CN102784548A - 再生气回收吸附式干燥机及再生气回收吸附方法 - Google Patents

Abstract

再生气回收吸附式干燥机及再生气回收吸附方法，属于气体回收利用技术领域。该装置的干空气出口主管通过设置的干空气出口支管连接电加热器后与第三单向阀和第四单向阀之间的管道相通，所述第一气动切断阀和第二气动切断阀之间的管道一路依次连接第六气动切断阀、气动增压泵、胶囊式气体稳流罐、第七气动切断阀和高效除湿装置，所述高效除湿装置与湿空气入口主管相通。本发明能够合理利用并回收再生气所携带的能源又能保证吸附剂彻底再生来获得高品质的干燥的压缩空气。

Description

再生气回收吸附式干燥机及再生气回收吸附方法

技术领域

本发明属于气体回收利用技术领域，具体涉及再生气回收吸附式干燥机及再生气回收吸附方法。

背景技术

在现代企业里，压缩空气的使用越来越普遍，常见的干燥装置主要有吸附式干燥机和冷冻式干燥机两种。吸附式压缩空气干燥机因具有成品气露点低，供气稳定等冷冻式干燥机所不具有的优点，因此自上世纪七八十年代引进国内，并经过国内各生产厂家的技术消化、吸收与发展，现如今的吸咐式压缩空气干燥机已经在压缩空气干燥设备领域占有不可替代的地位。

然而无论是微热再生吸附式干燥机还是无热再生吸附式干燥机因其再生方式需利用成品气对再生塔的吸附剂进行吹扫再生，因此具有耗气量大，有效供气量小等缺点，同时再生气的消耗也是吸附式干燥机耗能最大的地方。若以一台工作压力为0.8MPa，处理量为100Nm³/min的无热再生吸附式干燥机为例，所需的再生气量为处理量的12%即12Nm³/min，折合成空压机所消耗的电能为70KW/h。因此合理利用并回收再生气所携带的能源又能保证吸附剂彻底再生，来获得高品质的干燥的压缩空气成为了一个难题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供再生气回收吸附式干燥机及再生气回收吸附方法的技术方案。本发明能够合理利用并回收再生气所携带的能源又能保证吸附剂彻底再生来获得高品质的干燥的压缩空气。

 所述的再生气回收吸附式干燥机，包括第一吸附塔，第二吸附塔，通过管道连接在第一吸附塔和第二吸附塔上部的第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀，通过管道连接在第一吸附塔和第二吸附塔下部的第一气动切断阀、第二气动切断阀、第三气动切断阀、第四气动切断阀，所述第一单向阀和第二单向阀之间的管道上连接有干空气出口主管，所述第三气动切断阀和第四气动切断阀之间的管道上连接有湿空气入口主管，其特征在于所述干空气出口主管通过设置的干空气出口支管连接电加热器后与第三单向阀和第四单向阀之间的管道相通，所述第一气动切断阀和第二气动切断阀之间的管道一路依次连接第六气动切断阀、气动增压泵、胶囊式气体稳流罐、第七气动切断阀和高效除湿装置，所述高效除湿装置与湿空气入口主管相通。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一吸附塔和第二吸附塔内腔上下端口上设置气体扩散装置。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述干空气出口支管中设有第一调节器和节流装置。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一气动切断阀和第二气动切断阀之间的管道一路依次连接第五气动切断阀和消音器。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述高效除湿装置底部设有自动排水装置。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述效除湿装置与湿空气入口主管之间的管道上设有第五单向阀和第二调节器。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述电加热器中设有温度探头。

所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一气动切断阀、第二气动切断阀、第三气动切断阀、第四气动切断阀、电加热器、第五气动切断阀、第六气动切断阀、气动增压泵、第七气动切断阀由控制柜控制。

所述的再生气回收吸附式干燥机进行再生气回收吸附的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）湿空气经预处理后通过湿空气入口主管、第三气动切断阀进入第一吸附塔进行吸附干燥，经第一吸附塔处理得到的干空气经第一单向阀从干空气出口主管排出用于后续工艺；

2）第一吸附塔吸附时，从干空气出口主管引出的干空气出口支管中抽出6%的成品气作为再生气，再生气经过第一调节器、节流装置后减压至0.05Mpa，再经电加热器加热至160℃，然后经第四单向阀反向进入第二吸附塔并自上而下通过吸附床层对已饱和的吸附剂进行加热再生解析；

3）从第二吸附塔解析出来的高压高温高湿度再生气经过第二气动切断阀、第五气动切断阀，并经消音器消音处理后排向大气，当第二吸附塔压力降至常压以及再生气流量稳定后，关闭第五气动切断阀，开启第六气动切断阀，再生气进入增压泵增压，并保存在胶囊式气体稳流罐内，当胶囊式气体稳流罐内的压力升至1.6Mpa时，打开第七气动切断阀使再生气进入高效除湿装置进行高效除湿处理；

