CN103230726B - 节能型吸附式气体干燥工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能型吸附式气体干燥工艺及装置，主要解决了现有工艺及装置难以实现低露点、低漂移和零气耗，从而导致成本高、能耗高的问题。该节能型吸附式气体干燥装置包括串联的加热器和增压风机，加热器上并联有冷却器。其中，加热器是一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热，且每一个加热器是板翅式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器。通过本发明有效利用了压缩机的压缩热（余热），90%～95%的再生能量来自压缩热（余热），无排放气，再生气回收，系统高效低阻，寿命长。

Description

节能型吸附式气体干燥工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种利用压缩热进行空气再生吸附的工艺及装置，具体涉及一种节能型吸附式气体干燥工艺及装置。

背景技术

离心式压缩机在压缩空气领域应用日益广泛，基于压缩热再生的吸附式压缩空气干燥装置因其显著的节能效果，逐渐取代无热（或微热）吸附式干燥器。近十年来，离心压缩机技术有了长足进步；其排气温度已从原来的120 ℃～140℃降至90℃～110℃，甚至更低。

压缩机排气温度的降低，使排气的热值大幅度下降，从而导致压缩热再生的热量不足，吸附剂再生不彻底，产品气露点升高，在7bar的工况下，压力露点技能达到0～10℃，这相当于冷干机所能达到的露点范围；同时，露点上升漂移幅度达20～30℃，这时，干燥器输出气体中水分含量将成数十倍甚至上百倍增加。

发明内容

本发明提供一种节能型吸附式气体干燥工艺及装置，主要解决了现有工艺及装置难以实现低露点、低漂移和零气耗，从而导致成本高、能耗高的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该节能型吸附式气体干燥工艺包括以下步骤：

1]压缩机排出的全流量含湿气体流经进行再生的吸附剂，利用自身余热对进行再生的吸附剂加热；排出的气体进行冷却分离后流经进行吸附的吸附剂，进行水分吸附，吸附完成即得到成品干燥气并全部排出，进入用气点；

2]将步骤1]得到成品干燥气排出进入用气点，同时，引出部分成品干燥气并进行增压加热处理，处理所得的气体与压缩机排出的全流量含湿气体混合，混合后的气体流经进行再生的吸附剂对其继续加热，排出的气体经冷却分离后流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排出；

3]对全流量含湿气体进行冷却分离处理，然后直接流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排入用气点，同时，引出部分成品干燥气并进行增压加热处理，处理所得的气体流经进行再生的吸附剂继续加热再生；排出的气体与全流量含湿气体混合后进行冷却分离，完成后流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排出；

4]重复步骤3]，但停止对引出的部分成品干燥气进行加热处理，仅增压，直至进行再生的吸附剂达到要求的温度即完成。根据一般的使用情况，进行再生的吸附剂完成后即应切换至吸附阶段进行吸附作业，因此，上述步骤完成后可增加步骤5]切换，以实现工艺的循环：

5]切换

切换吸附剂的工作状态，即,使步骤1中进行吸附的吸附剂进行再生处理，再生完成的的吸附剂进行吸附处理，循环工作。

上述成品干燥气进入用气点之前均进行过滤处理。

上述全流量含湿气体进入步骤1]之前先进行过滤处理。

该节能型吸附式气体干燥装置包括串联的加热器和增压风机，加热器上并联有冷却器。

上述加热器是一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热。

上述加热器是板翅式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器。

本发明的优点在于：

该节能型吸附式气体干燥工艺及装置有效利用了压缩机的压缩热（余热），90%～95%的再生能量来自压缩热（余热）；该工艺等压再生，无排放气，再生气回收，实现再生过程零气耗，不但保障吸附剂再生彻底，还有效降低成品气露点，实现露点低漂移，经过吸附干燥和过滤的气体具有低露点（可达-60℃以下）和高洁净度，系统高效低阻，寿命长。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

