CN104014219A - 一种膨胀降温去除空气中水分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膨胀降温去除空气中水分的方法。压缩空气系统配置为：过滤器、低压压缩机、膨胀器、空压机、用气设备；压缩空气过程：1)空气经过滤器过滤，初步除去空气中≥1.0μm粒径的尘粒或油雾；2)经过滤的空气进入低压压缩机，初压缩气体达0.2～0.5MPa；3)压缩空气进入膨胀器进行膨胀处理，膨胀器内部温度保持在-70℃～-50℃，压力为0～10KPa，膨胀后的空气中的水变成固体和液体，通过膨胀器下部的抽水器排出；4)干燥空气进入空压机，压缩到要求压力；5)压缩空气直接输送给用气设备；6)放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器；本发明消除了空压机入口活塞堵塞现象，改变空压机后复杂的干燥系统，节能减排，避免环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及气源系统除水,特别涉及一种膨胀降温去除空气中水分的方法。
背景技术
压缩空气在工业生产中被广泛应用，压缩空气除水是空气压缩过程中必要环节，传统的压缩空气系统配置为压缩机后配储气罐、过滤器和干燥机等。主要用于除水的装置为干燥机，工业上常用的干燥机主要有冷冻式干燥机和吸附式干燥机。
冷冻式干燥机通过对压缩空气降温冷凝的原理使压缩空气干燥至压力露点2℃～10℃。冷冻式干燥机对气源的预处理要求不高，一般的油水分离器即可达到冷干机对进气质量的要求。但是冷冻式干燥机利用氟利昂作为制冷剂，一旦漏氟对环境造成极大污染，另外冷干机的压力露点高，在北方的冬季常出现输出管道冰堵现象，影响现场生产。
吸附式干燥机通过两塔间的“吸附—解析”过程交替运行，使压缩空气干燥至压力露点-20℃～-70℃。吸附式干燥机吸附容量大，能制取低露点的干燥空气，但是工作周期长，且再生时需要消耗较多电能，阀门磨损严重，噪音大且一次性投资高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种气源系统除水的方法，该方法引入膨胀器，利用膨胀降温的原理除去空气中的水分，使进入压缩机的空气即为干燥的气体。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种膨胀降温去除空气中水分的方法，压缩空气系统配置为：过滤器、低压压缩机、膨胀器、空压机、用气设备；压缩空气过程如下：
1、空气经过滤器过滤，初步除去空气中≥1.0μm粒径的尘粒或油雾；
2、经过过滤的空气进入低压压缩机，初压缩气体压强达0.2～0.5MPa；
3、压缩空气进入膨胀器进行膨胀处理，膨胀器内部温度保持在-70℃～-50℃,压力为0～10KPa，膨胀后的空气中的水变成固体和液体，通过膨胀器下部的抽水器排出；
4、除水后的干燥空气进入空压机压缩；
5、压缩空气直接输送给用气设备；
6、放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器；
所述的过滤器为粗效过滤器或中效过滤器。
所述的膨胀器是根据理想气体状态方程P1V1/T1＝P2V2/T2，即当高压气体突然变为低压气体，体积不变时，气体的温度会降低的原理，将从低压压缩机出来的气体进行膨胀处理，膨胀后的空气中的水变成固体和液体。膨胀器的容器根据需要进行选择。膨胀器底部安装抽水器，抽出膨胀器内部析出的水，抽出的力越大，膨胀器内压力越小。
所述的空压机为活塞式、滑片式、螺杆式或离心式压缩机。
所述的经过空压机压缩的空气不用再经过干燥处理，空压机出口压缩空气露点值达到-65℃～-50℃，直接送给用气设备。
所述的放散的压缩空气压强很高，不用加压直接送回膨胀器。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在空压机前安装膨胀器，简化了原有在空压机后复杂的过滤干燥过程，消除了空压机入口活塞堵塞现象，纯净冷却的空气进入空压机，使空压机工作更加平稳。
2、膨胀处理后的空气中的水变成固体和液体，不仅去除空气中的水分，进一步去除杂物，起到过滤作用。
3、放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器，使能源回收，做到节能减排。
4、改变空压机后复杂的干燥系统，停止氟利昂的使用，避免环境污染。
5、膨胀器产生冷量还可以冷却油、机械系统、电气系统等。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进一步说明：
实施例1：
压缩空气系统配置：粗效过滤器、低压压缩机(额定排气压力0.7Mpa)、膨胀器(容积8升)、活塞式空压机(额定排气压力为1.25Mpa)、用气设备；压缩空气过程如下：
1、空气经过粗效过滤器过滤，除去空气中≥5.0μm粒径的尘粒或油雾；
2、经粗效过滤器过滤的空气进入低压压缩机，排出压强为0.2Mpa的压缩空气；
3、压缩空气进入到容积为8升的膨胀器进行膨胀处理，膨胀器内部温度保持在-60℃,压力为10KPa，膨胀后的空气中的水变成固体和液体，通过膨胀器下部的抽水器排出；
4、除水后的干燥空气进入空压机压缩，排出压强为1Mpa的压缩空气；
5、压缩空气直接输送给用气设备；
6、放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器；
实施例1中的空压机出口压缩空气露点可达-55℃。
实施例2
压缩空气系统配置：中效过滤器、低压压缩机(额定排气压力1Mpa)、膨胀器(容积12升)、离心式空压机(额定排气压力为2Mpa)、用气设备；压缩空气过程如下：
1、空气经过中效过滤器过滤，除去空气中≥1.0μm粒径的尘粒或油雾；
2、经粗效过滤器过滤的空气进入低压压缩机，排出压强为0.5Mpa的压缩空气；
3、压缩空气进入到容积为12升的膨胀器进行膨胀处理，膨胀器内部温度保持在-70℃,压力为5KPa，膨胀后的空气中的水变成固体和液体，通过膨胀器下部的抽水器排出；
4、除水后的干燥空气进入空压机压缩，排出压强为1.5Mpa的压缩空气；
5、压缩空气直接输送给用气设备；
6、放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器；
实施例2中的空压机出口压缩空气露点可达-65℃。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
Claims (6)
1.一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，压缩空气系统配置为：过滤器、低压压缩机、膨胀器、空压机、用气设备；压缩空气过程如下：
1)空气经过滤器过滤，初步除去空气中≥1.0μm粒径的尘粒或油雾；
2)经过过滤的空气进入低压压缩机，初压缩气体压强达0.2～0.5MPa；
3)压缩空气进入膨胀器进行膨胀处理，膨胀器内部温度保持在-70℃～-50℃,压力为0～10KPa，膨胀后的空气中的水变成固体和液体，通过膨胀器下部的抽水器排出；
4)除水后的干燥空气进入空压机压缩；
5)压缩空气直接输送给用气设备；
6)放散的压缩空气经管道重新输送回膨胀器。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，所述的过滤器为粗效过滤器或中效过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，所述的膨胀器是根据理想气体状态方程P1V1/T1＝P2V2/T2，即当高压气体突然变为低压气体，体积不变时，气体的温度会降低的原理，将从低压压缩机出来的气体进行膨胀处理，膨胀后的空气中的水变成固体和液体。
4.根据权利要求1所述的一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，所述的空压机为活塞式、滑片式、螺杆式或离心式压缩机。
5.根据权利要求1所述的一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，经过空压机压缩的空气不用再经过干燥处理，空压机出口压缩空气露点值达到-65℃～-50℃，直接送给用气设备。
6.根据权利要求1所述的一种膨胀降温去除空气中水分的方法，其特征在于，所述的放散的压缩空气通过管道重新送回膨胀器。
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