produkt zu trocknen. 



   Dieser Aufbau hat folgende Nachteile : - Durch den schlechten Wärmedurchgangskoeffizienten als Inertgaskondensator und durch die Ausle- gung auf verschiedene Betriebszustände muss der Kondensator sehr gross ausgeführt werden. 



   - Da die Kondensation bei niedrigem Druck stattfindet, muss der Stickstoff auf eine tiefe Temperatur gekühlt werden (ergibt die notwendige   Lösungsmittelkonzentration).   Daher muss die Kühlenergie auf tiefem und damit teurem Niveau erzeugt werden. 



   - Um den Kompressor zu schützen, (Kondensation) muss der Gasstrom nach dem Kondensator wieder aufgeheizt werden. Dies erhöht auch den Energieaufwand des Kompressors. 



   - Durch die adiabate Arbeitsweise des Kompressors ist ein hoher Energieaufwand nötig, der später zum Teil wieder im Kühler abgeführt wird. 



   - Um den Kompressor vor Staub und um den TZT vor Verunreinigungen aus dem Kompressor zu schützen, sind recht aufwendige Filter notwendig. 



   - Durch die Grösse des Kompressors ist ein eigener Raum mit entsprechendem Schallschutz und
Sicherheitseinrichtungen notwendig. 



  2. Die Erfindung : 
Die Erfindung besteht aus einem Kreislaufsystem, das einen oder mehrere Flüssigkeitsringkompressoren enthält. In einem   Flüssigkeitsringkompressor   wird das zu komprimierende Gas mit einer Flüssigkeit   (Dichtflüssigkeit)   zusammengeführt und zusammen mit dieser auf einen höheren Druck gebracht. (Die Flüssigkeit dient dem Konstruktionsprinzip von Flüssigkeitsringpumpen entsprechend als Abdichtung der einzelnen Kompressionszellen des Rotors). Die bei der Kompression erzeugte Wärmeenergie wird zum Grossteil durch die Erwärmung der   Dichtflüssigkeit   aufgefangen, daher wird der Gasstrom bei entsprechend hoher Durchsatzmenge bzw. entsprechend tiefer Eintrittstemperatur der   Dichtflüssigkeit   nur wenig oder gar nicht erwärmt.

   Das   Dichtflüssigkeits-ílnertgasgemisch   wird nach dem Kompressor meist noch zusammen abgekühlt und dann voneinander getrennt. Die Flüssigkeit wird meist wieder in den Kompressor zurückgeführt, wobei noch die Möglichkeit besteht, sie noch weiter abzukühlen. Wenn während der Kompression eine Flüssigkeit aus dem Inertgasstrom auskondensiert, so wird sie von der   Dichtflüssigkeit   aufgenommen (zumeist wird als   Dichtflüssigkeit   die gleiche Flüssigkeit verwendet). Der dabei auftretende Mengenzuwachs muss aus dem Dichtflüssigkeitskreislauf entfernt werden. In diesem Fall arbeitet das System Flüssigkeitsring- kompressor, Abscheider, Wärmetauscher als Kompressor und Kondensator. Solche Systeme finden haupt- sächlich Einsatz als Vakuumpumpen (z. B. System APOVAC von Sulzer u. a.). 



   Die Kombination eines derarigen Systems mit einem Titus Zentrifugentrockner oder einem anderen Trockner, der einen Inertgasstrom mit hohem Druck benötigt, bzw. das sich aus dieser Kombination ergebende Kreislaufsystem ist Gegenstand der Erfindung. Der Aufbau ist in Fig. 2 dargestellt :
Der mit Lösungsmittel beladene Inertgasstrom gelangt aus dem TZT (1) in einen oder ein System von mehreren, parallel oder seriell angeordneten Flüssigkeitsringkompressoren (2). Bei hohen Lösungsmittelbe- 

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 ladungen kann es sinnvoll sein, einen Vorkondensator (2a) zwischen TZT (1) und Flüssigkeitsringkompressor (2) anzuordnen, um Energie einzusparen. Das im Vorkondsensator anfallende Kondensat kann abgeschieden oder mit dem Inertgasstrom in den Flüssigkeitsringkompressor geführt werden.

   Der Flüssigkeitringkompressor arbeitet nach dem eingangs beschriebenen System als Kompressor/Kondensator. Der komprimierte Gasstrom wird zusammen mit der   Dichtflüssigkeit   im Kühler (3) abgekühlt. Im Abscheider (4) wird der Inertgasstrom von der Dichtflüssigkeit getrennt und der Mengenzuwachs an Flüssigkeit abgeführt. 



  Vom Abscheider (4) gelangt die   Dichtflüssigkeit   wieder in den Flüssigkeitsringkompressor (2). Optional kann die   Dichtflüssigkeit   auch weiter abgekühlt werden (4a), wenn dies energetisch sinnvoll ist. Der Inertgasstrom aus dem Abscheider (4) kann ebenfalls optional weiter   abgekühlt   werden (4b), um die Restlösungsmittelkonzentration zu senken. Nach der Kompressor/Kondensatorstation muss der Inertgasstrom noch auf die für die Trocknung notwendige Temperatur aufgeheizt werden (5). Unter Umständen sorgt ein Windkessel (6) für Pulsationsdämpfung. Im TZT wird der Inertgasstrom wieder entspannt und mit Lösungsmitteln beladen. 



  Vorteile dieses Systems sind : - Da die Kondensation auf einem höheren Druckniveau stattfindet, sind keine so tiefen Temperaturen notwendig, um die geforderten LM-Konzentrationen zu erreichen. Daher kann die Energie auf einem höheren und damit auch billigeren Temperaturniveau abgeführt werden. Es ist aber zu bemerken, dass die Menge an abzuführender Energie grösser wird. 



   - Durch die Kühlung durch Flüssigkeit im Kompressor bzw. des   Gas/Flüssiggemisches   im Kühler (gute
Wärmeübertragung) ist die zu installierende Austauschfläche kleiner. 



   - Durch die annähernd isotherme Kompression im Flüssigkeitsringkompressor ist die Kompressions- energie kleiner. 



   - Eventuell mitgeschleppte Staubpartikel werden automatisch abgeschieden und es sind keine Verunrei- nigungen durch den Kompressor möglich. Dadurch entfallen die Filter im Gasstrom. 



   - Durch den einfachen Aufbau steigt die Wartungsfreundlichkeit und Verfügbarkeit. Der Raumbedarf sinkt durch die geringere Anzahl an Komponenten (kein eigener Kompressorraum notwendig). Es sind keine Schallschutzmassnahmen notwendig. 



  

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Trocknung von Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass mit Lösungsmittel beladenes Gas in einem oder mehreren Flüssigkeitsringkompressoren komprimiert und danach abgekühlt wird, wobei Lösungsmittel auskondensiert, das abgeschieden und teilweise zum Flüssigkeitsringkompressor rück- geführt wird. **WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
2. 2. Anlage zur Trocknung von Gasen, welche Anlage folgende Teile aufweist : - einen Zentrifugentrockner (TZT), - einen Flüssigkeitsringkompressor (2), - einen Abscheider (4) und - eine Heizvorrichtung (Heater), wobei der Zentrifugentrockner (TZT) leitungsmässig über den Flüssigkeitsringkompressor (2) und den Abscheider (4) mit der Heizvorrichtung (Heater) verbunden ist, die Heizvorrichtung (Heater) über eine zweite Leitung mit dem Zentrifugentrockner (TZT) verbunden ist, und vom Abscheider (4) eine Leitung zur Rückführung von Flüssigkeit zum Flüssigkeitsringkompressor (2) führt. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.