CN102985158A - 气体除去系统 - Google Patents

Abstract

提供一种能量消耗少、能够以低露点提供高清洁度的空气的气体除去系统。将位于干式气体除去装置（1）的转轮（40）端面的空气的通过区域，在转轮的旋转方向依次分隔成再生区域（2a）、第一清洗区域（2b）、减气区域（2c），以及第二清洗区域（2d）。在第一清洗区域与第二清洗区域之间设置封闭系的循环路径（3）。在循环路径上设置清洗空气用冷却装置（4）及清洗空气循环用风扇（5）。通过了第一清洗区域的空气，在通过了第二清洗区域后，由冷却装置冷却，再次通过第一清洗区域。因为使用此干式气体除去装置，所以，转轮在从减气区域进入再生区域之前被加热，在从再生区域转移到减气区域之前被冷却，因此，能够提供高精度的气体除去系统。

Description

气体除去系统

技术领域

本发明，涉及将包含在成为处理对象的空气中的水蒸汽、其它的气体成分除去以达到目标浓度的气体除去系统。更详细地说，涉及用于在除去水蒸气时获得低露点空气的系统，用于在除去其它的气体成分时将挥发性有机化合物（VOC）等除去而获得清洁的空气的系统。

背景技术

近年来，对具有低露点的气氛的低湿度室的需求不断增加。此低湿度室，例如在医药品制造过程、锂电池的制造过程中被利用。冷却减湿方法，为获得这样的低湿度室要求的减湿空气的公知的方法。然而，在此冷却减湿方法中，不能应对－5℃～－10℃的程度以下的低露点。这是因为存在冷却装置部分结冻的危险。因此，冷却除湿方法，主要在露点为0℃左右以上的情况下被采用。

在供给低露点的减湿空气的空调机、空调系统中，使用了所谓干式减湿装置。此干式减湿装置，例如被公开在日本国专利公开公报06－63344号公报中。

此干式减湿装置，具有旋转式的转轮。旋转式的转轮，以蜂窝状具有多个孔。在此转轮中，浸渍了氯化锂、氯化钙等吸收液，或内装硅胶、沸石等吸附材料。

转轮的端面侧，被分隔成减湿区域和再生区域。在减湿区域，处理对象空气通过转轮，由此生成被干燥了的空气。在再生区域，高温的空气通过转轮。在此再生区域，由高温的空气从在减湿区域吸收或吸附了水蒸汽等的吸收液、吸附材料使水分蒸发。由此，转轮被再生。转轮的各区域，由旋转重复移送到减湿区域和再生区域。因此，在转轮的各区域，减湿和再生被重复，干式减湿装置能够连续地进行减湿处理。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在将转轮的存在区域分割成这样的减湿区域和再生区域的干式减湿装置中，转轮在仍为高温的状态下被转移到处理系统，即减湿区域。如转轮的高温区域转移到减湿区域，则在其刚转移后通过减湿区域的处理对象空气的温度上升，所以，有时不能充分地减湿。

本发明就是为了消除上述那样的问题而作出的发明，其目的在于提供一种能够提供更高清洁度的空气的气体除去系统。

用于解决课题的技术手段

为了达到上述目的，本发明的实施方式的干式气体除去装置，为使包含在处理对象空气中的水蒸汽或气体状物质的浓度降低到规定以下的气体除去系统。此气体除去系统，具有绕轴旋转自如地设置的转轮，该转轮对上述水蒸汽或气体状物质进行吸附。此转轮，其存在区域被分隔成多个空气通过区域。

一个空气通过区域，为对转轮进行加热的空气通过的再生区域。再生区域的相邻的空气通过区域，为对转轮进行预备冷却的清洗空气通过的第一清洗区域。第一清洗区域的相邻的空气通过区域，为处理对象空气通过的减气区域。减气区域和上述再生区域的相邻的空气通过区域，为对转轮进行预备加热的清洗空气通过的第二清洗区域。

第一清洗区域与第二清洗区域，由清洗空气流动的封闭系的循环路径相连。在此循环路径上，在一个部位设有冷却装置。冷却装置，对在第一清洗区域吸热、通过上述第二清洗区域，并再次流入第一清洗空气之前的清洗空气进行冷却。

