CN107456848B - 一种气体干燥装置及干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体干燥装置及干燥工艺，一方面通过设置循环管路以及在进气管路上设置文丘里装置，利用文丘里效应使得循环管路中的含湿气体能够混合于进气管路中的待干燥的压缩空气中，在实现系统内循环以及零排放的同时避免了耗能设备如增压泵或鼓风机等的设置，降低了能耗。另一方面再生过程的第一冷却阶段采用待干燥的压缩空气，第二冷却阶段采用干燥后的压缩空气，大大减少了干燥后的压缩空气的消耗。本发明的气体干燥装置和干燥工艺大大降低了系统的能耗以及干燥后的压缩空气的消耗，提高了干燥后的压缩空气的品质。

Description

一种气体干燥装置及干燥工艺

技术领域

本发明涉及气体处理的技术领域，尤其涉及一种气体干燥装置及干燥工艺。

背景技术

压缩空气在使用前需要先进行干燥处理，以除去压缩空气中的水汽。干燥机是用于干燥压缩空气的常用设备，其通常包括两个吸附塔，一个处于吸附状态时，另一个处于再生状态，并且两个吸附塔交替进行再生、吸附过程。吸附塔内设置具有吸附功能的吸附剂，当湿压缩空气通过处于吸附状态的吸附塔时，吸附剂可吸附湿压缩空气中的水汽，从而输出干燥的压缩空气。

按照再生方式的不同，压缩空气吸附干燥机可分为采用变压吸附原理进行吸附剂再生的无热吸附干燥机和采用变温吸附原理进行吸附剂再生的有热吸附干燥机。由于加热能脱附吸附剂内表面的水蒸气，使吸附剂实现深层吸附，因此有热吸附干燥机中吸附剂的动态吸附量远远比无热吸附干燥机中的吸附剂动态吸附量大。

有热吸附干燥机工作过程中，再生塔的再生一般需要经过解吸、冷却和准备三个过程。解吸过程用于使得吸附剂中吸附的水汽脱附，以满足下一次循环中吸附压缩空气中水汽的需求；冷却用于将吸附剂冷却至正常吸附过程的温度范围，为下一步的吸附做准备。

中国专利号为CN104289079A，公开了一种用于干燥压缩空气的装置和再生方法，为了利用干燥的压缩空气冷却再生塔内的吸附剂，其在排气管道上分出一个可连接到处于再生操作的吸收容器上的分流管道，该分流管道穿过增压泵，处于再生操作的吸收容器通过回程管道连接到进气管道上。这样，经由分流管道可分出干燥的压缩空气的分流，该分流的压力经过增压泵提高后，进入再生操作的吸收容器并且最后经回程管道混入待干燥的潮湿的压缩空气的气流中。为了能够再循环，上述技术方案中的增压泵是不可缺少的，通过增压泵补偿处于再生阶段中的吸收容器中的压力损失，从而使得分流向主流中的再循环成为可能。

中国专利号为CN106422687A，公开了一种鼓风再生式干燥机，再生过程中，通过鼓风机抽取环境空气经吸气过滤器过滤并再经加热器升温后，进入再生塔对吸附剂进行解吸再生，再生气流经阀门排至大气，再生结束后，引小部分干燥空气对干燥高温的吸附剂进行冷吹直至常温。上述技术方案中，需要鼓风机提供动能，才能使得环境空气穿过再生塔。

综上可知，再生工况下，增压泵在提高冷却用空气压力时需要消耗外界能量如电能，鼓风机在提供解吸用空气动能时也需要消耗外界电能，从而大大增加了整个系统的能耗。此外，现有技术中经过再生塔后的压缩空气常常被直接排放至大气，这也造成了大量的能量损失，提高了系统的能耗。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种气体干燥装置及干燥工艺，其通过文丘里效应实现系统内循环，无需任何外力助推，大大降低了系统的能耗。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种气体干燥装置，具体技术方案如下：

一种气体干燥装置，包括第一吸收容器、第二吸收容器、进气管路和出气管路，所述第一吸收容器和第二吸收容器并联设置，所述第一吸收容器和第二吸收容器的一端均与所述进气管路连通，所述第一吸收容器和第二吸收容器的另一端均与所述出气管路连通，