4）经高效除湿装置处理后得到的水分从自动排水装置排出，除去水分的再生气经第五单向阀和第二调节阀，并从湿空气入口主管进入，重新进行吸附式干燥处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）因再生气经高效除湿装置进行高效除湿处理后，再生气中所携带的水分被分离出来，经自动排水装置排出；除湿处理后的再生气经第五单向阀和第二调节阀后从湿空气入口主管进入，重新进行吸附干燥处理。因此设备再生气得到回收利用，耗气量近乎为零，属于节能型干燥机。

2）当高效除湿装置发生故障或停止工作后，设备无需停机，可切换至传统的再生气排放方式，不影响气体干燥工作。

3）增加了高效除湿装置等部件后对再生气进行回收利用，重新进入湿空气入口主管吸附干燥，这样降低了设备的能耗同时又能保证吸附剂彻底再生，来获得高品质的干燥的压缩空气。

4）高效除湿装置中有旋风分离、预过滤和凝聚过滤等功能，再生气内的大量水分经阻挡与凝聚沉降，最后通过在自动排水装置将水分排出系统外。

5）新增设备采用胶囊式气体稳流罐能够为再生气回收提供稳定的压力，保证满足再生气在高效除湿装置中除水所需的足够动力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：A-第一吸附塔；B-第二吸附塔；1-第一气动切断阀；2-第二气动切断阀；3-第三气动切断阀；4-第四气动切断阀；5-第一单向阀；6-第二单向阀；7-第三单向阀；8-第四单向阀；9-第一调节器；10-节流装置；11-电加热器；12-第五气动切断阀；13-第六气动切断阀；14-气动增压泵；15-胶囊式气体稳流罐；16-第七气动切断阀；17-高效除湿装置；18-自动排水装置；19-第五单向阀；20-压力表；21-控制柜；22-气体扩散装置；23-温度探头；24-消音器；25-干空气出口主管；26-湿空气入口主管；27-干空气出口支管。

具体实施方式

以下结合说明书附图来进一步说明本发明。

如图1所示，再生气回收吸附式干燥机包括第一吸附塔A和第二吸附塔B，第一吸附塔A和第二吸附塔B上设有压力表20，第一吸附塔A和第二吸附塔B内腔上下端口上设置气体扩散装置22。第一吸附塔A和第二吸附塔B上部之间设有第一单向阀5、第二单向阀6、第三单向阀7、第四单向阀8，其中第一单向阀5和第二单向阀6串联连接，第三单向阀7和第四单向阀8串联连接，第一单向阀5和第二单向阀6构成的串联组与第三单向阀7和第四单向阀8构成的串联组并联连接，第一单向阀5和第二单向阀6之间的管道上连接有干空气出口主管25。第一吸附塔A和第二吸附塔B上部之间设有第一气动切断阀1、第二气动切断阀2、第三气动切断阀3、第四气动切断阀4，其中第一气动切断阀1和第二气动切断阀2串联连接，第三气动切断阀3和第四气动切断阀4串联连接，第一气动切断阀1和第二气动切断阀2构成的串联组与第三气动切断阀3和第四气动切断阀4构成的串联组并联连接，第三气动切断阀3和第四气动切断阀4之间的管道上连接有湿空气入口主管26。

干空气出口主管25通过设置的干空气出口支管27连接电加热器11，干空气出口支管27上设有第一调节器9和节流装置10，电加热器11与第三单向阀7和第四单向阀8之间的管道连接，电加热器11中设有温度探头23，温度探头23由控制柜21控制。

第一气动切断阀1和第二气动切断阀2之间的管道一路依次连接第六气动切断阀13、气动增压泵14、胶囊式气体稳流罐15、第七气动切断阀16和高效除湿装置17，高效除湿装置17底部设有自动排水装置18，高效除湿装置17与湿空气入口主管26相通，并且在除湿装置17与湿空气入口主管26之间的管道上设有第五单向阀19和第二调节器25；第一气动切断阀1和第二气动切断阀2之间的管道另一路依次连接第五气动切断阀12和消音器24。

上述的第一气动切断阀1、第二气动切断阀2、第三气动切断阀3、第四气动切断阀4、电加热器11、第五气动切断阀12、第六气动切断阀13、气动增压泵14、第七气动切断阀16由控制柜21控制。

本发明的工艺流程如下：

来自上游压缩机的湿空气首先经过前级预过滤器过滤压缩空气中微量油份、液态水，并进入再生气回收吸附式干燥机（以下简称干燥机）。压缩空气从湿空气入口26进入，经第三气动切断阀3进入第一吸附塔A，压缩空气自下而上通过第一吸附塔A内固定吸附床层，空气中水分被固定床的吸附剂所吸附，干燥后的压缩空气从第一吸附塔A顶端出口的经第一单向阀5和干空气出口主管25去后续工艺。