按照此气体除去系统，清洗空气以封闭系在第一清洗区域和第二清洗区域循环。此清洗空气，通过第一清洗区域，对转轮进行冷却。由从转轮的吸热升温了的清洗空气，被导入第二清洗区域。在通过第二清洗区域的时候，清洗空气被冷却。另一方面，转轮被加热。因此，转轮在进入接下来的再生区域之前被加热。由这样的结构，可实现在再生区域的加热量的减少。

接着，通过了再生区域的转轮，由被清洗空气用冷却装置降低了温度的清洗空气，在第一清洗区域进行冷却。因为在从再生区域转移到减气区域之前转轮被冷却，所以，能够使在减气区域的水蒸汽或其它的气体的吸附或吸收能力增加。

另外，再生区域的压力Pa、第一清洗区域的压力Pb、减气区域的压力Pc，以及第二清洗区域的压力Pd，也可为

另外，气体除去系统，也可以还具备例如对再生区域、第一清洗区域、减气区域，以及第二清洗区域的各压力进行检测的各传感器，对通过再生区域的空气进行限制的第一节气阀，对通过减气区域的处理对象空气进行限制的第二节气阀，以及根据各传感器检测出的各压力对第一节气阀和第二节气阀的开度进行控制的控制器。

按照此气体除去系统，能够构成为，使得空气从对再生区域、第一清洗区域、减气区域以及第二清洗区域的各部进行划分的清洗扇形体与转轮部的间隙通过各个区域的泄漏成为一个方向。其结果，能够以更高精度获得低露点的水蒸汽或其它的气体含有量更少的处理空气。

发明效果

按照本发明，能够提供更高清洁度的空气，并且与以往相比能量消耗少。

附图说明

图1为表示本发明的气体除去系统的第1实施方式的结构的图。

图2为表示本发明的气体除去系统的第1实施方式的重要部分的结构的图。

图3为表示本发明的气体除去系统的第2实施方式的结构的图。

图4为表示本发明的气体除去系统的第2实施方式的变型例的结构的图。

图5为表示本发明的气体除去系统的第2实施方式的各区域间的压力差的图。

图6为表示另一干式减湿装置的结构的图。

具体实施方式

下面，参照图1至图6说明本发明的气体除去系统的具体的实施方式。

（1－1）第1实施方式的结构

首先，对用于本实施方式的气体除去系统的干式气体除去装置（以下称为气体除去装置）1进行说明。图1及图2所示干式气体除去装置1，通过将包含在处理对象空气中的水蒸汽或其它的气体状物质除去，降低水蒸汽及其它的气体状物质的浓度。处理对象空气，为向低湿度室18供给的空气，为成为将水蒸汽或其它的气体状物质除去的对象的空气。

此干式气体除去装置1，具备可绕轴旋转的转轮40。转轮，具有滚筒形状，为了使空气通过，以蜂窝状形成有多个孔。并且，在此转轮40中，浸渍了吸收液，或内装有吸附剂。作为吸收液，可列举出氯化锂、氯化钙等。作为吸附剂，可列举出硅胶、沸石等。

此转轮40存在的区域，被划分成多个区域，在转轮的旋转方向依次被分配成再生区域2a、第一清洗区域2b、减气区域2c，以及第二清洗区域2d。即，位于转轮40的端面的空气的通过区域，由外壳或分隔壁，在转轮40的旋转方向依次分隔成再生区域2a、第一清洗区域2b、减气区域2c，以及第二清洗区域2d。

再生区域2a，被分配给转轮40的存在区域的一分区。第一清洗区域2b，被分配给再生区域2a的相邻的分区，面临再生区域2a的终端侧。终端，为区域的终点，指旋转的转轮上的一个部位脱出的一侧。减气区域2c，被分配给第一清洗区域2b的相邻的分区，面临第一清洗区域2b的终端侧。第二清洗区域2d，被分配给减气区域2c与再生区域2a之间的分区，面临第一清洗区域2b的始端及减气区域2c的终端。始端，为区域的起点，指旋转的转轮上的一个部位进行突入的那一侧。

此再生区域2a，为使转轮40的吸附或吸收功能再生的区域。向再生区域2a，导入由再生空气用风扇21引导至了供气管道22的外气。在吸气管道22上，安装加热装置23。外气，由加热装置23加热成规定的温度，其后，作为高温的空气被导入再生区域2a。被转轮40吸附或吸收了的水蒸汽、其它的气体状物质，由此高温的空气蒸发，转轮40的吸附或吸收功能被再生。