所述第一吸收容器处于吸收操作时，所述第二吸收容器处于再生操作，所述第一吸收容器处于再生操作时，所述第二吸收容器处于吸收操作，

所述处于吸收操作的吸收容器用于吸收待干燥的压缩空气中的水汽，所述处于再生操作的吸收容器用于再生其中填充的吸收剂，

所述进气管路上设有文丘里装置，所述文丘里装置的支路通过循环管路与所述处于再生操作的吸收容器的出气口连通。

进一步的，所述循环管路上还设有冷却器，所述冷却器用于冷却流经循环管路的气流中的水汽。

进一步的，所述循环管路上在所述冷却器之后还设有排水装置，所述排水装置用于将冷凝水排出所述循环管路。

进一步的，所述进气管路上分出连接至处于再生操作的吸收容器的解吸气流管路，所述解吸气流管路上设有加热器，所述加热器用于加热所述解吸压缩空气流。

优选的，所述加热器为一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热。

优选的，所述加热器是板翅式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器中的一种或几种。

进一步的，所述进气管路上分出连接至处于再生操作的吸收容器的第一冷却气流管路，所述第一冷却气流管路与所述解吸气流管路并联。

本发明的第二方面提供一种利用上述任意一种气体干燥装置进行干燥的干燥工艺，所述干燥工艺包括如下步骤：

1)解吸：由进气管路分出部分待干燥的压缩空气并进行加热处理后作为解吸阶段用气流，所述解吸阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路；当排出的含湿气体的露点达到设定值时，进入步骤2)；

2)冷却：由出气管路引出部分干燥后的压缩空气作为冷却用气流，所述冷却用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路；当排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成；

其中，所述排出的含湿气体在流经循环管路时，首先经过冷却分离，然后流经文丘里装置并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于待干燥的压缩空气的气流中。

本发明的第三方面提供另一种利用上述任意一种气体干燥装置进行干燥的干燥工艺，所述干燥工艺包括如下步骤：

1)解吸：由进气管路分出部分待干燥的压缩空气并进行加热处理后作为解吸阶段用气流，所述解吸阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路；当排出的含湿气体的露点达到设定值时，进入步骤2)；

2)第一冷却阶段：由进气管路分出部分待干燥的压缩空气作为第一冷却阶段用气流，所述第一冷却阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路；当排出的含湿气体温度降到第一温度限值时，进入步骤3)；

3)第二冷却阶段：由出气管路引出部分干燥后的压缩空气作为第二冷却阶段用气流，所述第二冷却阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路；当排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成；

其中，所述排出的含湿气体在流经循环管路时，首先经过冷却分离，然后流经文丘里装置并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于待干燥的压缩空气的气流中。

进一步的，所述干燥工艺还包括步骤4)，具体操作如下：

4)切换，切换吸附剂的工作状态，使得处于再生操作的吸收容器处于吸附操作状态，处于吸附操作的吸收容器处于再生操作状态。

优选的，所述解吸压缩空气流由解吸气流管路进入处于再生操作的吸收容器，所述第一冷却阶段用冷却压缩空气流由第一冷却气流管路进入处于再生操作的吸收容器。

进一步的，所述循环管路上还设有冷却器，所述冷却器用于冷却流经循环管路的气流中的水汽。

本发明的一种气体干燥装置及干燥工艺，具有如下有益效果：

1、为了实现由处于再生操作的吸收容器排出的含湿气体的再循环，本发明通过在进气管路上设置文丘里装置，并将文丘里装置的支路通过循环管路与处于再生操作的吸收容器的出气口连通，利用文丘里效应使得由该出气口排出的低压的含湿气体能够混合于高压的待干燥的压缩空气的主流中，混合后的混合气体流入处于干燥的吸收容器中进行干燥，得到成品干燥后的压缩空气。与现有技术相比，本发明不需要另外设置耗能的增压泵或者鼓风机等压力补偿设备，不但降低了系统的复杂程度，也大大降低了系统的能耗，提高了干燥后的压缩空气的品质。

2、本发明的干燥工艺在吸收剂再生的过程中，经过解吸、第一冷却阶段和第二冷却阶段，且解吸和第一冷却阶段采用由进气管路直接分出的待干燥的压缩空气，第二冷却阶段采用干燥后的压缩空气，上述再生工艺利用了吸附剂在特定温度下不会产生吸附效应的特性，在冷却的第一阶段采用待干燥的压缩空气，从而大大的减少了干燥后的压缩空气的消耗。

