CN101601959A - 一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法及其装置 - Google Patents

一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用压缩热来再生空气的吸附式干燥方法。包括在不同吸附塔内分别进行的吸附和再生过程,所述的再生过程包括加热和冷吹过程,其特征在于该方法在三个具有相同吸附能力、相同比热的吸附剂的吸附塔内进行,三个吸附塔分别为塔A、塔B、塔C,并由以下a、b、c步骤交替进行再生和吸附过程。具有能耗小、无气耗损失、操作简单、使用方便等特征。

Description

一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种干燥方法,尤其是指一种利用压缩热来再生空气的吸附式干燥方法。
背景技术
在国内市场上,目前使用较为普遍的有气耗压缩热,一般由两个吸附塔和一个水冷却器组成,两个吸附塔交替工作。100%的高温压缩空气进入再生塔,利用高温压缩空气的热量加热吸附塔内的吸附剂.由于气体处于高温状态,相对湿饱和度较低,吸水能力强,在加热的同时能带走吸附剂中的大部分水分。然后所有压缩空气进入干燥机上的水冷却器,使其温度降低到40℃,再经过气水分离和自动排水装置,将液态水排出,得到40℃的饱和气体.将这种饱和压缩空气送入另一吸附塔内吸附后输出,加热过程结束后,进入冷吹过程,这个过程所有压缩空气直接进入水冷却器,冷却至40℃,经过气水分离器和排水装置,得到40℃的饱和气体,进入吸附塔干燥后输出,在这个过程中,从出口处引出3%的干燥压缩空气对再生塔进行吹扫后排出,在这个过程中有3%的气耗。专利号为02220983.2的实用新型公开了一种利用压缩热的再生式干燥机其主要技术方案是该干燥机中的吸附塔与后冷却器连接,后冷却器的出口与气水分离器的进口相互连接,在气水分离器上连接排水系统;干燥机的进口与空气压缩机的高温出口连接;吸附塔由左、右塔组成,在吸附塔的上、下部分别设置干燥剂填入口与干燥剂排出口;在排水系统中,用管道连接储水罐,再在储水罐上设置自动排水阀;在气水分离器与储水罐间的管道上设置过滤器与截止阀。专利号为02260719.6的实用新型公开了一种压缩热吸附干燥机,它由吸附塔、冷却器、水气分离器和连接管道及必要的阀门构成。它与空气压缩机配合使用,利用空压机排出的高温压缩空气热量再生吸附剂,从而对含水量的压缩空气进行干燥处理。其压缩空气消耗量低于1%,耗电量小于100W,大气露点可达-40℃以下。本装置可大大减少压缩空气消耗,降低电能用量。
这几种技术方案已经有效的利用压缩空气压缩热,节约了能耗,不足之处还是有压缩空气的消耗。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的吸附剂在生过程中压缩空气具有较大的消耗浪费等的技术问题,提供一种压缩空气零消耗的再生式干燥方法及其装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,包括在不同吸附塔内分别进行的吸附和再生过程,所述的再生过程包括加热和冷吹过程,其特征在于该方法在三个具有相同吸附能力、相同比热的吸附剂的吸附塔内进行,三个吸附塔分别为塔A、塔B、塔C,并由以下a、b、c步骤交替进行:
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热,此时B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔A-冷却-塔B-成品气出口,
A塔冷吹,此时B塔、C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔B-塔A-冷却-塔C-成品气出口;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热,此时C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔B-冷却-塔C-成品气出口,
B塔冷吹,此时C塔、A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔C-塔B-冷却-塔A-成品气出口;
c.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热,此时A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔C-冷却-塔A-成品气出口,
C塔冷吹,此时A塔、B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔A-塔C-冷却-塔B-成品气出口。
100%的高温压缩空气进入吸附塔A,利用其压缩热加热再生吸附剂。由于气体处于高温状态,其相对饱和度较低,吸水能力强,在加热的同时能带走吸附剂中的大部分水分。然后所有压缩空气进入冷却器冷却,然后将低温饱和气体送入吸附塔B干燥后排出,得到干燥空气,这一过程称为加热过程。
100%的高温压缩空气进入水冷却器B,使其温度降到40℃,进入吸附塔B继续吸附,然后进入吸附塔A对其内热吸附剂进行吹扫,随后进入水冷却器A及气液分离器A,消除冷吹交换热量,将气体最后送入吸附塔C吸附后排出,这个过程称为冷吹过程。
A、B、C塔相互交错进行加热、冷吹、吸附过程。其间无压缩空气消耗浪费。
作为优选,所述的塔A、塔B、塔C进行吸附、加热、冷吹过程的时间分配为:
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热3h,同时B塔进行吸附,然后A塔冷吹1h,同时B塔、C塔进行吸附;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热3h,同时C塔进行吸附,然后B塔冷吹1h,同时C塔、A塔进行吸附;
b.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热3h,同时A塔进行吸附,然后C塔冷吹1h,同时A塔、B塔进行吸附。
统观上诉工作过程,可发现其流程为吸附塔A加热再生3小时冷吹再生1小时,吸附塔B吸附4小时,吸附塔C吸附1小时,而接下来的工作顺序将是吸附塔B加热再生3小时冷吹再生1小时,吸附塔C吸附4小时,吸附塔A吸附1小时,但是吸附塔C在之前那个工作状态已经吸附了1小时,由此,我们必须在设计吸附塔时给足吸附剂量的填充空间,每个吸附塔的吸附剂量应该为维持切换时间加冷吹时间之和的量,在这里吸附塔的设计吸附剂量应该为5小时才能完成正常循环。
