CN103657356A - 利用压缩机排热的气体干燥装置及方法 - Google Patents

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宋建忠
张小松
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徐国英
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本发明公开了一种利用压缩机排热的空气干燥装置及方法，该装置包括压缩机（1）、油气分离器（2）、润滑油热回收换热器（3）、油过滤器（4）、压缩机排气换热器（5）、热源再生器（6）、溶液储罐（7）、浓溶液泵（8）、除湿器（9）、稀溶液罐（10）和稀溶液泵（11），其中压缩机（1）的气体出口端与油气分离器（2）的进口端连接，油气分离器（2）的气体出口端与压缩机排气换热器（5）的气体进口端连接。采用本发明的优点是可以有效回收空压机运作时产生的废热，将其用于对压缩机排气及其他气源的干燥处理，使其满足工艺要求，该技术不仅可降低能源的消耗成本，还可以降低对环境的污染。

Description

利用压缩机排热的气体干燥装置及方法
技术领域
本发明属于能源综合高效利用技术范围，是一种利用压缩机排热来对气体进行干燥的方法及装置，具体涉及压缩机排热回收利用系统。
背景技术
压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中，空压机的能源消耗占全部电力消耗的10%—35%。而压缩机在运行时，输入的电能主要会转化成两种能量形态：增加空气压力的势能和机械做功产生的热能。据统计，转化成势能的电能约占输入电能的15%左右，而转化成热能的电能却高达输入电能的85%左右。其中通过电机机壳及压缩机机壳散失掉的热量约占输入电能的3%-5%，此部分基本上不可回收；而通过压缩机冷却系统散失掉的热量约占输入电能的80%-82%，这部分热能是可以回收利用的，但目前基本上都是直接排放掉，只有少量的系统开始利用该热量生产部分热水。
而同时在很多行业的应用之中，压缩机产生的高压空气或高压工艺气体在工艺流程中还需要进行进一步的干燥处理才能投入使用。目前大多数的系统采用冷冻干燥机来对压缩机排气进行处理，对于压缩机排气品级要求更高的会采用吸附式干燥机或分子筛等。对于冷冻干燥机而言，它需要额外的电力消耗；而吸附式干燥机要实现连续运行，需要折损一定的压缩机排气量，换句话说就是增加了额外的电力消耗。
发明内容
发明目的：为了改变目前的使用状况，降低生产企业的电耗，提高能源利用率，本发明提出利用压缩机排热的空气干燥装置及方法，既可用于喷油式压缩机，也可用于无油压缩机。且该技术不局限于空气压缩机，也可以用于其他有干燥排气工艺需求的气体压缩机。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用压缩机排热的空气干燥装置，该装置包括
压缩机、油气分离器、润滑油热回收换热器、油过滤器、压缩机排气换热器、热源再生器、溶液储罐、浓溶液泵、除湿器、稀溶液罐和稀溶液泵，
其中压缩机的气体出口端与油气分离器的进口端连接，油气分离器的气体出口端与压缩机排气换热器的气体进口端连接，压缩机排气换热器的气体出口端与除湿器的气体进口端连接；压缩机和油气分离器的油测出口端均与润滑油热回收换热器的进口端连接，润滑油热回收换热器的出口端与油过滤器的进口连接，油过滤器的出口与压缩机的润滑油进口端连接，形成润滑油系统；润滑油热回收换热器和压缩机排气换热器的溶液出口端均与溶液再生器的进口端连接，溶液再生器的出口端与浓溶液罐的进口连接，浓溶液罐出口与浓溶液泵进口连接，浓溶液泵出口与除湿器溶液进口连接，除湿器溶液出口与稀溶液罐连接，稀溶液罐的溶液出口与稀溶液泵连接，稀溶液泵的出口分别与润滑油热回收换热器和压缩机排气换热器的溶液进口连接，构成溶液除湿循环。
本发明还提供了一种利用压缩机排热的空气干燥方法，该方法包括如下步骤：从除湿器里出来的稀溶液先经过溶液热交换器12回收浓溶液中的热量，之后在润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5中吸收压缩机1工作过程中产生的热量，同时压缩气体和润滑油均被冷却。而吸热后的稀溶液在溶液再生器6中实现再生形成浓溶液，具有较高的除湿能力。浓溶液经过浓溶液泵的输送，进入到除湿器中对压缩气体进行除湿干燥处理。该方法在对压缩气体进行处理时，主要利用压缩机的排热来实现溶液再生，在满足工艺要求同时提高了能源的利用率。
有益效果：
1、装置对压缩机主机工作过程中的产热进行回收利用，提高了能源利用率；
2、结合溶液除湿系统，对原本排放掉的热能进行回收合理利用实现对压缩机排气的干燥，满足工艺要求；
3、替代冷冻干燥机或吸附式干燥机等干燥装置，在满足工艺要求同时降低了电耗。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图
图2为本发明第二个实施例的结构示意图。
其中有：压缩机主机1，油气分离器2，润滑油热回收换热器3，油过滤器4，压缩机排气换热器5，溶液再生器6，浓溶液罐7，浓溶液泵8，除湿器9，稀溶液罐10，稀溶液泵11，溶液热交换器12。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
本发明所述的一种利用压缩机排热的气体干燥装置，该系统包括图1所示的两种系统组成及设备连接方式。下面结合附图和实施例对本发明予以进一步说明。
