CN104801157A - 除湿装置及空气压缩机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种除湿装置，包括：盛放部，用于盛放液体干燥剂；除湿部，包含：箱体、设在箱体侧壁上用于引入湿空气的空气引人口、喷淋管、设在箱体顶部并引出干空气的空气引出口、以及用于流出液体干燥剂被湿空气稀释后形成的稀溶液的溶液出口；以及干燥剂再生部，包含：与溶液出口相连通并且与空气压缩机中的油气分离器相连通并且利用油气分离器分离出的热油的热量加热稀溶液形成高温稀溶液的换热器、将高温稀溶液进行蒸发从而再生得到液体干燥剂的蒸发再生单元，其中，蒸发再生单元与盛放部相连通，使得再生形成的液体干燥剂被输送至盛放部中。本发明还提供一种包含上述除湿装置并能够进行余热回收的空气压缩机系统。

Description

除湿装置及空气压缩机系统

技术领域

本发明属于能量转换领域，具体涉及一种对湿空气进行除湿的除湿装置及对余热进行回收的空气压缩机系统。

背景技术

空气压缩机是工业现代化的基础产品，是气动系统的核心设备机电引气源装置中的主体，依靠压缩气体的体积或者提高气体分子的运动速度来提高气体压力，实现将原动(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，从而来满足生产需要。空气压缩机作为通用机械，已经被广泛地应用于化工、钢铁、石油、制冷、食品、纺织、半导体、液晶、药品、医疗等行业。据调查，我国工业压缩机的耗电量已超过2140亿度，约占全国总耗电量的9.4％，工业生产过程中压缩空气耗电量占工厂总耗电量的10-20％，纺织行业部分工厂甚至更高达到35％以上。但是就能源利用水平来看，空气压缩机系统能源浪费严重，整体能效水平不高。

目前，市场上大部分空压机系统均采用冷冻式除湿系统对空压机排气进行冷却除湿，冷冻除湿系统目前比较成熟，应用较为广泛，但是这种方式由于其本身是先冷却后加热的方式，且其出气温度较低，低于实际需求，所以必然存在着能源的浪费；液体除湿是指利用某些吸湿性溶液能够吸收空气中的水分而将空气脱湿的方法，液体干燥剂的表面蒸气压力比周围环境湿空气蒸气分压力低时，具有吸湿能力。但是，因为冷冻式除湿由于其本身是先冷却后加热，并且出气温度较低甚至低于实际需求，所以，这种方式必然存在着能源的浪费。另外，冷冻除湿采用的是CFC和HCFC作为制冷剂，这样含氟的制冷剂会对环境产生极大的破坏。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种对湿空气进行除湿、合理使用压缩机的余热的节能环保的除湿装置及空气压缩机系统。

本发明提供了一种除湿装置，被用于空气压缩机中，利用液体干燥剂对湿空气进行除湿从而得到干空气，其特征在于，包括：盛放部，用于盛放液体干燥剂；除湿部，包含：箱体、设在箱体侧壁上用于引入湿空气的空气引人口、设在靠近箱体上部并与盛放部相连通用于朝向箱体底部喷洒液体干燥剂的喷淋管、设在箱体顶部并引出干空气的空气引出口、以及用于流出液体干燥剂被湿空气稀释后形成的稀溶液的溶液出口；以及干燥剂再生部，包含：与溶液出口相连通并且与空气压缩机中的油气分离器相连通并且利用油气分离器分离出的热油的热量加热稀溶液形成高温稀溶液的换热器、与换热器的溶液出口相连接用于将高温稀溶液进行蒸发从而再生得到液体干燥剂的蒸发再生单元，其中，蒸发再生单元与盛放部相连通，使得再生形成的液体干燥剂被输送至盛放部中。

在本发明所提供的除湿装置，还可以具有这样的特征：其中，盛放部包含：用于盛放液体干燥剂的第一液槽、设在溶液出口和换热器之间用于盛放稀溶液的第二液槽。

在本发明所提供的除湿装置，还具有这样的特征：其中，除湿部还包含设在喷淋管上用于向喷淋管提供液体干燥剂的溶液泵。

在本发明所提供的除湿装置及，还具有这样的特征：其中，液体干燥剂是CaCl₂与LiCl的混合溶液。

在本发明所提供的除湿装置及，还具有这样的特征：其中，蒸发再生单元包含：风箱、进液管和出液管，高温稀溶液经过进液管进入风箱中，高温稀溶液被风箱的鼓风带走部分水分后形成浓溶液，液体干燥剂经过出液管流入第一液槽中。