减气区域2c，为转轮40对水蒸汽、其它的气体状物质进行吸附或吸收的除去区域。向减气区域2c，导入由空气取入用风扇12引导至了导入管道11的处理对象空气。

第一清洗区域2b，为对转轮40进行预备冷却的区域。对转轮40进行冷却的清洗空气通过到第一清洗区域2b。第二清洗区域2d，为对转轮40进行预备加热的区域。对转轮40进行加热的清洗空气通过第二清洗区域2d。

在此第一清洗区域2b与第二清洗区域2d之间，设置封闭系的循环路径3。清洗空气，通过此循环路径3，一边使温度变化，一边在第一清洗区域2b和第二清洗区域2d循环。

在循环路径3上，设置清洗空气用冷却装置4及清洗空气循环用风扇5。空气循环用风扇5产生的清洗空气，以第1清洗区域2b、第2清洗区域2d，以及清洗空气用冷却装置4的顺序流动。通过了第一清洗区域2b的清洗空气，通过第二清洗区域2d，其后由清洗空气用冷却装置4冷却，再次通过第一清洗区域2b。

在具备上述那样的气体除去装置1的本实施方式的气体除去系统中，处理对象空气被从导入管道11导入本系统。导入了本系统的处理对象空气，由空气取入用风扇12送往预冷却器13。处理对象空气，由此预冷却器13冷却或冷却除湿成了规定的温度后，被导入气体除去装置1的减气区域2c。

另外，处理对象空气因为通过减气区域2c，所以，水蒸汽及其它的气体成分被除去。通过了减气区域2c的空气，由室内空气循环用风扇16，经供给管道17供给到低湿度室18。在供给管道17上，设有冷却装置14及加热装置15。通过供给管道17的空气，由冷却装置14及加热装置15调节成规定的温度，然后，到达低湿度室18。另外，从低湿度室18排出了的空气，由环气管道19，导入减气区域2c的下游侧。

另一方面，向再生区域2a，导入由再生空气用风扇21送到了供气管道22的外气。此外气，由加热装置23预先加热成规定的温度。由转轮40吸附或吸收了的水蒸汽、气体状物质，由此被加热了的空气蒸发，转轮40的吸附或吸收功能恢复。另外，在再生区域2a，设有排气管道24。此排气管道24，与外部连通。从再生区域2a出来了的空气，通过排气管道24を被排出到外部。

另外，在此气体除去系统中，在清洗空气用冷却装置4的下游侧设置温度传感器4a，在预冷却器13的下游侧设置温度传感器13a，在加热装置23的下游侧设置温度传感器23a。另外，此气体除去系统，具有对各种设备的驱动进行控制的控制器25，温度传感器4a的测量值、温度传感器13a的测量值、温度传感器23a的测量值，以及温度计20的测量值，被输入此控制器25。

控制器25，相应于温度传感器4a的测量值对由清洗空气冷却装置4获得的冷却温度进行控制，相应于温度传感器13a的测量值对由预冷却器13获得的冷却温度进行控制，相应于温度传感器23的测定值对加热装置23的加热温度进行控制。作为加热装置23，主要可使用由蒸气对空气进行加热的加热盘管。在此情况下，控制器25对向加热盘管供给的蒸气的流量进行调整。

另外，在低湿度室18，设有温度计20。控制器18，相应于温度计20的测量值对冷却装置14及加热装置15的冷却温度及加热温度进行控制。作为冷却装置14，可使用由循环的冷水对空气进行冷却及除湿的冷却盘管。作为加热装置15，可使用由循环的温水对空气进行加热的加热盘管。控制器18，对向这些冷却盘管或加热盘管供给的冷水或温水的流量进行调整。

另外，通常的低湿度室要求的条件为“露点温度* *℃以下”这一条件。但是，在处理后的空气的供给对象室如环境试验室那样附加了将温度及湿度设定为“干球温度* *℃±* *℃”及“露点温度* *℃±* *℃”这一上下限的条件的情况下，也可除了冷却装置14及加热装置15外还追加加湿器，调节成了规定的温湿度后，被供给到对象室内。