3、本发明将流经处于再生的吸收容器的含湿气体与待干燥的压缩空气混合，并将混合后的气体进入处于吸附的吸收容器，从而避免了将含湿气体直接排放至大气，实现零排放，环境有好且能降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的装置的第一实施形式处在解吸阶段；

图2是图1的装置处在第一冷却阶段；

图3是图1的装置处在第二冷却阶段；

图4是本发明的装置的第二实施形式处在解吸阶段；

图5是图4的装置处在第一冷却阶段；

图中：1–第一吸收容器，2-第二吸收容器，3-进气管路，4-出气管路，5-循环管路，6-解吸气流管路，7-第一冷却气流管路，8-文丘里装置，9-冷却器，10-加热器，k1～k10-阀门

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供了本发明的气体干燥装置的第一实施形式，如图1所示。

待干燥的压缩空气通过管道从压缩空气源如空压机输送至本实施例1的气体干燥装置，并通过进气管道3接入。经过本装置的处理后，干燥后的压缩空气从出气管路4排出并接至用气设备。

具体的，请参阅图1至图3，本发明的气体干燥装置包括第一吸收容器1和第二吸收容器2，且第一吸收容器1和第二吸收容器2并联设置。可以理解的，第一吸收容器1和第二吸收容器2可以为吸收塔也可以为吸收罐。第一吸收容器1和第二吸收容器2内均装填有吸收剂，该吸收剂用于吸收待干燥的压缩空气中的水汽。吸收剂可以为活性氧化铝和/或分子筛，也可以为其他可吸收待干燥的压缩空气中水汽的物质，本发明对此不作限制。

所述第一吸收容器1和第二吸收容器2的一端均与所述进气管路3连通，所述第一吸收容器1和第二吸收容器2的另一端均与所述出气管路4连通，即所述第一吸收容器1和第二吸收容器2通过进气管路3与压缩空气源连通，并通过出气管路4与用气设备连通。

作为一种可选的实施方式，进气管路3通过进气连接管路31与第一吸收容器1和第二吸收容器2连通。该进气连接管路31上设有第一进气阀门k7和第二进气阀门k8，进气管路3连接在第一进气阀门k7和第二进气阀门k8之间，优选的，进气管路3的接入点在进气连接管路31的中部，第一进气阀门k7和第二进气阀门k8对称的设置在进气管路3接入点的两侧。

出气管路4通过出气连接管路41与第一吸收容器1和第二吸收容器2连通。该出气连接管路41上设有第一出气阀门k3和第二出气阀门k4，出气管路4连接在第一出气阀门k3和第二出气阀门k4之间，优选的，出气管路4的连接点在出气连接管路41的中部，第一出气阀门k3和第二出气阀门k4对称的设置在出气管路4连接点的两侧。

本实施例的装置正常工作时，第一进气阀门k7和第二进气阀门k8不同时开启，第一出气阀门k3和第二出气阀门k4不同时开启，第一进气阀门k7和第一出气阀门k3同时开启，第二进气阀门k8和第二出气阀门k4同时开启。当第一进气阀门k7和第一出气阀门k3开启时，待干燥的压缩空气进入第二吸收容器2，处理后的干燥的压缩空气由第二吸收容器2排入出气管路4。当第二进气阀门k8和第二出气阀门k4开启时，待干燥的压缩空气进入第一吸收容器1，处理后的干燥的压缩空气由第一吸收容器1排入出气管路4。

所述第一吸收容器1处于吸收操作时，所述第二吸收容器2处于再生操作，所述第一吸收容器1处于再生操作时，所述第二吸收容器2处于吸收操作。所述处于吸收操作的吸收容器用于吸收待干燥的压缩空气中的水汽，所述处于再生操作的吸收容器用于再生其中填充的吸收剂。需要说明的是，本发明中的再生操作包含吸收剂的再生过程以及再生完成后的等待过程，因此，当处于吸收操作的吸收容器处于吸收操作时，处于再生操作的吸收容器可以处于再生过程或是处于再生完成后的等待过程。