在本发明所提供的除湿装置及，还具有这样的特征：其中，换热器采用管壳式换热器。

本发明还提供了一种空气压缩机系统，包括：空气过滤器、喷油螺杆压缩机，其特征在于，还包括：除湿装置，连接在空气过滤器和喷油螺杆压缩机之间，用于对湿空气进行除湿；以及空气冷却器，利用外接冷源(如深井水、冷水机组)对喷油螺杆压缩机输出的压缩气体进行冷却，其中，除湿装置是上述的除湿装置。

发明的作用和效果

根据本发明所涉及的除湿装置，因为换热器利用了油气分离器分离出的热油中的热量对稀溶液进行加热形成高温稀溶液，蒸发再生单元将高温稀溶液再生为用于对湿空气进行除湿的液体干燥剂，然后该液体干燥剂进入盛放部中，喷淋管将液体干燥剂喷洒入箱体中中对箱内的湿空气进行除湿，同时，液体干燥剂被稀释成为稀溶液流进换热器，所以本发明的除湿装置能够有效利用油液分离器中分离出的热油的热量，利用系统回收利用系统余热从而更加节能环保地对湿空气进行除湿。

附图说明

图1是本发明的实施例一中除湿装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例一中除湿装置的流程图；

图3是本发明的实施例中一除湿装置的换热示意图；

图4是本发明的实施例中二空气压缩机系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明除湿装置及空气压缩机系统作具体阐述。

<实施例一>

图1是本发明的实施例一中除湿装置的结构示意图。

如图1所示，除湿装置100属于空气压缩机系统中的一部分，用于对经过了空气压缩机系统中的空气过滤器过滤后的带有水分的环境空气即、湿空气进行除湿，并且利用喷油螺杆压缩机中的油气分离器，对系统中的余热进行回收再利用。在本实施例中，油气分离器是喷油螺杆压缩机中的油气分离器，液体干燥剂是CaCl₂与LiCl的混合溶液。除湿装置100包含：除湿部10、盛放部20、干燥剂再生部30。

除湿部10与空气过滤器相连通，用于对过滤后的湿空气进行除湿，除湿部10包含：箱体11、空气引入口12、空气引出口13、填料14、溶液出口15、喷淋管16和溶液泵17。

箱体11呈矩形体状，空气引入口12设在箱体11的侧壁上，即以图1中的方向来看，在箱体11的左侧壁上。相对应地，空气引出口13设在箱体11的上壁处。填料14用于填充箱体11并且填充到箱体11一半以上位置处，填料14用于更好地吸附液体干燥剂从而对湿空气进行更充分的除湿。溶液出口15设在箱体11的底部，用于流出经过吸湿后的液体干燥剂、即稀溶液。

喷淋管16设在靠近箱体11的上部位置处，并与盛放部20相连通喷口朝向填料14用于朝向箱体11底部喷洒液体干燥剂。溶液泵17设在喷淋管16上，用于抽取盛放部20中的液体干燥剂后向喷淋管16提供一定压力的液体干燥剂。在本实施例中，喷淋管16采用布液管来对液体干燥剂进行均匀喷洒。液体干燥剂经过填料14吸收后，对经过填料14的湿空气进行充分除湿，液体干燥剂吸收了湿空气中的水分后被稀释为稀溶液。

盛放部20包含：第一液槽21、第二液槽22。用于向除湿部10提供液体干燥剂。

第一液槽21用于盛放液体干燥剂，第一液槽21的侧壁上设有一个进口21a以及底部设有出口21b，进口21a用于与干燥剂再生部30相连通。第一液槽21的出口21b与溶液泵17的一端相连通，溶液泵17的另一端与喷淋管16相连通。第二液槽22的开口朝向溶液出口15，用于盛放稀溶液，第二液槽22与干燥剂再生部30相连通。稀溶液经过第二液槽22进入干燥剂再生部30。

