CN104128075B - 一种压缩空气干燥吸附装置 - Google Patents

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本发明涉及气体干燥领域,特指一种压缩空气干燥吸附装置,包括内壳、外壳、吸附剂、若干换热管、空气风口、换热风口,所述外壳设置在内壳外,外壳的上表面和下表面是内壳的上表面和下表面的延伸,外壳与内壳之间的空间为外部风道;所述内壳的两端开设有空气风口,所述外部风道与空气风口之间隔绝不相通;所述吸附剂位于内壳内部,所述换热管穿设在吸附剂中,所述换热风口开设在外壳侧面,且换热风口与外部风道连通;外部风道内还设置有若干隔风板,所述隔风板与换热风口、外部风道、换热管形成一条折返若干次的单向风道。采用上述方案后,能更高效、能耗更低的对压缩空气进行干燥处理。

Description

一种压缩空气干燥吸附装置
技术领域
[0001] 本发明涉及气体干燥领域,特指一种压缩空气干燥吸附装置。
背景技术
[0002] 压缩空气在许多行业中被大量地应用,为了获得干燥的压缩空气,需要对空压机产出的压缩空气进行处理,除去压缩空气中的水分。目前被广泛应用的干燥设备有吸附式干燥机和冷冻式干燥机。吸附式干燥机的除水效果好,但能耗比较高,而冷冻式干燥机能耗比较低,但除水效果差。
[0003] 现有技术的压缩空气吸附塔是在一个容器内充填一定数量的吸附剂(分子筛、活性氧化铝、硅胶等),含水的压缩空气从容器的一端进入,通过吸附剂,压缩空气中的水分被吸附剂吸附,从而得到干燥的压缩空气,干燥的压缩空气从容器的另一端产出。由于吸附剂的吸附水分的能力是有限度的,当吸附足够多的水分后,其吸附能力会下降,甚至不吸附,这时就要对吸附剂进行再生脱水处理,吸附剂的再生可以是无热再生和有热再生。吸附剂在吸附压缩空气中的水分时,会释放出大量的热量(凝结热),吸附剂在再生脱水时,要吸收大量的热量(汽化热)。特别是在吸附塔脱水再生时,再生空气从入口至出口,经过与吸附剂的热交换和补充吸附剂脱水时的汽化热,温度迅速地降低。再生空气的温度直接决定了再生空气吸纳水蒸气的能力,再生空气温度高,可吸纳的水蒸气量就多,再生空气量就可相应减少。现有技术的吸附塔由于只依靠再生空气来携带热量,而受再生空气量的限制,不能迅速地将再生空气的温度提高(无热再生时会降低再生空气的温度),在较长时间内再生空气吸纳的水蒸汽少,导致再生空气用量增加,能耗增加。因此,本发明人对此做进一步研究,研发出一种压缩空气干燥吸附装置,本案由此产生。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种压缩空气干燥吸附装置,能更高效、能耗更低的对压缩空气进行干燥处理。
[0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0006] —种压缩空气干燥吸附装置,包括内壳、外壳、吸附剂、若干换热管、空气风口、换热风口,所述外壳设置在内壳外,夕卜壳的上表面和下表面是内壳的上表面和下表面的延伸,外壳与内壳之间的空间为外部风道;所述内壳的两端开设有空气风口,所述外部风道与空气风口之间隔绝不相通;所述吸附剂位于内壳内部,所述换热管穿设在吸附剂中,所述换热风口开设在外壳侧面,且换热风口与外部风道连通;外部风道内还设置有若干隔风板,所述隔风板与换热风口、外部风道、换热管形成一条折返若干次的单向风道。
[0007] 进一步,所述外壳与内壳为长方体结构,所述换热管分为若干层,相邻的各层换热管之间为空间垂直分布;所述隔风板包括三块,分别竖直设置在内壳与外壳之间其中三个对角线上,将外部风道分为一个较大的通道和两个较小的通道,所述换热风口包括两个、且分别与较小的两个通道连通。
[0008] 进一步,所述外部风道上设置有横向的隔风板,将外部风道分隔成上、下两层,所述的换热风口分别位与外部风道的上、下层连通。