1-风机、2-加热器、3-第二冷却器、4-分离器、5-后置过滤器、6-进气管、 7-前置过滤器、8-第一排气管、11-第一连接管、12-第二连接管、13-第三连接管、14-第四连接管、15-第五连接管、16-第七连接管、17-第七连接管、18-第八连接管、19-第一阀门、20-第二阀门、21-第三阀门、22-第四阀门、23-第五阀门、24-第六阀门、25-第七阀门、26-第八阀门、27-第十阀门、28-第十一阀门、29-第九阀门、30-第十二阀门、31-第一冷却器、 32-第一干燥罐、33-第二干燥罐、101-干燥器、102-上管系、103-下管系。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详述。

如图1所示：本发明所提供的方法包括两个大的环节：吸附和再生，即一组吸附剂进行吸附而另一组吸附剂进行再生，由于吸附剂自身特性，使得两者循环使用，所以对气体的处理可以不间歇进行。

本实施例仅以干燥罐A吸附，干燥罐B再生为例，完成后切换两罐内附剂的使用状态即可，原理相同。

干燥罐A吸附，干燥罐B再生时包括4个工作阶段：

1]全流量加热再生阶段

1.1]对压缩机排出的全流量含湿气体（原料气）进行过滤，过滤完成后流入干燥罐B中，由经过滤的原料气自身余热对干燥罐B内进行再生的吸附剂加热再生，加热完成后即排出；

1.2]对步骤1.1]排出的气体进行冷却分离处理，分离出气体中所含的液态冷凝水分后进入干燥罐A内进行吸附处理，吸附剩余水分后即可得到成品干燥气；得到的成品干燥气经过滤后全部送入用气点使用，与现有技术相同；

2]混搭加热再生阶段

2.1]步骤1]持续一段时间后，在排入用气点的成品干燥气中取一部分进行增压加热处理，处理后气体温度升高，将高温气体再与压缩机排出的原料气进行混合；由于压缩机排出的原料气首先进入干燥罐B内，这样温度提高后，提高了干燥罐B内吸附剂再生的速度；

2.2]对步骤1.1]排出的气体进行冷却分离处理，分离出气体中所含的液态冷凝水分后进入干燥罐A内进行吸附处理，吸附剩余水分后即可得到成品干燥气；得到的成品干燥气进入步骤2.1]；

3]干燥气加热再生阶段

3.1]该步骤中对原料气的处理与步骤1]和步骤2]不同，原料气经冷却分离后直接进入干燥罐A内进行吸附处理，吸附完成后得到成品干燥气排入用气点；在排入用气点的成品干燥气中取一部分进行增压加热处理，处理完成后单独进入干燥罐B内进行加热再生，加热完成后即排出；

3.2]将步骤3.1]排出的气体与原料气再进行混合，混合后进入步骤3.1处理，即混合后进行冷却分离进入干燥罐A处理，处理完成后将得到的成品干燥气进入步骤3.1]；

4]吹冷阶段该阶段与步骤3]基本相同，唯一的区别在于对引入的部分成品干燥气仅进行增压处理，而不进行加热，具体地讲包括以下内容：

4.1]原料气经冷却分离后直接进入干燥罐A内进行吸附处理，吸附完成后得到成品干燥气；成品干燥气部分排出进入用气点，另取一部分成品干燥气进行增压冷却处理，处理完成后单独进入干燥罐B内进行吸附剂吹冷，吹冷完成后即排出；

