CN110652835A - 一种吸附剂热再生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸附剂热再生系统，包括通过热再生管道依次连接的鼓风机、热水换热器、电加热器和再生塔，所述热再生管道内通入加热空气；所述热水换热器的进水口与锅炉房的热水管道连接，所述热水换热器的出水口与循环水管连接；所述热再生管道和锅炉房的热水管道上均设有开关阀门；所述电加热器和再生塔之间的热再生管道上设有温度计；所述再生塔内装有吸附剂。与现有技术相比，本发明具有生产成本低、有利于低品质能源的利用、经济效益好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及吸附剂再生系统，尤其是涉及一种吸附剂热再生系统。
背景技术
吸附塔中的吸附剂进行热再生时，需要热空气对吸附剂进行加热，现有的鼓风零气耗干燥机BD2200+ZP热再生时，使用电加热器加热。再生过程中，鼓风机启动，将环境中的大气吸入再生管道，通过两组电加热器调节，将再生气加热到 180-200℃之间，高温的再生气由上往下对吸附塔中的吸附剂进行热再生，再生结束后的再生气通过排放口排放到大气中。整个工作流程中鼓风机和电加热器需要消耗大量的电能。在压缩空气生产过程中，干燥机的耗电量占压缩空气生产总能耗的占比约5％，降低干燥机的耗电量对压缩空气的单耗有着显著的影响。由于电能费用较高，对于工厂来说经济性较差，因此如何采用低品质的能源完成吸附剂再生，提高工厂经济效益具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种吸附剂热再生系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种吸附剂热再生系统，包括通过热再生管道依次连接的鼓风机、热水换热器、电加热器和再生塔，所述热再生管道内通入加热空气；所述热水换热器的进水口与锅炉房的热水管道连接，所述热水换热器的出水口与循环水管连接；所述热再生管道和锅炉房的热水管道上均设有开关阀门；所述电加热器和再生塔之间的热再生管道上设有温度计；所述再生塔内装有吸附剂。
所述的热水换热器为管壳式换热器，热再生管道连通管壳式换热器的管程，热水管道连通管壳式换热器的壳程。
所述开关阀门为电动阀门。
所述温度计为远传温度计。
还包括内部设有PLC控制器的控制柜，所述PLC控制器与设于所述热再生管道上的开关阀门、设于所述热水管道上的开关阀门、温度计和电加热器的加热开关信号连接。
所述再生塔的热空气进口设于再生塔的塔顶，所述热空气进口与电加热器通过热再生管道连通。
所述再生塔上设有连通大气的空气排放口，该空气排放口通过空气排放管道连通室外大气，并且该空气排放口上设有开关阀门。
与所述鼓风机的空气进口连接有除尘过滤器。
所述热水换热器出口的加热空气的温度为130℃以上；所述电加热器出口的加热空气的温度为180-200℃。
本发明的工作原理为当该系统进入热再生流程时，PLC控制器控制热再生管道的阀门和热水换热器上的热水阀门同时打开，由140℃的热水对再生气进行加热(预计可以将再生气加热到130℃以上)，然后再由电加热器补充加热，该过程中，远传温度计测量的温度值输送给PLC控制器，PLC控制器根据该温度值，控制电加热器将再生气加热到180-200℃之间。通过此改造，可以大大的减少电加热器的电耗，从而降低生产成本。
热水换热器和电加热器构成空气干燥机，本发明中的140℃热水采用燃气锅炉加热，对比电加热，产生相同的热量，采用燃气消耗成本要低于电加热成本。根据 kWh与GJ的能量换算，可知干燥机每节省278kWh电量(按100％转换成热量计算)，需要消耗140℃热水1GJ热量；根据热水天然气单耗可以得出，每产生1GJ 锅炉热水热量需消耗天然气30Nm3。即每减少278kWh干燥机耗电量，需消耗天然气30Nm3。依照平均电单价0.65元/kWh与天然气单价2.92元/Nm3计算，相当于干燥机每节省180.7元电费，热水需消耗天然气87.6元，实际节省能源费用为干燥机节省电费的51.5％。
本发明仅需要对现有的干燥装置的改变比较小，因此很容易在现有设备的基础上实施改造，可以直接将热水换热器直接替换掉第一级加热器。热水进入换热器的时间由电动阀门自动控制，控制信号直接引入现有的加热器第一级加热的启停信号。
通过制热水进入换热器的阀门，避免了热水流量的浪费。
同时保留电加热器出口的温度调节，保证了加热温度的稳定输出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)将空气先采用热水进行加热，热水可以来源于燃气，或者其他需要冷却的设备产生的热水，相比于电能，能源的利用效率更高；
(2)降低成本，采用燃气产生热水对空气进行加热的成本要低于电加热成本，能耗费用可以降低51.5％，具有较大的经济效益；
(3)容易在现有设备上进行改造实施，改造费用低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图；
