CN112275103A - 一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统 - Google Patents

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张健卫
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陶思凡
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叶俊
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Abstract

本发明涉及一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，包括依次相连的空压机、余热回收换热器、分级冷却机构、储气罐及吸附式干燥机，分级冷却机构包括与余热回收换热器相连的后冷却器以及与储气罐相连的冷冻水冷却器。与现有技术相比，本发明在通入10℃冷冻水进行预除湿后，可以降低进入干燥机进气口的压缩空气中绝大部分含水量，从而降低吸附式干燥机的负荷，延长干燥机的再生周期，降低能耗；空压机输出的高温压缩空气先经过余热回收利用，再进行分级冷却，不仅利用了热能，还可以减少冷冻水的消耗，保证除湿效果；在后冷却器与冷冻水冷却器之间增加气气换热器，对进入冷冻水冷却器前的压缩空气进行预冷，可进一步节约冷冻水的用量。

Description

一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统
技术领域
本发明属于压缩空气供给技术领域，涉及一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统。
背景技术
在压缩空气的生产及供给过程中，需要利用干燥设备对生产的压缩空气进行除湿，以满足末端用气设备的露点要求。目前，为了使压缩空气具有较低的露点温度，通常采用吸附式干燥机对压缩空气进行除湿，而吸附式干燥机中的吸附材料需要在后续工艺中被加热到特定的高温下方可进行充分再生，该加热过程需要消耗较多的电能，造成能耗过大。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，利用站房内现有的工艺冷水对进入吸附式干燥机前的压缩空气进行预冷除湿，降低进入吸附式干燥机的压缩空气中的含水量，从而减少干燥机的负荷，降低干燥机中的吸附材料在再生过程中的电能消耗。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，该系统包括依次相连的空压机、余热回收换热器、分级冷却机构、储气罐及吸附式干燥机，所述的分级冷却机构包括与余热回收换热器相连的后冷却器以及与储气罐相连的冷冻水冷却器。
进一步地，所述的空压机为离心式空压机。
进一步地，所述的吸附式干燥机上设有干燥机进气口及干燥机出气口，所述的干燥机进气口与储气罐相连，所述的干燥机出气口连接用气设备。
进一步地，所述的分级冷却机构还包括设置在后冷却器与冷冻水冷却器之间的气气换热器，该气气换热器上设有常温气进气口、常温气出气口、低温气进气口及低温气出气口，所述的常温气进气口与后冷却器相连，所述的常温气出气口及低温气进气口均与冷冻水冷却器相连，所述的低温气出气口与储气罐相连。常温气是由后冷却器输出的压缩气体，低温气是由冷冻水冷却器输出的压缩气体。
进一步地，所述的冷冻水冷却器上设有冷冻水冷却器进气口及冷冻水冷却器出气口，所述的冷冻水冷却器进气口与常温气出气口相连，所述的冷冻水冷却器出气口与低温气进气口相连。
进一步地，所述的冷冻水冷却器上还设有冷冻水进水口及冷冻水出水口。
进一步地，所述的后冷却器上设有后冷却器进气口及后冷却器出气口，所述的后冷却器进气口与余热回收换热器相连，所述的后冷却器出气口与常温气进气口相连。
进一步地，所述的后冷却器与室外冷却水塔相连通。室外冷却水塔用于为后冷却器提供冷却水。
进一步地，所述的后冷却器上设有冷却水进水口及冷却水出水口。
进一步地，所述的冷冻水的温度为8-12℃。
本发明中，由空压机输出的压缩空气经过余热回收换热器后，压缩空气温度由110℃降低至约70℃；然后在后冷却器中利用室外冷却水塔直供的冷却水，将压缩空气的温度冷却至常温；压缩空气之后进入冷冻水冷却器中，通入10℃左右的工艺冷冻水，将饱和压缩空气中的水分冷凝以进行预除湿；预除湿后的压缩空气进入储气罐中储存，之后经吸附式干燥机干燥后供用气设备使用。
其中，为了防止压缩空气与冷冻水换热后的压缩空气管路及储气罐出现结露现象，在后冷却器与冷冻水冷却器之间增加气气换热器，不仅能够提高预除湿后的压缩空气的温度，同时还能利用与冷冻水换热后的低温压缩空气对即将进入冷冻水冷却器的常温压缩空气进行预冷，并能够节约冷冻水的用量。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)饱和压缩空气在10℃时的含水量约为30℃时的1/3左右，因此在通入10℃冷冻水进行预除湿后，可以降低进入干燥机进气口的压缩空气中绝大部分含水量，从而降低吸附式干燥机的负荷，延长干燥机的再生周期，降低能耗；
2)空压机输出的高温压缩空气先经过余热回收利用，再进行分级冷却，不仅利用了热能，还可以减少冷冻水的消耗，同进也可以保证除湿的效果；
3)在后冷却器与冷冻水冷却器之间增加气气换热器，对进入冷冻水冷却器前的压缩空气进行预冷，同时也可进一步节约冷冻水的用量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图中标记说明：