[0009] 采用上述方案后,本发明与现有技术相比,具有以下优点:
[0010] 通过在吸附塔内部布置的换热管,通过热的传导和对流的传热方式,与吸附剂进行热交换,达到及时地、高效地进行热交换的效果;还能迅速地提高再生空气的温度,使得再生空气吸纳水蒸气的能力增加,大大地减少了再生空气的用量,干燥效果好,能耗低。
附图说明
[0011 ] 图1为现有技术吸附塔结构图;
[0012]图2为本发明吸附塔的结构图;
[0013] 图3为图2的俯视图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0015] 图1是现有技术吸附塔的结构图,吸附塔体(103)两端有压缩空气口(101、102),吸附塔体(103)内部充满吸附剂(104)。为了防止吸附剂(104)跑出,在吸附塔体(103)内部装有过滤网(105、106)。干燥塔的工作方式分为吸附过程和再生过程。吸附过程:压缩空气从压缩空气口( 101)进入,通过吸附剂(104)将压缩空气中的水分吸附到吸附剂(104)中,干燥的压缩空气从压缩空气出(102 )产出。再生过程:再生空气从压缩空气口( 102 )进入,通过吸附剂(104)将其中的水分脱离,带水的空气从压缩空气口(101)排放至大气中。吸附剂在吸附压缩空气中的水分时,会释放出大量的热量(凝结热),吸附剂在再生脱水时,要吸收大量的热量(汽化热)。特别是在吸附塔脱水再生时,再生空气从压缩空气口(102)进入至压缩空气口(101)排出,再生空气吸纳水分的同时,通过与吸附剂(104)的热交换来补充吸附剂脱水时的汽化热,温度迅速地降低。再生尾气的温度直接决定了再生空气吸纳水蒸气的能力,再生尾气温度高,可吸纳的水蒸气量就多,再生空气量就可相应减少。现有技术的吸附塔由于只依靠再生空气来携带热量,而受再生空气量的限制,不能迅速地将再生尾气的温度提高(无热再生时会降低再生尾气的温度),在较长时间内再生空气吸纳的水蒸汽少,导致再生空气用量增加,能耗增加。在吸附塔吸附过程,压缩空气从压缩空气口( 101)进入至压缩空气口( 102)产出,压缩空气中的水分被吸附时,释放出热量(凝结热),这些热量一部分被压缩空气带走,其余的热量聚集在吸附塔内部,使吸附剂(104)的温度上升。吸附剂(104)升温后,吸附效率下降,只能提前结束吸附过程进行再生,降低了吸附剂(104)的吸附效率。
[0016] 本发明的压缩空气的干燥方法和吸附塔就是针对现有技术吸附塔不能及时地排出凝结热,补充汽化热的问题作出的改进。以下作详细的说明。
[0017] 本发明的吸附塔包括内壳(203)、换热管(207)、外壳(210)、吸附剂(204)、过滤网(205、206)、空气风口(201、202)、换热风口(208、209),所述外壳(210)设置在内壳(203)夕卜,外壳(210)的上表面和下表面是内壳(203)的上表面和下表面的延伸,外壳(210)与内壳(203)之间的空间为外部风道;所述内壳(203)的两端开设有空气风口( 201、202),所述外部风道与空气风口(201、202)之间隔绝不相通;所述吸附剂(204)位于内壳(203)内部的两层过滤网(205、206)中,所述换热管(207)穿设在吸附剂(204)中,所述换热风口(208、209)开设在外壳(210)侧面,且换热风口(208、209)与外部风道连通;外部风道内还设置有隔风板(211),外壳(210)与内壳(203)为长方体结构,所述换热管(207)分为若干层,相邻的各层换热管(207)之间为空间垂直分布;所述隔风板包括三块,分别竖直设置在内壳
(203)与外壳(210)之间其中三个对角线上,将外部风道分为一个较大的通道和两个较小的通道,所述换热风口分别与较小的两个通道连通,隔风板(211)与换热风口(208、209)、外部风道、换热管(207)形成一条折返若干次的单向风道。作用是引导外部换热介质从换热风口进入,通过换热管(207),并进行数次地折返,从另一个换热风口排出,完成与吸附剂