4.2]将步骤4.1]排出的气体与原料气再进行混合，混合后进入步骤3.1]处理，即混合后进行冷却分离进入干燥罐A；处理完成后将得到的成品干燥气进入步骤4.1]；

步骤4]完成后整个干燥罐A吸附，干燥罐B再生完成，切换两者工作状态，干燥罐A进行再生，干燥罐B进行吸附，原理相同。

本发明有别于现有技术的核心在于步骤2]和步骤3]中，现有压缩机由于性能越来越好，导致经压缩机排出的气体温度不断降低，传统的吸附再生工艺已经无法满足要求，因为仅依靠压缩机排出气体的余热进行再生较为困难，而其他增热方式能耗又过高，不利于节能低碳；本发明在原有工艺上进行了改进，仅可能依靠系统自身，经核算，该方法90%～95%的再生能量来自压缩热，在不增加成本的基础上实现了对压缩机排出气体温度较低的问题的解决。

以下结合本发明涉及的方法提供一种具体结构：该节能型吸附式气体干燥装置，包括由第一干燥罐32和第二干燥罐33构成的干燥器101，干燥器 101的上、下端口分别与上管系102及下管系103连通。

上管系102由并联的第一阀门19、第二阀门20和并联的第三阀门21、第四阀门22并联构成，下管系103由并联的第五阀门23、第六阀门24和并联的第七阀门25、第八阀门26并联构成。

第一阀门19、第二阀门20之间设置的第一连接管11与第二连接管12连通，第二连接管12的两端分别与风机1一端和后置过滤器5一端连接；风机 1另一端通过连接管依次串联有第九阀门29和加热器2，加热器2上并联有第一冷却器31，第一冷却器31所在的管路上设置有控制冷却器开关的第十二阀门30。

加热器2还通过第三连接管13与第四连接管14连通，第四连接管14的一端与第十阀门27的一端连接，另一端与第三阀门21和第四阀门22之间的连接管连通；第十阀门27另一端与第五连接管15的一端连接，第五连接管15的另一端与前置过滤器7的一端连接，前置过滤器7的另一端与进气管6连接；所述后置过滤器5另一端与第一排气管8连接；所述第五连接管 15与第六连接管16的一端连通，第六连接管16上设置有第十一阀门28，第六连接管16的另一端分别与第七连接管17一端和第八连接管18一端连接；所述第七连接管17上依次设置有第二冷却器3和分离器4，第七连接管 17另一端与第五阀门23和第六阀门24之间的连接管连通；第八连接管18的另一端与第七阀门25和第八阀门26之间的连接管连通。

Claims (4)

1.一种节能型吸附式气体干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：1]压缩机排出的全流量含湿气体流经进行再生的吸附剂，利用自身余热对进行再生的吸附剂加热；排出的气体进行冷却分离后流经进行吸附的吸附剂，进行水分吸附，吸附完成即得到成品干燥气并全部排出，进入用气点；2]将步骤1]得到成品干燥气排出，进入用气点，同时引出部分成品干燥气并进行增压加热处理，处理所得的气体与压缩机排出的全流量含湿气体混合，混合后的气体流经进行再生的吸附剂对其继续加热，排出的气体经冷却分离后流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排出；3]对全流量含湿气体进行冷却分离处理，然后直接流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排入用气点，同时，引出部分成品干燥气并进行增压加热处理，处理所得的气体流经进行再生的吸附剂继续加热再生；排出的气体与全流量含湿气体混合后进行冷却分离，完成后流经进行水分吸附的吸附剂，吸附完成即得到成品干燥气并排出；4]重复步骤3]，但停止对引出的部分成品干燥气进行加热处理，仅增压，直至进行再生的吸附剂达到要求的温度即完成。

2.根据权利要求1所述的节能型吸附式气体干燥工艺，其特征在于：所述步骤4]完成后进行步骤5]的处理，步骤具体是：5]切换切换吸附剂的工作状态，即，使步骤1]中进行吸附的吸附剂进行再生处理，再生完成的吸附剂进行吸附处理，循环工作。

3.根据权利要求1或2所述的节能型吸附式气体干燥工艺，其特征在于：所述成品干燥气进入用气点之前均进行过滤处理。

4.根据权利要求3所述的节能型吸附式气体干燥工艺，其特征在于：所述全流量含湿气体进入步骤1]之前先进行过滤处理。