作为优选,所述的经冷却的压缩气体均进行气水分离后进入吸附塔。40℃低温压缩空气通过气水分离将液态水排出,得到40℃饱和气体。
作为优选,所述的冷却过程均为水冷,其中加热流程与冷吹流程的冷却过程同不两个不同的水冷器分别完成。
上述的零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法由下述装置完成,一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法的装置,包括吸附塔、若干控制阀、冷却器、压缩空气进出口,其特征在于所述的吸附塔包括塔A、塔B、塔C,塔A、塔B、塔C通过管路并联于压缩空气进出口之间,在管路上设置必要的控制阀,冷却器进气口分别连接压缩空气进口及吸附塔下端系支路,并在管路上设置控制阀,冷却器出气口分别连接吸附塔上端系支路,三个吸附塔的下端系分别通过一个控制阀与压缩空气出口连接,压缩空气进口通过吸附塔进气支路分别与和各塔相连通,各支进气支路之间设有通路,并在该通路的各进气支路之间设有控制阀门。其主要技术方案是根据流程需要在原有有气耗压缩热再生吸附式干燥机基础上增设冷却器和一个吸附塔。将空压机输出的≥110℃的非饱和压缩气体直接输入干燥机的一个吸附塔内加热再生,无需将高温压缩空气先降温后升温,大大降低了能源消耗,在冷吹时利用全流量压缩空气通过另冷却器冷却气水分离器分水进入另一吸附塔内吸附,完成吸附后进入吸附塔内吹扫,吹扫过后经冷却进入第三个吸附塔内吸附得到干燥的低露点的成品空气,整个过程中已再生的吸附剂没有二次吸附,也没有气量的消耗,极大得降低了能源的消耗及提高了再生效果,是能持续提供超低露点而同时又是节能环保的新类型压缩空气干燥机。
作为优选,所述的冷却器分为两个相互并联的水冷器,该水冷器的出气端通过各自的支路分别与吸附塔上端系相连通。冷却过程均为水冷,其中加热流程与冷吹流程的冷却过程同不两个不同的水冷器分别完成。
作为优选,于所述的冷却器与吸附塔上端系各支路之间的管路上设有气水分离装置。经冷却的压缩气体均进入气水分离装置进行气水分离后进入吸附塔,将低温压缩空气通过气水分离将液态水排出,得到饱和气体。
作为优选,所述的各管路控制阀的控制信号输入端分别与一个PLC控制单元相连接。通过PLC对控制阀开闭控制,实现各塔进行交替工作。
本发明的带来的有益效果是,有效利用了压缩空气的余热对吸附剂进行加热再生,及改进了冷吹流程,即冷吹气为高温失饱和的压缩空气先经其中一个水冷却器冷却后到第三个吸附塔进行吸附后的低露点气,彻底消除了压缩空气的消耗量,同时显著提高了再生效果,能持续稳定输出超低露点的干燥压缩空气。另外本装置运行全部由PLC自动完成,耗电量也仅为PLC的电耗,另外也没有消声排气,所以低能耗低噪音也是本装置的一大特色。
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图;
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:附图1是本发明的一种结构示意图。包括在不同吸附塔内分别进行的吸附和再生过程,所述的再生过程包括加热和冷吹过程,其特征在于该方法在三个具有相同吸附能力、相同比热的吸附剂的吸附塔内进行,三个吸附塔分别为塔A、塔B、塔C,并由以下a、b、c步骤交替进行:
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热,此时B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔A-冷却-塔B-成品气出口,
A塔冷吹,此时B塔、C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔B-塔A-冷却-塔C-成品气出口;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热,此时C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔B-冷却-塔C-成品气出口,
B塔冷吹,此时C塔、A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔C-塔B-冷却-塔A-成品气出口;
c.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热,此时A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔C-冷却-塔A-成品气出口,
C塔冷吹,此时A塔、B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔A-塔C-冷却-塔B-成品气出口。
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热3h,同时B塔进行吸附,然后A塔冷吹1h,同时B塔、C塔进行吸附;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热3h,同时C塔进行吸附,然后B塔冷吹1h,同时C塔、A塔进行吸附;
b.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热3h,同时A塔进行吸附,然后C塔冷吹1h,同时A塔、B塔进行吸附。
经冷却的压缩气体均进行气水分离后进入吸附塔。冷却过程均为水冷,其中加热流程与冷吹流程的冷却过程同不两个不同的水冷器分别完成。
吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C通过管路并联,在管路上设置必要的控制阀,其并联后的管路上端系与空压机高温排气口连接;水冷却器A、B通过管路并联,水冷却器进气口分别连接压缩空气进口及吸附塔下端系支路,并在管路上设置控制阀,水冷却器出气口连接气水分离器进气口,气水分离器出口连接吸附塔下端系支路连接,三个吸附塔的上端系分别通过一个控制阀与压缩空气出口连接;吸附塔上端设置一个出气口,下端设置两个进气口,吸附塔内设置一块气流分布板;吸附塔与两个水冷却器1、2连接且冷却器出口与气液分离器3、4进口连接,气水分离器上连接排水系统;排水系统由一个储水槽、液位控制器、排水阀构成;控制阀的开闭由PLC控制电路控制气动管路完成。
所以本发明具有能耗小、无气耗损失、操作简单、使用方便等特征。