第二吸附塔B再生时从干空气出口主管25引出的干空气出口支管27中抽出6%的成品气作为再生气，并经过第一调节器9、节流装置10减压至0.05MPa压力，再经电加热器11加热至160℃，再经过第四单向阀8自上而下通过第二吸附塔B吸附床层，经过第一气动切断阀2带至高效除温装置17。

为使第二吸附塔B压力降至常压状态，高压高温高湿度的压缩空气经气动切断阀12（气动切断阀13关闭），消音器24消音处理后排向大气，当第二吸附塔B压力降至常压状态并且再生气流量稳定后，关闭气动切断阀12，开启气动切断阀13，再生气进入增压泵14增压，并保存在胶囊式气体稳流罐15内。当胶囊式气体稳流罐内的压力升至1.6MPa时，打开气动切断阀16通过高效除湿装置17对再生气进行高效除湿处理。高效除湿装置17中有旋风分离、预过滤和凝聚过滤等功能，再生气内的大量水分经阻挡与凝聚沉降，最后通过在除湿装置低部的自动排水装置18排出系统外。经除去绝大部分水份后的再生气经第五单向阀19和节流器25，以比湿空气进口端略高的压力，再次进入干燥机的主进气管路，重新进行吸附式干燥处理。

当设备气体增压泵14、胶囊式气体稳流罐15、高效除湿装置17等需维修或更换部件时，亦可打开第五气动切断阀12、关闭第六气动切断阀13，以传统的吸干机排放再生气形式工作，以保证用气的需求。

在使用时，第一吸附塔A和第二吸附塔B是交替使用的，在切换时间内，一只处于吸附，另一只处于再生。

本发明的具体工艺如下：

吸附：第一吸附塔A和第二吸附塔B工作时空气通过第三气动切断阀3、第四气动切断阀4，进入吸附床层，然后经第一单向阀5、第二单向阀6出系统。

再生：吸附塔再生共分六步，依次分为放压、加热再生、吹冷、充压、提前切换及再生延迟。

1）放压  当两个吸附塔在切换时间结束后，经过延时5-15s，打开第二气动切断阀2，第二吸附塔B内带压空气经气动切断阀12以及消音器24消音处理后排向大气。放压时间为5-15s。

2）加热再生  经5-15s放压结束，启动电加热器11，关闭气动切断阀12并打开气动切断阀13。再生气经第一调节器9、节流装置10，进入电加热器11，并加热至160℃后经第四单向阀8进入第二吸附塔B吸附剂床层，对吸附剂进行加热解吸，被解吸出来的水份随再生气体经第二气动切断阀2，第六气动切断阀13带至高效除温装置17。加热阶段，再生气的温度为160℃，加热时间为3000-4000s。

3）吹冷  经3000-4000s加热器结束加热，关闭电加热器11。再生气流向与加热阶段流向相同。冷吹的主要目的在于降低吸附剂温度以利于吸附剂达到最佳状态。吹冷时间为3000-4000s。

4）充压  经3000-4000s冷吹，吸附剂温度降至常温，关闭第二气动切断阀2。再生气将第二吸附塔B充压至吸附工作压力。充压时间为150-200s。

5）提前切换  经150-200s第二吸附塔B再生完毕，打开第四气动切断阀4。第二吸附塔B进入吸附状态，湿空气通过湿空气入口主管26、第四气动切断阀4进入第二吸附塔B。吸附后的干燥空气经第二单向阀6通过干空气出口主管25去后续管路，同时再生器管路因第一吸附塔A、第二吸附塔B压力相同停止工作。提前切换时间为5-15s。

6）再生延迟  经5-15s，关闭第三气动切断阀3。第一吸附塔A进入解析状态，此时两个吸附塔完成切换进入下一周期。再生延迟时间为5-15s。

再生气回收  吸附塔再生气共分五步，依次分为再生气稳压、增压、稳流、除湿处理、回收。

1）再生气稳压  为使第二吸附塔B压力降至常压状态，高压高温高湿度的压缩空气经第五气动切断阀12（第六气动切断阀13关闭），消音器24消音处理后排向大气。经t1时间后，第二吸附塔B压力降至常压状态并且再生气流量达到稳定状态，第六气动切断阀13开启（第五气动切断阀12关闭），再生气进入增压装置。

2）增压  再生气因为其压力低，所以无法回至主管路的管网内，且对后继除湿效果带来影响。所以必须对再生气增压处理。气动增压泵14采用气动方式控制，气源来源简单，工作效率高，并可在一定压内下控制。

