CN1037412C - 流动气体干燥的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对流动气体进行干燥的方法，气体具有近似周期性波动的湿度，为了确保在任何时间都不超过预定的露点温度，本发明规定气体被引导通过可再生的水分吸附介质，介质的吸附能力大于气体平均含湿量。此外，本发明还涉及实施该方法的装置、其中有一个流动气体、尤其是空气的气源，气体具有波动的湿度、气源与用气装置连接，在气源和用气装置间的连接管中接入装有介质的箱体、介质可再生地吸附水分，并具有比气体平均含湿量更大的吸附能力。

Description

流动气体干燥的方法和装置
本发明涉及对流动气体干燥处理的方法，以及实施该方法的装置，其中气体的湿度周期性地波动。
对于干燥气体通常要求其露点温度不超过预定的极限值，在通过除湿产生干燥气体的预处理过程中，按照现在采用的方法则会出现短时间超出极限值。因此在诸如德国专利公报2354745中，关于在干燥锥筒中用干燥气体进行塑料颗粒干燥的方法是大家所熟悉的，其中从干燥锥筒排出的气体被引入装有吸附介质的干燥器中进行干燥，而后再作为干燥气体又引到塑料颗粒去，在吸附介质由于吸取水分达到饱和时，用高热气体使吸附介质再生。在重新产生吸附作用的过程中，当每次接通刚再生的、仍带有高温的干燥罐时，由于干燥器所提供的干燥空气中出现短时间的露点温度上升，这虽然仅持续数分钟，但它可超出预定露点温度最高允许极限值30°K或40°K。若所接通的干燥罐得到足够的冷却，则露点温度相应降到所要求的露点或更低，其结果是干燥器由来的干燥气流带有波动的湿度。这只有在超过预定露点极限温度值时间很短的情况下才能用于湿度敏感性较高的场合，例如用于对塑料颗粒的干燥锥筒。
本发明的目的是对湿度波动的流动气体进行处理，使之在任何时间都不超过预定露点温度。
在上述方法中做到这点是通过将气体流经可再生的吸湿介质，该介质的吸附能力大于气体平均含湿量，从介质流出的气体具有总体上大致是恒定的含湿量。该含湿量可根据气体流经的介质数量与每小时气体流量之比值来选择，以使有关的露点温度低于预定的极限值。此时介质以吸附方式从具有较高湿度的气体中吸出过剩的含水量，并将所吸取的水分释放到流动气体的一些区段，该区段的湿度比导入气体湿度的平均值低。
因此不需要在筒中采用其它的措施进行介质再生，对于介质主要应考虑一个分子筛，此外则建议气体以大约20℃到120℃的恒定温度流经介质。当被引入的气体平均湿度在5g/m3时，则每一立方米(m3)一小时气体流量采用约100g就可以满足需要。相对气体平均含湿量，采用十倍到二十倍量的分子筛特别有利。
为实施本发明的方法可采用一个装置，在该装置中，具有波动湿度的流动气体供给源与用气装置相连接，其中在供气源与用气装置之间的连接中接入一个装满介质的箱体，该介质可再生地吸附水分，并具有比气体平均含湿量大的吸湿能力。在箱体中装满分子筛是有利的。考虑采用干燥器作为供气源是特别有利的，关于干燥器在德国专利公报3625013中作了介绍，其中，箱体接在干燥器的干燥空气出口和加热装置之间，加热装置用以加热从箱体流出的气体。
干燥器只包括一个单独的干燥罐，在本发明的有利的结构形式中，对于箱体设有一带有控制止回阀的旁通管路，因此，为使在干燥罐中的吸附介质再生所需要的再生媒介体可以绕箱体流动。另一选择可将干燥罐的干燥空气管通过一个止回阀与单独的吸气管连接，在干燥罐中含有的吸附介质进行再生过程时，通过吸气管吸入再生媒介体，并可用装在干燥罐中的加热装置将它加热到所要求的再生温度。
本发明优先的结构形式在从属权利要求中给出。
下面对本发明的实施例借助附图作详细说明。其中：
图1，带有干燥筒的空气干燥器示意图，
图2，是图1中的装置的另一可选择的结构形式示意图，和
图3，用于说明图1和图2所示装置的工作方式的图表。
在干燥筒1中装有塑料颗粒填料2，塑料颗粒通过干燥筒1的上进料口(图中未表示)连续地或一部分一部分地装入干燥筒，在筒中进行干燥，干燥处理后从下部的出料口3排出干燥筒，送到未表示出的装置去制造塑料件。为对填料2干燥处理，有一根干燥空气进气管5引伸到干燥筒1中，该管终端在干燥筒1内靠近出料口3处，端部带有分配器6。干燥空气通过进气管路5引入干燥筒1，并由加热装置7加热到所要求的温度80℃或更高，它按所画箭头在干燥筒1内从下向上流过填料2，最后通过在干燥筒1盖板上引出的排气管8排放走。
从干燥筒1排出的带有水分的空气通过排气管8引至整体编号为10的空气干燥器10，在干燥器中将空气带入的水分排除。排气管8引出的空气接到干燥器10，通过第一个颗粒过滤器12和止回阀14到风机18的进气管16，风机的出气压力管20与干燥罐24的外环形腔22接通，潮湿的空气径向流过装在干燥罐24中的吸附介质26，该介质是硅胶和/或分子筛，它将空气的水分吸除。从吸附介质26流出进入干燥罐24中心通道28的经干燥处理的空气通过止回阀29到达空气干燥器10的出口管30，在此所说明的实施例中，干燥器被看作带有波动湿度的流动气体的气源。出口管30与箱体32接通，箱体32装满吸附介质，诸如分子筛气管34从箱体32通过加热装置7接通到干燥空气管5。