利用压缩机排热的气体干燥装置，具体包括压缩机、压缩机润滑油热回收换热系统、压缩机排气换热系统、再生器、除湿器、溶液泵、溶液储罐等。溶液回路上，所述的压缩机润滑油热回收换热系统和压缩机排气换热系统的溶液侧进出口分别相连接，形成并联的换热组；之后其进出口分别连接至再生器的两端。再生器的进口与稀溶液泵出口连接，再生器出口连接至浓溶液罐进口。浓溶液罐的出口与浓溶液泵进口相连，之后泵出口与除湿器进口连接，除湿器出口与稀溶液罐连接，形成完整的溶液回路。而压缩机润滑油热回收换热系统的油侧进口与油气分离器油侧出口连接，其出口与油过滤器连接，之后油回到压缩机主机。压缩机排气换热系统的空气侧进口与油气分离器空气侧出口连接，其出口连接到除湿器的进口，在除湿器内进行除湿干燥之后连接到压缩机排气输送管道供给用户使用。
本发明的一种优选方案为：所述压缩机润滑油热回收换热系统中，从压缩机输出的的高温润滑油加热流入换热器的稀溶液；同时在压缩机排气换热系统中，高温的压缩机排气也对稀溶液进行放热。稀溶液吸收热量后流入再生器，实现溶液再生，变成具有吸湿能力的浓溶液。浓溶液经过溶液泵送到除湿器中对从压缩机排气换热系统流过来的高压压缩气体进行除湿干燥，获得复合工艺要求的高压压缩气体。而同时浓溶液吸收压缩机排气中的水分变成稀溶液，之后流经稀溶液储罐再经溶液泵泵送至热回收换热系统中吸热为再生做准备，形成溶液除湿与再生循环。而润滑油经过对溶液的放热，温度降低，并被再次输入压缩机主机中使用。
本发明提供的利用压缩机排热的空气干燥装置，该装置包括
压缩机1、油气分离器2、润滑油热回收换热器3、油过滤器4、压缩机排气换热器5、热源再生器6、溶液储罐7、浓溶液泵8、除湿器9、稀溶液罐10和稀溶液泵11，
其中压缩机1的气体出口端与油气分离器2的进口端连接，油气分离器2的气体出口端与压缩机排气换热器5的气体进口端连接，压缩机排气换热器5的气体出口端与除湿器9的气体进口端连接；压缩机1和油气分离器2的油测出口端均与润滑油热回收换热器3的进口端连接，润滑油热回收换热器3的出口端与油过滤器4的进口连接，油过滤器4的出口与压缩机1的润滑油进口端连接，形成润滑油系统；润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器的溶液出口端均与溶液再生器6的进口端连接，溶液再生器6的出口端与浓溶液罐7的进口连接，浓溶液罐7出口与浓溶液泵8进口连接，浓溶液泵8出口与除湿器9溶液进口连接，除湿器9溶液出口与稀溶液罐10连接，稀溶液罐10的溶液出口与稀溶液泵11连接，稀溶液泵11的出口分别与润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5的溶液进口连接，构成溶液除湿循环。
本发明还提供了一种利用压缩机排热的空气干燥方法，该方法包括如下步骤：从除湿器里出来的稀溶液先经过溶液热交换器12回收浓溶液中的热量，之后在润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5中吸收压缩机1工作过程中产生的热量，同时压缩气体和润滑油均被冷却。而吸热后的稀溶液在溶液再生器6中实现再生形成浓溶液，具有较高的除湿能力。浓溶液经过浓溶液泵的输送，进入到除湿器中对压缩气体进行除湿干燥处理。该方法在对压缩气体进行处理时，主要利用压缩机的排热来实现溶液再生，在满足工艺要求同时提高了能源的利用率。
实施例1：如图1所示，一种利用压缩机排热的气体干燥方法及装置，主要由压缩机主机1，油气分离器2，润滑油热回收换热器3，油过滤器4，压缩机排气换热器5，溶液再生器6，浓溶液罐7，浓溶液泵8，除湿器9，稀溶液罐10，稀溶液泵11组成。所述润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5进出口分别并联之后与溶液再生器6，浓溶液罐7，浓溶液泵8，除湿器9，稀溶液罐10，稀溶液泵11依次顺序连接构成一个循环，形成溶液回路。所述溶液回路中稀溶液经泵送到润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5中进行换热，吸热之后流至再生器进行再生，之后变成浓溶液经浓溶液泵8泵送到除湿器中对压缩机排气或者其他气源进行干燥处理。在浓溶液吸收水分之后变成稀溶液，汇集到稀溶液罐10后由稀溶液泵11泵送至换热器中进行新一轮的吸热再生，形成新的循环。
实施例2：如图2所示，一种利用压缩机排热的气体干燥方法及装置，主要由压缩机主机1，油气分离器2，润滑油热回收换热器3，油过滤器4，压缩机排气换热器5，溶液再生器6，浓溶液罐7，浓溶液泵8，除湿器9，稀溶液罐10，稀溶液泵11和溶液热交换器12组成。所述润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5进出口并联之后与溶液再生器6，浓溶液罐7，浓溶液泵8，溶液热交换器12，除湿器9，稀溶液罐10，稀溶液泵11依次顺序连接构成一个循环，形成溶液回路。所述溶液回路中稀溶液经过稀溶液泵11先泵送到溶液热交换器12中回收从浓溶液泵8输送的浓溶液中的热量，之后再泵送到润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器5中进行换热，吸收压缩机的排热之后流至溶液再生器6中进行再生，之后变成浓溶液流至浓溶液罐7中，并经浓溶液泵8先泵送到溶液热交换器12中，再流进除湿器9中对压缩机排气或者其他气源进行干燥处理。在浓溶液吸收水分之后变成稀溶液，汇集到稀溶液罐10后由稀溶液泵11泵送之溶液热交换器12中，形成新的溶液循环。
本发明采用溶液除湿系统来实现对压缩空气的干燥，压缩机工作过程中产生并由压缩气体和压缩机润滑油携带的热量，通过换热器传递给溶液除湿系统中的稀溶液，使之实现再生过程变成浓溶液，之后利用浓溶液的除湿能力将被冷却的压缩空气干燥。
采用本发明的优点是可以有效回收空压机运作时产生的废热，将其用于对压缩机排气及其他气源的干燥处理，使其满足工艺要求，该技术不仅可降低能源的消耗成本，还可以降低对环境的污染。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化，这些变更和替换都在本发明权利要求书限定的范围内。