为了实现第一吸收容器1和第二吸收容器2其中一个处于吸收操作时，另一个处于再生操作，并且吸收操作和再生操作切换的在第一吸收容器1和第二吸收容器2间进行的工作过程，本实施例在第一吸收容器1和第二吸收容器2的进气端即下端设有与进气连接管路31并联的第一旁路32，该第一旁路32上设有第一旁路阀门k1和第二旁路阀门k2。在第一吸收容器1和第二吸收容器2的出气端即上端设有与出气连接管路41并联的第二旁路42，该第二旁路42上设有第三旁路阀门k5和第四旁路阀门k6。

在图1所示的操作状况下，左边的第一吸收容器1为处于再生操作的吸收容器，更具体的说是处于再生操作中的解吸阶段，右边的第二吸收容器2为处于吸收操作的吸收容器。

所述进气管路3上设有文丘里装置8，所述文丘里装置8的支路通过循环管路5与所述处于再生操作的吸收容器的出气口连通；从处于再生操作的吸收容器排出的含湿气体流经循环管路5，在靠近所述文丘里装置8的支路时，由于文丘里效应使得所述含湿气体能够混合于待干燥的压缩空气的气流中。具体的，循环管路5设置在第一旁路32和进气管路3之间，使得第一旁路32和进气管路3可以连通。

作为一种优选的实施方式，所述进气管路3上分出连接至处于再生操作的吸收容器的解吸气流管路6，所述解吸气流管路6上设有加热器10，所述加热器10用于加热所述解吸压缩空气流。具体的，如图1所示，解吸气流管路6连接在进气连接管路31和第二旁路42之间，使得进气连接管路31和第二旁路42可以连通。该解吸气流管路6在进气连接管路31的连接点位于第一进气阀门k7和第二进气阀门k8之间，其在第二旁路42的连接点位于第三旁路阀门k5和第四旁路阀门k6之间，进气管路3从靠近解吸气流管路6位于进气连接管路31连接点的一侧与解吸气流管路6连接，从而将来自压缩空气源的待干燥的压缩空气接入本实施例的气体干燥装置。解吸气流管路6在进气管路3的接入点与加热器10间设有阀门k9。

待干燥的压缩空气从进气管路3接入解吸气流管路6后，分为两路，一路经解吸气流管路6流向左边的处于再生操作的吸收容器，该路气即作为解吸阶段用压缩空气流，另一路经进气连接管路31流向右边的处于吸收操作的吸收容器，即为待干燥的压缩空气主流。

为了充分解吸处于再生操作的吸收容器中的吸附剂结合的水汽，在解吸阶段用压缩空气流流入处于再生操作的吸收容器前，对其进行加热是需要的，因为解吸压缩空气流温度的升高可以有效的降低气流中的水汽分压，从而在该气流通过结合有水汽的吸附剂时，水份由吸附剂表面脱附至该气流的推动力增大，进而使得吸附剂达到了深层脱水的目的，提高了其在下一个循环中吸收待干燥的压缩空气中的水汽的效果。

可以理解的，解吸气流管路6上设置的加热器10可以为一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热，具体的选择可根据实际生产中对干燥后的压缩空气的品质要求进行调整。当然，所述加热器10的形式可以是是板翅式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器中的一种或几种。用于加热解吸阶段用压缩空气流的热媒可以是低压蒸汽也可以是电加热。本实施例优选的，其加热热媒为电加热，并且可以根据实际生产的阶段要求，选择开启电加热模式或是关闭电加热模式。

可以理解的，在气流穿过处于再生操作的吸收容器以及流经管路时，存在一定的压力降，从而使得循环管路5内的含湿气流的压力低于进气管路3内的待干燥的压缩空气的压力。为了实现循环管路5内的含湿气体能够混合于进气管路3内的待干燥的压缩空气主流气流中，本实施例在进气管路3上设有文丘里装置8，具体的，该文丘里装置8设置在流向进气连接管路31的待干燥的压缩空气的流动路径上，文丘里装置8的支路与循环管路5连接，如此，进气管路3输送的待干燥的压缩空气主流气流流经文丘里装置8进入处于吸附操作的吸收容器时，循环管路5内的含湿气流由文丘里装置8的支路进入文丘里装置8，由于气体流速增大，从而在高速流体附近产生负压，进而产生推动力，使得循环管路5内的含湿气流混入正通过的待干燥的压缩空气的主流气流中，为实现气流的内循环提供动力。