(204)的热交换过程。外部换热介质可以是空气、水、蒸汽、导热油等可以携带热量的介质。为了提高换热的效果,可以在换热管(207)的外壁加装翅片,以加大换热的面积。
[0018] 本发明的吸附塔的工作原理分为吸附过程、再生过程和吹冷过程。
[0019] 吸附过程:压缩空气从空气风口(201)进入,逐层的通过吸附剂(204)和换热管(207)。压缩空气通过吸附剂(204)时,吸附剂(204)将压缩空气中的水分吸附到吸附剂(204)中,吸附时释放的凝结热加热压缩空气使其升温,升温的压缩空气通过换热管(207)时,把热量传递给换热管(207)内通过的换热介质,压缩空气的温度下降。如此反复地吸附-升温-冷却-降温,干燥的压缩空气从空气风口( 202)产出,而凝结热也被换热管(207)内通过的换热介质带走,解决了吸附剂(204)的温升问题。换热介质(这里是用环境温度的空气)从换热风口(208)进入外部风道,经过隔风板(211)的引导,使换热介质按照一定的顺序(如:从右至左,从后至前,从上至下)通过每一根换热管(207),最终从另一侧的风口(209)排出,把吸附过程中产生的热量带走。
[0020] 再生过程:再生空气从空气风口(202)进入,逐层的通过吸附剂(204)和换热管(207),通过吸附剂(204)。再生空气通过吸附剂(204)时,吸附剂(204)中的水分蒸发至再生空气中,水分蒸发时从再生空气中吸收汽化热,使再生空气的温度下降。降温的再生空气通过换热管(207)时,吸收换热管(207)内通过的换热介质的热量,再生空气的温度上升。如此反复地再生-降温-加热-升温,含水的再生空气从空气风口(201)排出,换热介质不断地通过换热管(207)补充热量,解决了吸附剂(204)的降温问题。换热介质(无热再生采用的是环境温度的空气,有热再生采用的是加热的空气)从换热风口进入外部风道(210),经过隔风板(211)的引导,使换热介质按照一定的顺序(如:从右至左,从后至前,从上至下)通过每一根换热管(207 ),最终从另一侧的换热风口排出,为再生过程补充热量。
[0021] 吹冷过程:采用干燥空气进行吹冷时,吹冷空气从空气风口(202)进入,至空气风口(201)排出,换热介质是环境空气,通过换热管对吸附剂(204)进行冷却。采用湿(含水)空气进行吹冷时,吹冷空气从空气风口(201)进入,至空气风口(202)排出,换热介质是环境空气,通过换热管(207)对吸附剂(204)进行冷却。
[0022] 上述仅为本发明的具体实施例,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种压缩空气干燥吸附装置,其特征在于:包括内壳、外壳、吸附剂、若干换热管、空气风口、换热风口,所述外壳设置在内壳外,夕卜壳的上表面和下表面是内壳的上表面和下表面的延伸,外壳与内壳之间的空间为外部风道;所述内壳的两端开设有空气风口,所述外部风道与空气风口之间隔绝不相通;所述吸附剂位于内壳内部,所述换热管穿设在吸附剂中,所述换热风口开设在外壳侧面,且换热风口与外部风道连通;外部风道内还设置有若干隔风板,所述隔风板与换热风口、外部风道、换热管形成一条折返若干次的单向风道。
2.根据权利要求1所述的一种压缩空气干燥吸附装置,其特征在于:所述外壳与内壳为长方体结构,所述换热管分为若干层,相邻的各层换热管之间为空间垂直分布;所述隔风板包括三块,分别竖直设置在内壳与外壳之间其中三个对角线上,将外部风道分为一个较大的通道和两个较小的通道,所述换热风口包括两个、且分别与较小的两个通道连通。
3.根据权利要求2所述的一种压缩空气干燥吸附装置,其特征在于:所述外部风道上设置有横向的隔风板,将外部风道分隔成上、下两层,所述的换热风口分别位与外部风道的上、下层连通。
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