Claims (2)

1.一种利用压缩机排热的空气干燥装置，其特征在于：该装置包括
压缩机（1）、油气分离器（2）、润滑油热回收换热器（3）、油过滤器（4）、压缩机排气换热器（5）、热源再生器（6）、溶液储罐（7）、浓溶液泵（8）、除湿器（9）、稀溶液罐（10）和稀溶液泵（11），
其中压缩机（1）的气体出口端与油气分离器（2）的进口端连接，油气分离器（2）的气体出口端与压缩机排气换热器（5）的气体进口端连接，压缩机排气换热器（5）的气体出口端与除湿器（9）的气体进口端连接；压缩机（1）和油气分离器（2）的油测出口端均与润滑油热回收换热器（3）的进口端连接，润滑油热回收换热器（3）的出口端与油过滤器（4）的进口连接，油过滤器（4）的出口与压缩机（1）的润滑油进口端连接，形成润滑油系统；润滑油热回收换热器（3）和压缩机排气换热器的溶液出口端均与溶液再生器（6）的进口端连接，溶液再生器（6）的出口端与浓溶液罐（7）的进口连接，浓溶液罐（7）出口与浓溶液泵（8）进口连接，浓溶液泵（8）出口与除湿器（9）溶液进口连接，除湿器（9）溶液出口与稀溶液罐（10）连接，稀溶液罐（10）的溶液出口与稀溶液泵（11）连接，稀溶液泵（11）的出口分别与润滑油热回收换热器（3）和压缩机排气换热器（5）的溶液进口连接，构成溶液除湿循环。
2.一种利用压缩机排热的空气干燥方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：从除湿器里出来的稀溶液先经过溶液热交换器（12）回收浓溶液中的热量，之后在润滑油热回收换热器3和压缩机排气换热器（5）中吸收压缩机（1）工作过程中产生的热量，同时压缩气体和润滑油均被冷却。而吸热后的稀溶液在溶液再生器（6）中实现再生形成浓溶液，具有较高的除湿能力。浓溶液经过浓溶液泵的输送，进入到除湿器中对压缩气体进行除湿干燥处理。
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