Claims (9)

1.一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,包括在不同吸附塔内分别进行的吸附和再生过程,所述的再生过程包括加热和冷吹过程,其特征在于该方法在三个具有相同吸附能力、相同比热的吸附剂的吸附塔内进行,三个吸附塔分别为塔A、塔B、塔C,并由以下a、b、c步骤交替进行:
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热,此时B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔A-冷却-塔B-成品气出口,
A塔冷吹,此时B塔、C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔B-塔A-冷却-塔C-成品气出口;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热,此时C塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔B-冷却-塔C-成品气出口,
B塔冷吹,此时C塔、A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔C-塔B-冷却-塔A-成品气出口;
c.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热,此时A塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-塔C-冷却-塔A-成品气出口,
C塔冷吹,此时A塔、B塔进行吸附,其压缩空气流向顺序为,
高温压缩空气进口-冷却-塔A-塔C-冷却-塔B-成品气出口。
2.根据权利要求1所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,其特征在于所述的塔A、塔B、塔C进行吸附、加热、冷吹过程的时间分配为:
a.当A塔再生、B塔主吸附、C塔副吸附
A塔加热3h,同时B塔进行吸附,然后A塔冷吹1h,同时B塔、C塔进行吸附;
b.当B塔再生、C塔主吸附、A塔副吸附
B塔加热3h,同时C塔进行吸附,然后B塔冷吹1h,同时C塔、A塔进行吸附;
b.当C塔再生、A塔主吸附、B塔副吸附
C塔加热3h,同时A塔进行吸附,然后C塔冷吹1h,同时A塔、B塔进行吸附。
3.根据权利要求1或2所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,其特征在于所述的经冷却的压缩气体均进行气水分离后进入吸附塔。
4.根据权利要求1或2所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,其特征在于所述的冷却过程均为水冷,其中加热流程与冷吹流程的冷却过程同不两个不同的水冷器分别完成。
5.根据权利要求3所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法,其特征在于所述的冷却过程均为水冷,其中加热流程与冷吹流程的冷却过程同不两个不同的水冷器分别完成。
6.根据权利要求1所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法的装置,包括吸附塔、若干控制阀、冷却器、压缩空气进出口,其特征在于所述的吸附塔包括塔A、塔B、塔C,塔A、塔B、塔C通过管路并联于压缩空气进出口之间,在管路上设置必要的控制阀,冷却器进气口分别连接压缩空气进口及吸附塔下端系支路,并在管路上设置控制阀,冷却器出气品分别连接吸附塔上端系支路,三个吸附塔的下端系分别通过一个控制阀与压缩空气出口连接,压缩空气进口通过吸附塔进气支路分别与和各塔相连通,各支进气支路之间设有通路,并在该通路的各进气支路之间设有控制阀门。
7.根据权利要求6所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法的装置,其特征在于所述的冷却器分为两个相互并联的水冷器,该水冷器的出气端通过各自的支路分别与吸附塔上端系相连通。
8.根据权利要求6或7所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法的装置,其特征在于所述的冷却器与吸附塔上端系各支路之间的管路上设有气水分离装置。
9.根据权利要求6或7所述的一种零气耗低露点压缩热再生吸附式压缩空气干燥方法的装置,其特征在于所述的各管路控制阀的控制信号输入端分别与一个PLC控制单元相连接。
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