图中，1为鼓风机，2为热水换热器，3为电加热器，4为再生塔，5为热再生管道，6为热水管道，7为第一开关阀门，8为第二开关阀门，9为远传温度计，10 为加热开关，11为控制柜，12为空气排放管道，13为除尘过滤器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种吸附剂热再生系统，如图1所示，包括通过热再生管道5依次连接的鼓风机1、热水换热器2、电加热器3和再生塔4，以及内部设有PLC控制器的控制柜 11，热再生管道5内通入加热空气；热水换热器2的进水口与锅炉房的热水管道6 连接，热水换热器2的出水口与循环水管连接；热再生管道5和锅炉房的热水管道 6上均设有开关阀门；电加热器3和再生塔4之间的热再生管道5上设有温度计；再生塔4内装有吸附剂，其中，的热水换热器2为管壳式换热器，热再生管道5 连通管壳式换热器的管程，热水管道6连通管壳式换热器的壳程；其中开关阀门为电动阀门，温度计为远传温度计9，PLC控制器与设于热再生管道5上的第一开关阀门7、设于热水管道6上的第二开关阀门8、温度计和电加热器3的加热开关10 信号连接，PLC控制器采用化工自动化技术中常用的控制器即可实现。再生塔4 的热空气进口设于再生塔4的塔顶，热空气进口与电加热器3通过热再生管道5 连通。再生塔4上设有连通大气的空气排放口，该空气排放口通过空气排放管道 12连通室外大气，并且该空气排放口上设有开关阀门。为了保证系统空气的清洁，本实施例的系统中与鼓风机1的空气进口连接有除尘过滤器13。
本实施的系统工作过程为：如图2所示，当干燥机进入热再生流程时，热再生管道5的第一开关阀门7和热水管道6上的第二开关阀门8同时打开，由140℃的热水对再生气进行加热(预计可以将再生气加热到130℃以上)，然后再由电加热器 3补充加热，将再生气加热到180～200℃之间，具体加热温度更具工艺需求而定，可以通过调节电加热器3的加热功率调节最终的进入再生塔内的压缩空气的温度。通过此改造，可以大大的减少电加热器的电耗。
采用140℃热水采用燃气锅炉加热，对比电加热，产生相同的热量，采用燃气消耗成本要低于电加热成本。根据kWh与GJ的能量换算，可知干燥机即热水换热器2和电加热器3构成的整体每节省278kWh电量(按100％转换成热量计算)，需要消耗140℃热水1GJ热量；根据热水天然气单耗可以得出，每产生1GJ锅炉热水热量需消耗天然气30Nm3。即每减少278kWh干燥机耗电量，需消耗天然气 30Nm3。依照平均电单价0.65元/kWh与天然气单价2.92元/Nm3计算，相当于干燥机每节省180.7元电费，热水需消耗天然气87.6元，实际节省能源费用为干燥机节省电量的51.5％。现有干燥机电加热器分两段加热控制，本次改造方案可将热水换热器直接替换掉原有工艺的第一级加热器。热水进行换热器的时间由电动阀门自动控制，控制信号直接引入现有加热器第一级加热的启停信号。通过控制热水进入换热器的阀门，避免了热水流量的浪费。同时保留第二段电加热器的温度调节，保证了加热温度的稳定输出。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种吸附剂热再生系统，其特征在于，包括通过热再生管道(5)依次连接的鼓风机(1)、热水换热器(2)、电加热器(3)和再生塔(4)，所述热再生管道(5)内通入加热空气；所述热水换热器(2)的进水口与锅炉房的热水管道(6)连接，所述热水换热器(2)的出水口与循环水管连接；所述热再生管道(5)和锅炉房的热水管道(6)上均设有开关阀门；所述电加热器(3)和再生塔(4)之间的热再生管道(5)上设有温度计；所述再生塔(4)内装有吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述的热水换热器(2)为管壳式换热器，热再生管道(5)连通管壳式换热器的管程，热水管道(6)连通管壳式换热器的壳程。
3.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述开关阀门为电动阀门。
4.根据权利要求3所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述温度计为远传温度计(9)。
5.根据权利要求4所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，还包括内部设有PLC控制器的控制柜(11)，所述PLC控制器与设于所述热再生管道(5)上的开关阀门、设于所述热水管道(6)上的开关阀门、温度计和电加热器(3)的加热开关(10)信号连接。
6.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述再生塔(4)的热空气进口设于再生塔(4)的塔顶，所述热空气进口与电加热器(3)通过热再生管道(5)连通。
7.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述再生塔(4)上设有连通大气的空气排放口，该空气排放口通过空气排放管道(12)连通室外大气，并且该空气排放口上设有开关阀门。
8.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，与所述鼓风机(1)的空气进口连接有除尘过滤器(13)。
9.根据权利要求1所述的一种吸附剂热再生系统，其特征在于，所述热水换热器(2)出口的加热空气的温度为130℃以上；所述电加热器(3)出口的加热空气的温度为180-200℃。
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