作为一种更优的实施方式，所述循环管路5上还设有冷却器9，所述冷却器9设置在处于再生操作的吸收容器与文丘里装置8之间，最大程度的减小该部分含湿气流混入待干燥的压缩空气的气流中对混合气体中水汽含量的影响，进而有效的减小处于吸附操作的吸收容器的吸附剂的负荷。

实施例2

现有技术中，为了降低整个厂区的能耗，对于余热通常要充分的利用，尤其是锅炉蒸汽的余热。

本实施例提供了本发明的气体干燥装置的第二实施形式，如图4所示。本实施例中的解吸气流管路6上设置的加热器10其热媒优选的采用锅炉低压蒸汽，以便充分利用蒸汽的余热，降低系统能耗。而在使用锅炉低压蒸汽作为热媒时，蒸汽需要连续流动，以使得蒸汽及时排出。

本实施例的气体干燥装置的再生过程，在完成解吸阶段后需要对吸附剂进行冷却，为了使用待干燥的压缩空气去冷却处于再生操作的吸收塔内的吸附剂，本实施例的气体干燥装置在所述进气管路3上分出连接至处于再生操作的吸收容器的第一冷却气流管路7，所述第一冷却气流管路7与所述解吸气流管路6并联。

具体的，请参见图4至图5，本实施例与实施例1所述的气体干燥装置的结构基本一致，不同之处在于，在进气连接管路31和第二旁路42之间连接有第一冷却气流管路7，使得进气连接管路31和第二旁路42可以通过第一冷却气流管路7连通，且第一冷却气流管路7与解吸气流管路6并联，第一冷却气流管路7上设有用于打开或关闭此通路的阀门k10。

本实施例的气体干燥装置在冷却阶段需要采用待干燥的压缩空气作为冷却用压缩空气流而又无法阻止加热器的热媒通过加热器流动时，可以选择关闭解吸气流管路6上的阀门k9，并打开第一冷却气流管路7上的阀门k10，此时处于再生操作的吸收容器与进气管路3连通，则可分出部分待干燥的压缩空气且不经加热直接进入处于再生操作的吸收容器中。

实施例3

本实施例提供一种利用上述实施例1和实施例2中任意一种气体干燥装置的气体干燥工艺，该气体干燥工艺包括吸收和再生两大环节，即一个吸收容器的吸附剂进行吸附操作而另一个吸收容器进行再生操作，由于吸附剂自身特性，使得两者循环使用，所以可以实现对气体的不间歇处理。需要说明的是，本发明中的再生操作包含吸收剂的再生过程以及再生完成后的等待过程，因此，当处于吸收操作的吸收容器处于吸收操作时，处于再生操作的吸收容器可以处于再生过程或是处于再生完成后的等待过程。

请参阅图1至图5，以左边的第一吸收容器1处于再生操作，右边的第二吸收容器2处于吸附操作为例，说明本发明的压缩空气干燥工艺。上述完成后切换第一吸收容器1和第二吸收容器2内吸附剂的使用状态，即使得左边的第一吸收容器1处于吸附操作，右边的第二吸收容器2处于再生操作。

该气体干燥工艺包括以下步骤：

1)解吸：由进气管路3分出部分待干燥的压缩空气并进行加热处理后作为解吸阶段用气流，所述解吸阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路5；当排出的含湿气体的露点达到设定值时，进入步骤2)，具体的：

1.1)由进气管路3分出一路待干燥的压缩空气作为解吸阶段用压缩空气流并进行加热处理，处理后的气体流经处于再生操作的吸收容器即左边的第一吸收容器1并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由第一吸收容器1排出并流经循环管路5。

1.2)由第一吸收容器1排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，分离出含湿气体中所含的液态冷凝水，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于进气管路3的另一路待干燥的压缩空气的气流中。

1.3)待干燥的压缩空气与由循环管路5混入的含湿气体构成的混合物随后进入处于吸附操作的吸收容器即第二吸收容器2内进行吸附处理，吸附混合气中的水份后即得到干燥后的压缩空气。干燥后的压缩空气由出气管路4排至用气点。

解吸过程持续至第二吸收容器2排出的含湿气体的露点达到设定值时停止，然后进入步骤2)。

2)冷却：由出气管路4引出部分干燥后的压缩空气作为冷却用气流，所述冷却用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路5；当排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成；