图2是本发明的实施例一中除湿装置的流程图。

如图2所示，干燥剂再生部30作为余热回收装置能够实现再生液体干燥剂。干燥剂再生部30包含：换热器31和蒸发再生单元32。

换热器31与第二液槽22和油气分离器相连通，油气分离器中分离出的热油进入换热器31中进行换热，然后经过换热器31的油出口回流至油气分离器中。第二液槽22中流出的稀溶液进入换热器31中进行换热，稀溶液被85℃～90℃左右的热油加热到55℃～60℃的高温稀溶液，然后进入蒸发再生单元32中。在本实施例中，换热器31是管壳式换热器，其中，热油走管壳式换热器的壳程。

蒸发再生单元32与换热器31和第一液槽21相连接。蒸发再生单元32对高温稀溶液中的水分进行蒸发，蒸发再生单元32包含：进液管32a、风箱32b和出液管32c。进液管32a与换热器31相连通并伸入风箱32b中，用于喷洒出高温稀溶液，风箱32b的侧壁上包含进风口C、出风口D。进风口C鼓入环境风，环境风流经喷洒出的高温稀溶液时带走高温稀溶液中的部分水分，然后环境风经过出风口D流出，高温稀溶液再生形成为浓溶液即、液体干燥剂。液体干燥剂通过出液管32c流入第一液槽21中。

图3是本发明的实施例一中除湿装置的换热示意图。

如图3所示，在本实施例中，除湿装置100中的液体干燥剂被循环利用，首先液体干燥剂从第一液槽21被溶液泵17抽出后，经过喷淋管16朝向湿空气喷洒，从而在箱体11中对湿空气进行除湿后，液体干燥剂被稀释为稀溶液，稀溶液进入第二液槽22，然后进入换热器31与热油进行换热，稀溶液被加热成为高温稀溶液，最后，高温稀溶液通过进液管32a进入蒸发再生单元32，被流动的环境风蒸发带走部分水分，从而形成浓溶液即、液体干燥剂，回到第一液槽21中。

实施例一的作用与效果

根据本实施例所涉及的除湿装置，因为换热器利用油气分离器分离出的热油中的热量对第二液槽中流出的稀溶液进行加热形成高温稀溶液，蒸发再生单元将高温稀溶液转换为浓溶液，然后该浓溶液作为液体干燥剂进入第一液槽中，溶液泵将第一液槽中的液体干燥剂提供给喷淋管喷入除湿部中对箱内的湿空气进行除湿，同时，液体干燥剂被稀释成为稀溶液流进第二液槽中，所以本实施例的除湿装置能够更加节能环保地对湿空气进行除湿。

在本实施例的除湿装置中，由于液体干燥剂是CaCl₂与LiCl的混合溶液，所以使得本实施例的除湿效果更好。

在本实施例的除湿装置中，由于蒸发单元包含风箱、进液管和出液管，从而对液体干燥剂进行再生，具有成本低廉的优点。

<实施例二>

在本实施例中对于和实施例一中相同的结构用相同的代号表示。

图4是本发明的实施例二中空气压缩机系统的结构框图。

如图4所示，空气压缩机系统1000使用实施例中的除湿装置100对经过了空气压缩机系统中的空气过滤器过滤后的带有水分的环境空气即、湿空气进行除湿。空气压缩机系统1000包含：空气过滤器200、除湿装置100、喷油螺杆压缩机300、储气罐400、空气冷却器500、储气罐600。空气过滤器200、除湿装置100、喷油螺杆压缩机300、储气罐400、空气冷却器500与储气罐600顺次相连。