另外，冷却装置14或加热装置15或加湿装置，除了将上述冷水、温水设为热源以外，也可为使用制冷剂的直膨方式、电或蒸气的热源的装置。

（1－2）第1实施方式的作用、效果

本实施方式的气体除去系统，如以下那样作用。即，清洗空气，以封闭系在第一清洗区域2b和第二清洗区域2d循环。此清洗空气，通过第一清洗区域2b，对转轮40进行冷却。接下来，由从转轮40的吸热升温了的清洗空气，被导入第二清洗区域2d。此第二清洗区域2d，为减气区域2c的接下来的区域。因此，通过第一清洗区域2b而升温了的清洗空气，在通过第二清洗区域2d的时候被冷却。另一方面，转轮40被加热。因此，转轮在进入接下来的再生区域2a之前被加热，所以，可实现在再生区域2a的加热量的减少。

另外，转轮40的温度，通过第二清洗区域2d而上升。转轮40的温度在再生区域2a进一步上升到规定的温度。其后，转轮40，由通过清洗空气用冷却装置4而降低了温度的清洗空气，在从再生区域2a转移到减气区域2c之前，在第一清洗区域2b被冷却。因此，在此气体除去系统中，在减气区域2c的水蒸汽或其它的气体的吸附或吸收能力增加。

在这里，作为本实施方式的气体除去系统的由清洗空气进行的转轮的预备冷却方法的变型例，可考虑图6所示气体除去系统。图6所示气体除去系统，为使清洗空气与通过吸气管道22到达再生区域41的空气汇合的系统。

即，转轮40的端面侧，被分隔成再生区域41、减气区域42，以及清洗区域43，由导入管道11及空气取入用风扇12向减气区域42导入处理对象空气。另外，由再生空气用风扇21导入到了供气管道22的外气，在由加热装置23加热成了规定的温度后，被导入再生区域41，对转轮进行再生。并且，清洗区域43，连接从导入管道11分支的分支管线44。此分支管线44的另一端在清洗区域43的下游侧，与供气管道22连接。即，处理对象空气的一部分，被用作对转轮40进行预备冷却的清洗空气。

在图6所示气体除去系统中，与冷却减湿方法相比能够供给更低露点的空气。然而，此气体除去系统消耗许多的能量。低湿度室，基本上是24小时运行，能量的减少对包含运用费在内的设备成本产生的影响非常大，所以，能量的减少与设备成本的降低直接相关。

另一方面，本实施方式的气体除去系统，与此图6所示气体除去系统相比，能够减少清洗空气的风量，另外，因为还具有能够提高热效率这一效果，所以，比较理想。

另外，虽然在封闭系的循环路径使清洗空气循环，但也可找到没有冷却装置4的变型例。在没有冷却装置4的气体除去系统中，能量效率良好。然而，此气体除去系统，难以供给将露点降低到了－20℃的程度以下的空气。

另一方面，本实施方式的气体除去系统，与没有冷却装置4的气体除去系统相比，具有能够提高水蒸汽或其它的气体的除去率这一效果，所以，比较理想。

如这样按照本实施方式，能够更有效地利用清洗空气，冷却效率更好，能够对更低露点的处理对象空气进行处理。

（1－3）第1实施方式的变型例

本实施方式，不限于上述的结构。例如，有时在处理后的空气的供给对象室内的湿分负荷大，仅是外气的湿分除去不能满足在该对象室内的湿度设定。在此情况下，从低湿度室18排出了的空气，也可由环气管道19导入气体除去装置1的减气区域2c的上流侧。例如，将环气管道19与预冷却器13的上流侧或下游侧连接。与上流侧或下游侧的哪一侧连接，根据该对象室内的湿分负荷和在气体除去装置1及该对象室内必要的空气的湿分决定。

（2－1）第2实施方式的结构

本实施方式为第1实施方式的变型例。如图3所示，在向气体除去装置1的再生区域2a供给外气的供气管道22上，设置第一节气阀31。另外，在向气体除去装置1的减气区域2c供给处理对象空气的导入管道11上，在减气区域2c的下游侧设置第二节气阀32。

这些第一节气阀31和第二节气阀32的开度，由控制器25调整。控制器25，对第一节气阀31和第二节气阀32的开度进行调节。此控制器25的目标为

Pa为再生区域2a的压力，Pb为第一清洗区域2b的压力，Pc为减气区域2c的压力，Pd为第二清洗区域2d的压力。

更具体地说，在再生区域2a的下游侧设置第一压力传感器33a，在第一清洗区域2b的下游侧设置第二压力传感器33b，在减气区域2c的下游侧设置第三压力传感器33c，以及在第二清洗区域2d的下游侧设置第四压力传感器33d。这些传感器的检测值，被输入到控制器25。