其中，所述排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于待干燥的压缩空气的气流中，具体的：

2.1)由出气管路4引出部分干燥后的压缩空气作为冷却用压缩空气流，该冷却用压缩空气流流经处于再生操作的吸收容器即左边的第一吸收容器1并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路5。出气管路4的另一大部分干燥后的压缩空气排至用气点。

2.2)由第一吸收容器1排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，分离出含湿气体中所含的液态冷凝水，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于进气管路3待干燥的压缩空气的气流中。

2.3)待干燥的压缩空气与由循环管路5混入的含湿气体构成的混合物随后进入处于吸附操作的吸收容器即第二吸收容器2内进行吸附处理，处理完成后将得到的干燥后的压缩空气进入步骤2.1)。

冷却过程持续至排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成。

步骤2)完成后，整个第二吸收容器2吸附，第一吸收容器1再生完成，切换第一吸收容器1和第二吸收容器2的操作状态，即使得第一吸收容器1处于吸附的操作状态，第二吸收容器2处于再生的操作状态。

实施例4

本实施例提供一种利用上述实施例1和实施例2中任意一种气体干燥装置的气体干燥工艺，该气体干燥工艺包括吸收和再生两大环节，即一个吸收容器的吸附剂进行吸附操作而另一个吸收容器进行再生操作，由于吸附剂自身特性，使得两者循环使用，所以可以实现对气体的不间歇处理。

请参阅图1至图5，以左边的第一吸收容器1处于再生操作，右边的第二吸收容器2处于吸附操作为例，说明本发明的压缩空气干燥工艺。上述完成后切换第一吸收容器1和第二吸收容器2内吸附剂的使用状态，即使得左边的第一吸收容器1处于吸附操作，右边的第二吸收容器2处于再生操作。

第二吸收容器2处于吸附的操作状态，第一吸收容器1处于再生的操作状态时包括以下步骤：

1)解吸：

1.1)由进气管路3分出一路待干燥的压缩空气作为解吸阶段用压缩空气流并进行加热处理，处理后的气体流经处于再生操作的吸收容器即左边的第一吸收容器1并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由第一吸收容器1排出并流经循环管路5。

1.2)由第一吸收容器1排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，分离出含湿气体中所含的液态冷凝水，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于进气管路3的另一路待干燥的压缩空气的气流中。

1.3)待干燥的压缩空气与由循环管路5混入的含湿气体构成的混合物随后进入处于吸附操作的吸收容器即第二吸收容器2内进行吸附处理，吸附混合气中的水份后即得到干燥后的压缩空气。干燥后的压缩空气由出气管路4排至用气点。

解吸过程持续至第二吸收容器2排出的含湿气体的露点达到设定值时停止，然后进入步骤2)。具体的请参阅图1和图4。

2)第一冷却阶段：

2.1)由进气管路3分出一路待干燥的压缩空气作为第一冷却阶段用压缩空气流，所述第一冷却阶段用压缩空气流流经处于再生操作的吸收容器即左边的第一吸收容器1并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由第一吸收容器1排出并流经循环管路5。

2.2)由第一吸收容器1排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，分离出含湿气体中所含的液态冷凝水，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于进气管路3的另一路待干燥的压缩空气的气流中。

2.3)待干燥的压缩空气与由循环管路5混入的含湿气体构成的混合物随后进入处于吸附操作的吸收容器即第二吸收容器2内进行吸附处理，吸附混合气中的水份后即得到干燥后的压缩空气。干燥后的压缩空气由出气管路4排至用气点。

第一冷却阶段持续至排出的含湿气体温度降到第一温度限值时停止，然后进入步骤3)。

具体的请参阅图2和图5。

3)第二冷却阶段：

3.1)由出气管路4引出部分干燥后的压缩空气作为第二冷却阶段用压缩空气流，该第二冷却阶段用压缩空气流流经处于再生操作的吸收容器即左边的第一吸收容器1并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路5。出气管路4的另一大部分干燥后的压缩空气排至用气点。

3.2)由第一吸收容器1排出的含湿气体在流经循环管路5时，首先经过冷却分离，分离出含湿气体中所含的液态冷凝水，然后流经文丘里装置8并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于进气管路3待干燥的压缩空气的气流中。