空气由空气过滤器200滤去尘埃之后，经由除湿装置100的空气引入口12进入除湿装置100，除湿装置100设在空气过滤器200和喷油螺杆压缩机300中间，使得空气压缩机系统1000可以将热负荷跟湿负荷分开处理，避免了过渡冷却和再热的能量损失，对空气进行先除湿，从而带入的水分大大减少，使得压缩机进气温度得以降低，因此即使在环境温度较高的情况下，本实施例也可以保证压缩机良好运行，当吸气温度每降低3℃可以减少空气压缩机1％的功耗。被除湿后得到干燥空气进入喷油螺杆压缩机300，并与润滑油混合，再经由喷油螺杆压缩机300的油气分离器进行油气分离，其中，分离后的热油进入除湿装置100中的换热器31中进行换热，热油的热量被回收在除湿装置100中被有效利用，分离后的压缩空气进入储气罐400进行存放，然后，压缩空气经过空气冷却器500而冷却，最后，冷却后的压缩空气被存储在储气罐600中提供给用户使用。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的空气压缩机系统，因为除湿装置的换热器利用油气分离器分离出的热油中的热量对第二液槽中流出的稀溶液进行加热形成高温稀溶液，蒸发再生单元将高温稀溶液转换为浓溶液，然后该浓溶液作为液体干燥剂进入第一液槽中，溶液泵将第一液槽中的液体干燥剂经过喷淋管喷入除湿部中对箱内的湿空气进行除湿，同时，液体干燥剂被稀释成为稀溶液流进第二液槽中，所以本实施例的除湿装置能够更加节能环保地对湿空气进行除湿。

在本实施例的空气压缩机系统中，由于除湿装置设在空气压缩机之前，后部的空气冷却器没有除湿任务，只负责冷却降温作用，取消了再加热器，节省了再加热的能量消耗。

在本实施例的除湿装置及空气压缩机系统中，由于空气压缩机系统运行的湿度减少，油气分离器中油的含水量降低，使得油的品质得到提高，增加了油的保质期，大大提高了系统的安全性与经济性。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

本发明还可以增加液体干燥剂储存单元对多余的液体干燥剂进行存储，如此，不但实现对低品位热源进行利用的同时，又可对系统实现蓄能，对富余的浓溶液的液体干燥剂可以进行存储，在空气压缩机系统负荷较大时用于有效除湿。

Claims (7)

1.一种除湿装置，被用于空气压缩机中，利用液体干燥剂对湿空气进行除湿从而得到干空气，其特征在于，包括：

盛放部，用于盛放所述液体干燥剂；

除湿部，包含：箱体、设在所述箱体侧壁上用于引入所述湿空气的空气引人口、设在靠近所述箱体上部并与所述盛放部相连通用于朝向所述箱体底部喷洒所述液体干燥剂的喷淋管、设在所述箱体顶部并引出所述干空气的空气引出口、以及用于流出所述液体干燥剂被所述湿空气稀释后形成的稀溶液的溶液出口；以及

干燥剂再生部，包含：与所述溶液出口相连通并且与所述空气压缩机中的油气分离器相连通并且利用所述油气分离器分离出的热油的热量加热所述稀溶液形成高温稀溶液的换热器、与所述换热器的溶液出口相连接用于将所述高温稀溶液进行蒸发从而再生得到所述液体干燥剂的蒸发再生单元，

其中，所述蒸发再生单元与所述盛放部相连通，使得再生形成的所述液体干燥剂被输送至所述盛放部中。

2.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

其中，所述盛放部包含：用于盛放所述液体干燥剂的第一液槽、设在所述溶液出口和所述换热器之间用于盛放所述稀溶液的第二液槽。

3.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

其中，所述除湿部还包含设在所述喷淋管上用于向所述喷淋管提供所述液体干燥剂的溶液泵。

4.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

其中，所述液体干燥剂是CaCl₂与LiCl的混合溶液。

5.根据权利要求2所述的除湿装置，其特征在于：

其中，所述蒸发再生单元包含：风箱、进液管和出液管，

所述高温稀溶液经过所述进液管进入所述风箱中，所述高温稀溶液被所述风箱的鼓风带走部分水分后形成所述浓溶液，所述液体干燥剂经过所述出液管流入所述第一液槽中。

6.根据权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

其中，所述换热器采用管壳式换热器。

7.一种空气压缩机系统，包括：空气过滤器、喷油螺杆压缩机，其特征在于，还包括：

除湿装置，连接在所述空气过滤器和所述喷油螺杆压缩机之间，用于对所述湿空气进行除湿；以及

空气冷却器，利用外界冷源对所述喷油螺杆压缩机输出的压缩气体进行冷却，

其中，所述除湿装置是上述权利要求1至6中任意一项权利要求中所述的除湿装置。