3）稳流  在气动增压泵14后面稳流筒体，筒体内设置有胶囊式气体稳流罐15，当再生气经动增压泵14不断加压，对胶囊式气体稳流罐15充压，胶囊式气体稳流罐15随着再生气压力不断升高而膨胀。当第七气动切断阀16开启时，再生气压力则因较高的压力并稳速流经高效除湿装置17。

4）除湿处理  经前置的增压与稳流后，开启第七气动切断阀16，再生气高速流经高效除湿装置17，装置内设有金属除水器，气旋挡流装置、过滤装置等对再生气进行高效除水处理。经高效除湿装置17的除湿处理后，再生气内的水蒸汽含量明显减少，可再次进入到湿空气入口主管26中重新进行吸附式干燥处理。

5）回收  经除湿处理后的再生气，压力较高，为使湿空气进气口压力因为较高压力的再生气窜入而攀升，需第二调节器25对压力进行调节，使再生气压力略高于湿空气进口端。

Claims (9)

1.再生气回收吸附式干燥机，包括第一吸附塔（A），第二吸附塔（B），通过管道连接在第一吸附塔（A）和第二吸附塔（B）上部的第一单向阀（5）、第二单向阀（6）、第三单向阀（7）、第四单向阀（8），通过管道连接在第一吸附塔（A）和第二吸附塔（B）下部的第一气动切断阀（1）、第二气动切断阀（2）、第三气动切断阀（3）、第四气动切断阀（4），所述第一单向阀（5）和第二单向阀（6）之间的管道上连接有干空气出口主管（25），所述第三气动切断阀（3）和第四气动切断阀（4）之间的管道上连接有湿空气入口主管（26），其特征在于所述干空气出口主管（25）通过设置的干空气出口支管（27）连接电加热器（11）后与第三单向阀（7）和第四单向阀（8）之间的管道相通，所述第一气动切断阀（1）和第二气动切断阀（2）之间的管道一路依次连接第六气动切断阀（13）、气动增压泵（14）、胶囊式气体稳流罐（15）、第七气动切断阀（16）和高效除湿装置（17），所述高效除湿装置（17）与湿空气入口主管（26）相通。

2.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一吸附塔（A）和第二吸附塔（B）内腔上下端口上设置气体扩散装置（22）。

3.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述干空气出口支管（27）中设有第一调节器（9）和节流装置（10）。

4.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一气动切断阀（1）和第二气动切断阀（2）之间的管道一路依次连接第五气动切断阀（12）和消音器（24）。

5.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述高效除湿装置（17）底部设有自动排水装置（18）。

6.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述效除湿装置（17）与湿空气入口主管（26）之间的管道上设有第五单向阀（19）和第二调节器（25）。

7.如权利要求1所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述电加热器（11）中设有温度探头（23）。

8.如权利要求4所述的再生气回收吸附式干燥机，其特征在于所述第一气动切断阀（1）、第二气动切断阀（2）、第三气动切断阀（3）、第四气动切断阀（4）、电加热器（11）、第五气动切断阀（12）、第六气动切断阀（13）、气动增压泵（14）、第七气动切断阀（16）由控制柜（21）控制。

9.利用权利要求4所述的再生气回收吸附式干燥机进行再生气回收吸附的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）湿空气经预处理后通过湿空气入口主管（26）、第三气动切断阀（3）进入第一吸附塔（A）进行吸附干燥，经第一吸附塔（A）处理得到的干空气经第一单向阀（5）从干空气出口主管（25）排出用于后续工艺；

2）第一吸附塔（A）吸附时，从干空气出口主管（25）引出的干空气出口支管（27）中抽出6%的成品气作为再生气，再生气经过第一调节器（9）、节流装置（10）后减压至0.05Mpa，再经电加热器（11）加热至160℃，然后经第四单向阀（8）反向进入第二吸附塔（B）并自上而下通过吸附床层对已饱和的吸附剂进行加热再生解析；

3）从第二吸附塔（B）解析出来的高压高温高湿度再生气经过第二气动切断阀（2）、第五气动切断阀（12），并经消音器（24）消音处理后排向大气，当第二吸附塔（B）压力降至常压以及再生气流量稳定后，关闭第五气动切断阀（12），开启第六气动切断阀（13），再生气进入增压泵（14）增压，并保存在胶囊式气体稳流罐（15）内，当胶囊式气体稳流罐（15）内的压力升至1.6Mpa时，打开第七气动切断阀（16）使再生气进入高效除湿装置（17）进行高效除湿处理；

4）经高效除湿装置（17）处理后得到的水分从自动排水装置（18）排出，除去水分的再生气经第五单向阀（19）和第二调节阀（25），并从湿空气入口主管（26）进入，重新进行吸附式干燥处理。

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