控制器25，以使得设置在减气区域2c的下游侧的第三压力传感器33c的检测值（Pc）与设置在再生区域2a的下游侧的第一压力传感器33a的检测值（Pa）相比变大的方式进行调整。例如，如控制器25使第一节气阀31关闭下去，则Pa下降，结果，成为Pc＞Pa。

但是，在此情况下，也需要确保外气量及处理对象空气量。为了满足这一需要，可采用在初期测定风量对第一节气阀31的开度进行调整的方法。或者，可采用在管道系统中设置对风量或风速进行测定的装置，由变频器等对再生空气用风扇21及空气取入用风扇12进行控制的方法。

另一方面，设置在第一清洗区域2b的下游侧的第二压力传感器33b和设置在第二清洗区域2d的下游侧的第四压力传感器33d的检测值为Pb、Pd，如Pc＞Pa，则不需要那么严格地进行控制。

然而，在要求更低湿度的情况下，如图4所示，在循环路径3上追加第二清洗空气循环用风扇35。或者，依次追加第三节气阀36、第四节气阀37。并且，控制器25将清洗空气循环用风扇35、第三节气阀36，以及第四节气阀37包含在内进行控制，使得

(2-2)第2实施方式的作用、效果

在具有上述那样的结构的本实施方式中，如图5所示，因为以上述再生区域2a、第一清洗区域2b、减气区域2c，

所以，能够构成为，使得空气从对再生区域2a、第一清洗区域2b、减气区域2c以及第二清洗区域2d的各部进行划分的清洗扇形体与转轮部的间隙通过各个区域的泄漏成为一个方向。其结果，能够以更高精度获得低露点的水蒸汽或其它的气体含有量更少的处理空气。

附图标记说明：

1...气体除去装置

2a...再生区域

2b...第一清洗区域

2c...减气区域

2d...第二清洗区域

3...循环路径

4...清洗空气用冷却装置

5...清洗空气循环用风扇

11...导入管道

12...空气取入用风扇

13...预冷却器

13a...温度传感器

14...冷却装置

15...加热装置

16...室内空气循环用风扇

17…供给管道

18…低湿度室

19…环气管道

20…温度计

21…再生空气用风扇

22…供气管道

23…加热装置

23a…温度传感器

24…排气管道

25…控制器

31…第一节气阀

32…第二节气阀

33a…第一压力传感器

33b…第二压力传感器

33c…第三压力传感器

33d…第四压力传感器

35…第二清洗空气循环用风扇

36…第三节气阀

37…第四节气阀

40…转轮

Claims (3)

1.一种气体除去系统，为使包含在处理对象空气中的水蒸汽或气体状物质的浓度降低的气体除去系统，其特征在于，具备：

绕轴旋转自如地设置的转轮，该转轮对上述水蒸汽或气体状物质进行吸附；

被分配给上述转轮存在的区域的一部分的再生区域，对上述转轮进行加热的空气通过该再生区域；

与上述再生区域邻接且被分配给上述转轮存在的区域的一部分的第一清洗区域，对上述转轮进行预备冷却的清洗空气通过该第一清洗区域；

与上述第一清洗区域邻接且被分配给上述转轮存在的区域的一部分的减气区域，上述处理对象空气通过该减气区域；

由上述减气区域和上述再生区域夹着且被分配给上述转轮存在的区域的一部分的第二清洗区域，对上述转轮进行预备加热的上述清洗空气通过该第二清洗区域；

将上述第一清洗区域与上述第二清洗区域连结的封闭系的循环路径，上述清洗空气在该封闭系的循环路径流动，以及

设在上述循环路径上的一个部位的冷却装置，该冷却装置对在上述第一清洗区域吸热、通过上述第二清洗区域，并再次流入上述第一清洗空气之前的上述清洗空气进行冷却。

2.根据权利要求1所述的气体除去系统，其特征在于：

上述再生区域的压力Pa、第一清洗区域的压力Pb、减气区域的压力Pc，以及第二清洗区域的压力Pd，为

3.根据权利要求2所述的气体除去系统，其特征在于，还具备：

对上述再生区域、上述第一清洗区域、上述减气区域，以及上述第二清洗区域的各压力进行检测的各传感器；

对通过上述再生区域的空气进行限制的第一节气阀；

对通过上述减气区域的上述处理对象空气进行限制的第二节气阀，以及

根据上述各传感器检测出的上述各压力，对上述第一节气阀和上述第二节气阀的开度进行控制的控制器。

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