3.3)待干燥的压缩空气与由循环管路5混入的含湿气体构成的混合物随后进入处于吸附操作的吸收容器即第二吸收容器2内进行吸附处理，处理完成后将得到的干燥后的压缩空气进入步骤3.1)。

第二冷却阶段持续至排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成。具体的请参阅图3

步骤3)完成后，整个第二吸收容器2吸附，第一吸收容器1再生完成，切换第一吸收容器1和第二吸收容器2的操作状态，即使得第一吸收容器1处于吸附的操作状态，第二吸收容器2处于再生的操作状态，具体工作过程与前述相同。

本实施例的第一温度限值为处于再生操作的吸收容器内的吸附剂的一个吸附临界点，具体的为，当温度大于第一温度限值时，吸附剂不吸附流经的气体中的水汽，当温度小于第一温度限值时，吸附剂吸附流经的气体中水汽。本实施例的气体干燥工艺就是利用了吸附剂的上述特性，再生状态时，将吸附剂的冷吹过程分为两个阶段，在第一冷却阶段使用待干燥的压缩空气进行冷吹，由于此时处于再生操作的吸收容器内的温度大于第一温度限值，吸附剂不会吸附待干燥的压缩空气内的水汽。但是随着第一冷却阶段冷吹的进行，处于再生操作的吸收容器内的温度逐渐降低，当温度逐渐降低至第一温度限值以下时，经过解吸脱水的吸附剂就会吸收流经的待干燥的压缩空气内的水汽。为了避免这种现象的产生，在第二冷却阶段将冷吹的气体换成干燥后的压缩空气，利用干燥后的压缩空气将处于再生操作的吸收容器内的吸附剂冷却至第二温度限值，该第二温度限值即为吸附剂进行吸附操作时的操作温度。

本实施例优选的，第一温度限值范围为50～60℃，第二温度限值为室温。

作为一种可选的实施方式，所述解吸阶段用压缩空气流由解吸气流管路6进入处于再生操作的吸收容器，所述第一冷却阶段用压缩空气流由第一冷却气流管路7进入处于再生操作的吸收容器。

作为一种更优的实施方式，所述循环管路5上还设有冷却器9，所述冷却器9设置在处于再生操作的吸收容器与文丘里装置8之间，最大程度的减小该部分含湿气流混入待干燥的压缩空气的气流中对混合气体中水汽含量的影响，进而有效的减小处于吸附操作的吸收容器的吸附剂的负荷。

本发明的一种气体干燥装置及干燥工艺具有如下的有益效果：

1、为了实现由处于再生操作的吸收容器排出的含湿气体的再循环，本发明通过在进气管路上设置文丘里装置，并将文丘里装置的支路通过循环管路与处于再生操作的吸收容器的出气口连通，利用文丘里效应使得由该出气口排出的低压的含湿气体能够混合于高压的待干燥的压缩空气的主流中，混合后的混合气体流入处于干燥的吸收容器中进行干燥，得到成品干燥后的压缩空气。与现有技术相比，本发明不需要另外设置耗能的增压泵或者鼓风机等压力补偿设备，不但降低了系统的复杂程度，也大大降低了系统的能耗，提高了干燥后的压缩空气的品质。

2、本发明的干燥工艺在吸收剂再生的过程中，经过解吸、第一冷却阶段和第二冷却阶段，且解吸和第一冷却阶段采用由进气管路直接分出的待干燥的压缩空气，第二冷却阶段采用干燥后的压缩空气，上述再生工艺利用了吸附剂在特定温度下不会产生吸附效应的特性，在冷却的第一阶段采用待干燥的压缩空气，从而大大的减少了干燥后的压缩空气的消耗。

3、本发明将流经处于再生的吸收容器的含湿气体与待干燥的压缩空气混合，并将混合后的气体进入处于吸附操作的吸收容器，从而避免了将含湿气体直接排放至大气，实现零排放，环境有好且能降低能耗。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种气体干燥装置，其特征在于，包括第一吸收容器(1)、第二吸收容器(2)、进气管路(3)和出气管路(4)，所述第一吸收容器(1)和第二吸收容器(2)并联设置，所述第一吸收容器(1)和第二吸收容器(2)的一端均与所述进气管路(3)连通，所述第一吸收容器(1)和第二吸收容器(2)的另一端均与所述出气管路(4)连通，