1—空压机、2—余热回收换热器、3—后冷却器、4—气气换热器、5—冷冻水冷却器、6—储气罐、7—吸附式干燥机、8—用气设备。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1所示的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，包括依次相连的空压机1、余热回收换热器2、分级冷却机构、储气罐6及吸附式干燥机7，分级冷却机构包括与余热回收换热器2相连的后冷却器3以及与储气罐6相连的冷冻水冷却器5。
其中，空压机1为离心式空压机。
吸附式干燥机7上设有干燥机进气口及干燥机出气口，干燥机进气口与储气罐6相连，干燥机出气口连接用气设备8。
分级冷却机构还包括设置在后冷却器3与冷冻水冷却器5之间的气气换热器4，该气气换热器4上设有常温气进气口、常温气出气口、低温气进气口及低温气出气口，常温气进气口与后冷却器3相连，常温气出气口及低温气进气口均与冷冻水冷却器5相连，低温气出气口与储气罐6相连。
冷冻水冷却器5上设有冷冻水冷却器进气口及冷冻水冷却器出气口，冷冻水冷却器进气口与常温气出气口相连，冷冻水冷却器出气口与低温气进气口相连。冷冻水冷却器5上还设有冷冻水进水口及冷冻水出水口。
后冷却器3上设有后冷却器进气口及后冷却器出气口，后冷却器进气口与余热回收换热器2相连，后冷却器出气口与常温气进气口相连。后冷却器3与室外冷却水塔相连通。后冷却器3上设有冷却水进水口及冷却水出水口。
冷冻水的温度为8-12℃。
应用时，由空压机1输出的压缩空气经过余热回收换热器2后，压缩空气温度由110℃降低至约70℃；然后在后冷却器3中利用室外冷却水塔直供的冷却水，将压缩空气的温度冷却至常温；压缩空气之后进入冷冻水冷却器5中，通入10℃左右的工艺冷冻水，将饱和压缩空气中的水分冷凝以进行预除湿；预除湿后的压缩空气进入储气罐6中储存，之后经吸附式干燥机7干燥后供用气设备8使用。
其中，为了防止压缩空气与冷冻水换热后的压缩空气管路及储气罐6出现结露现象，在后冷却器3与冷冻水冷却器5之间增加气气换热器4，不仅能够提高预除湿后的压缩空气的温度，同时还能利用与冷冻水换热后的低温压缩空气对即将进入冷冻水冷却器5的常温压缩空气进行预冷，并能够节约冷冻水的用量。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，该系统包括依次相连的空压机(1)、余热回收换热器(2)、分级冷却机构、储气罐(6)及吸附式干燥机(7)，所述的分级冷却机构包括与余热回收换热器(2)相连的后冷却器(3)以及与储气罐(6)相连的冷冻水冷却器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的空压机(1)为离心式空压机。
3.根据权利要求1所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的吸附式干燥机(7)上设有干燥机进气口及干燥机出气口，所述的干燥机进气口与储气罐(6)相连，所述的干燥机出气口连接用气设备(8)。
4.根据权利要求1所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的分级冷却机构还包括设置在后冷却器(3)与冷冻水冷却器(5)之间的气气换热器(4)，该气气换热器(4)上设有常温气进气口、常温气出气口、低温气进气口及低温气出气口，所述的常温气进气口与后冷却器(3)相连，所述的常温气出气口及低温气进气口均与冷冻水冷却器(5)相连，所述的低温气出气口与储气罐(6)相连。
5.根据权利要求4所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的冷冻水冷却器(5)上设有冷冻水冷却器进气口及冷冻水冷却器出气口，所述的冷冻水冷却器进气口与常温气出气口相连，所述的冷冻水冷却器出气口与低温气进气口相连。
6.根据权利要求5所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的冷冻水冷却器(5)上还设有冷冻水进水口及冷冻水出水口。
7.根据权利要求4所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的后冷却器(3)上设有后冷却器进气口及后冷却器出气口，所述的后冷却器进气口与余热回收换热器(2)相连，所述的后冷却器出气口与常温气进气口相连。
8.根据权利要求1所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的后冷却器(3)与室外冷却水塔相连通。
9.根据权利要求8所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的后冷却器(3)上设有冷却水进水口及冷却水出水口。
10.根据权利要求1所述的一种利用冷冻水预除湿的压缩空气供给系统，其特征在于，所述的冷冻水的温度为8-12℃。
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CN115962421A (zh) * 2022-12-23 2023-04-14 江苏源一工程科技有限公司 一种压缩空气节能系统

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