在干燥罐24外，中心通道28还有一支管40，管中接入了另一个止回阀42和颗粒过滤器44，颗粒过滤器44的另一侧与外界空气接通。中心通道28中央安装着加热器46，最后，吸气管16接有一带止回阀48的支管50，它通过止回阀48与外界空气接通。
在空气干燥器10吸附处理过程中止回阀42和48是关闭的，而止回阀14和29是开通的，由此保证了经过管路8、16、20、22、28、30、34和5的空气循环流动。
当吸附介质26湿度饱和时，一个图中未表示出的控制机构将所有的止回阀以及风机18的旋转方向转换，因此在随后要进行的再生过程中，外界空气通过过滤器44和止回阀42吸入，并由已开启的加热器46加热。高温再生空气按照图中虚线箭头径向从内向外流过吸附介质26，并由风机18通过管路20、16和50以及开通的止回阀48向外界排放。在对吸附介质26的再生处理结束后，止回阀以及风机18的旋转方向重新转换，加热器46关闭。
紧接着再生过程在仍具有高温的吸附介质中干燥处理的空气，它的露点温度事实上高出期望的限值，例如-30℃，通过对吸附介质26进行冷却使从空气干燥器10通过管路30放出的干燥空气的露点温度逐渐下降到基本低于所期望的露点温度。
图3给出了在2000分钟内流过管路30的空气露点温度的测量值，吸附介质26的各个再生处理过程经过的时间间隔每次约15分钟，这在图示中缩小消失。曲线(a)表示多个峰值a1，a2，a3，在这些峰值处它们的露点温度升至0℃到-10℃范围，在a1，a2和a3峰值之间有曲线段a4，a5和a6，它们的露点温度处于-40℃以下，并降至-50℃露点温度以下。峰值a1，a2和a3与吸附介质26从再生到吸附过程转换的时间等同，而曲线段a4，a5和a6对应着以冷却的吸附介质26进行吸附循环的时间段。
图中以变化曲线(a)表示的从管路30流出的干燥空气周期性波动的湿度在箱体32中通过该处的吸附介质被稳定，通过管路34从箱体32流出的空气露点温度测量值在图3中以曲线(b)给出，根据曲线，露点温度一般处于-30℃以下，并通过多次相互接连的吸附循环逐渐降到刚好-40℃以下。因此在箱体32之后的管路34中的空气的露点一般远低于-30℃。在管路30和34中的空气温度约为60℃。值得注意的是，在箱体32中装有的分子筛不需要任何外部的处理措施，尤其不需要再生处理。短时间的湿度峰值a1，a2，a3不足以使分子筛的湿度饱和，因此与曲线a1，a2，a3相应的湿度完全可以由分子筛吸收。这些湿度在各吸附循环而后的过程中相应于曲线段a4、a5、a6传给仍为干燥的干燥空气，因此空气在箱体32之后具有与曲线(b)相应的平稳的湿度，因此在管路30中空气湿度的波动由装在箱体32中的吸附介质几乎完全消除。
图2给出了图1装置的另一方案。其中，与图1说明的部件相对应的部件采用相同的编号，并加上a。为了简化，在图2的示意图中省略了用气装置。由干燥筒排出的空气通过排气管8a、过滤器12a和止回阀14a及管路16a由风机18a吸入并加压经20a流过干燥罐10a作为干燥空气经管路30a和箱体32a流出，并通过管路34a送至加热装置7a，由它加热后通过止回阀29a和供气管5a重新送到干燥筒去。
在这一吸附循环中，空气循环回路与图1所描述装置的回路相同，而再生处理循环时空气流通作了改变：在风机18a控制转换后，它通过过滤器44a、止回阀42a以及与管路5a连通的支管52从外界吸入空气，在止回阀29a关闭状况下空气流过打开的加热装置7a，在那里加热到所要求的再生处理温度。高温再生空气通过旁通管路50绕过箱体32a进到管路30a，在旁通管路50的分支点56和箱体32a之间装有止回阀54，该阀此时关闭，而在旁通管路50中安装的阀58打开，高温再生空气流过干燥罐24a，经过管路16a的支管50a和一个开通的止回阀48a流出空气干燥器10a，此时，止回阀14a是关闭的。在吸附循环过程中，阀54、29a开通，而阀42a和58关闭。

Claims (6)

1.对流动气体进行干燥处理的方法，此气体具有周期性波动的湿度，同时该气体被导入一个用气装置，其特征在于，在导向用气装置之前，使气体流过可再生地吸附水分的分子筛，其吸附能力大于气体的平均湿度。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，气体以20℃至120℃的恒定温度通过分子筛。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，分子筛上的含湿量为气体的平均含湿量的10至20倍。
4.实施如权利要求1、2或3之一的方法的装置，它具有流动气体特别是空气的气源，该流动气体具有波动的湿度，并带有一个与气源连接的用气装置，在气源(10，10a)和用气装置(1)之间的连接管道(30，34，5，30a，34a，5a)内接入一个充满一种分子筛的箱体(32，32a)，分子筛可再生地吸附水分，并具有大于气体平均湿度的吸附能力。
5.如权利要求3或4的装置，其特征在于，箱体(32，32a)接入空气干燥器(10，10a)的出气管内，空气干燥器(10，10a)内含有的水分吸附介质在每两个吸附阶段之间由高温媒体进行再生处理。
6.如上述权利要求之一的装置，其特征在于，有一用于干燥罐(10，10a)再生介质的旁通管路(50)绕过箱体(32，32a)。
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