所述第一吸收容器(1)处于吸收操作时，所述第二吸收容器(2)处于再生操作，所述第一吸收容器(1)处于再生操作时，所述第二吸收容器(2)处于吸收操作，

所述处于吸收操作的吸收容器用于吸收待干燥的压缩空气中的水汽，所述处于再生操作的吸收容器用于再生其中填充的吸收剂，

所述进气管路(3)通过进气连接管路(31)与所述第一吸收容器(1)和所述第二吸收容器(2)连通，所述进气管路(3)上分出连接至处于再生操作的吸收容器进气口的解吸气流管路(6)，所述进气管路(3)从靠近所述解吸气流管路(6)位于所述进气连接管路(31)连接点的一侧与所述解吸气流管路(6)连接，

所述进气管路(3)上设有文丘里装置(8)，所述文丘里装置(8)的支路通过循环管路(5)与所述处于再生操作的吸收容器的出气口连通，所述文丘里装置(8)设置在流向所述进气连接管路(31)的待干燥的压缩空气的流动路径上。

2.根据权利要求1所述的一种气体干燥装置，其特征在于，所述循环管路(5)上还设有冷却器(9)，所述冷却器(9)用于冷却流经循环管路(5)的气流中的水汽。

3.根据权利要求2所述的一种气体干燥装置，其特征在于，所述循环管路(5)上在所述冷却器(9)之后还设有排水装置，所述排水装置用于将冷凝水排出所述循环管路(5)。

4.根据权利要求1所述的一种气体干燥装置，其特征在于，所述解吸气流管路(6)上设有加热器(10)，所述加热器(10)用于加热流经的待干燥的压缩空气。

5.根据权利要求4所述的一种气体干燥装置，其特征在于，所述加热器(10)为至少一个加热器的一级加热。

6.根据权利要求4所述的一种气体干燥装置，其特征在于，所述进气管路(3)上分出连接至处于再生操作的吸收容器进气口的第一冷却气流管路(7)，所述第一冷却气流管路(7)与所述解吸气流管路(6)并联。

7.一种利用权利要求1～6任意一项所述的气体干燥装置的干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)解吸：由进气管路(3)分出部分待干燥的压缩空气并进行加热处理后作为解吸阶段用气流，所述解吸阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路(5)；当排出的含湿气体的露点达到设定值时，进入步骤2)；

2)冷却：由出气管路(4)引出部分干燥后的压缩空气作为冷却用气流，所述冷却用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路(5)；当排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成；

其中，所述排出的含湿气体在流经循环管路(5)时，首先经过冷却分离，然后流经文丘里装置(8)并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于待干燥的压缩空气的气流中。

8.一种利用权利要求1～6任意一项所述的气体干燥装置的干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)解吸：由进气管路(3)分出部分待干燥的压缩空气并进行加热处理后作为解吸阶段用气流，所述解吸阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并对其中的吸附剂进行加热、解吸，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路(5)；当排出的含湿气体的露点达到设定值时，进入步骤2)；

2)第一冷却阶段：由进气管路(3)分出部分待干燥的压缩空气作为第一冷却阶段用气流，所述第一冷却阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路(5)；当排出的含湿气体温度降到第一温度限值时，进入步骤3)；

3)第二冷却阶段：由出气管路(4)引出部分干燥后的压缩空气作为第二冷却阶段用气流，所述第二冷却阶段用气流流经处于再生操作的吸收容器并将其中的吸附剂冷却，处理后的含湿气体由处于再生操作的吸收容器排出并流经循环管路(5)；当排出的含湿气体温度降到第二温度限值时即完成；

其中，所述排出的含湿气体在流经循环管路(5)时，首先经过冷却分离，然后流经文丘里装置(8)并由于文丘里效应使得所述含湿气体混合于待干燥的压缩空气的气流中。

9.根据权利要求8所述的一种干燥工艺，其特征在于，还包括步骤4)，具体操作如下：

4)切换，切换吸附剂的工作状态，使得处于再生操作的吸收容器处于吸附操作状态，处于吸附操作的吸收容器处于再生操作状态。

10.根据权利要求8所述的一种干燥工艺，其特征在于，所述解吸阶段用气流由解吸气流管路(6)进入处于再生操作的吸收容器，所述第一冷却阶段用气流由第一冷却气流管路(7)进入处于再生操作的吸收容器。