CN115608122A - 一种压缩空气脱碳干燥装置及控制方法 - Google Patents

一种压缩空气脱碳干燥装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种压缩空气脱碳干燥装置及控制方法,包括以下步骤:压缩空气依次进入热交换器进行降温、气液分离器进行气液分离、吸附式净化器进行吸附干燥后,干燥的压缩空气从吸附式净化器的吸附式净化器出口排出,装设在吸附式净化器出口的露点及二氧化碳综合测量装置检测干燥的压缩空气中的露点温度以及二氧化碳含量;当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,干燥的压缩空气从吸附式净化器出口处切换至连接于吸附式净化器一侧的不合格气排空系统处进行排放;在任一吸附塔处于再生状态时,获取当前处于所述再生状态的吸附塔的再生过程所需最低热量值以及吸附式净化器中加热器的加热器提供热量;比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量。

Description

一种压缩空气脱碳干燥装置及控制方法
技术领域
本发明涉及压缩空气干燥器领域,尤其是涉及一种压缩空气脱碳干燥装置及控制方法。
背景技术
压缩空气干燥机通常包括冷冻式压缩空气干燥机以及吸附式压缩空气干燥机,冷冻式压缩空气干燥机利用冷却空气,降低空气温度的原理,将湿空气中的水分通过冷凝后从空气中析出,得到较干燥空气,而吸附式压缩空气干燥机利用变压吸附的原理,湿空气通过吸附剂时,水分被吸附剂吸附,得到干燥空气。
目前的压缩空气干燥器在使用时,无法有效地判断其内加热器提供的热量是否足够,进而无法保证吸附塔内吸附剂的加热再生效果,同时目前压缩空气干燥器在排出压缩空气后,若是出现压缩空气的露点温度或二氧化碳不符合要求时,容易影响下游用气单元。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效判断吸附剂加热再生完成度、不影响下游用气单元的压缩空气脱碳干燥装置及控制方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,所述压缩空气脱碳干燥装置包括依次相连的热交换器、气液分离器以及吸附式净化器,其中,吸附式净化器包括至少两间隔吸附周期切换使用的第一吸附塔和第二吸附塔,在任一吸附周期内,其中任一吸附塔处于吸附状态时,另一吸附塔处于再生状态,包括以下步骤:
步骤一、带有水分的压缩空气依次进入热交换器进行降温、气液分离器进行气液分离、吸附式净化器进行吸附干燥后,干燥的压缩空气从吸附式净化器的吸附式净化器出口排出,装设在吸附式净化器出口的露点及二氧化碳综合测量装置检测干燥的压缩空气中的露点温度以及二氧化碳含量;
步骤二、当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,干燥的压缩空气从吸附式净化器出口处切换至连接于吸附式净化器一侧的不合格气排空系统处进行排放,直至露点温度以及二氧化碳含量恢复正常;
步骤三、在任一吸附塔处于再生状态时,获取当前处于所述再生状态的吸附塔的再生过程所需最低热量值以及吸附式净化器中加热器的加热器提供热量;
步骤四、比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量,并控制所述加热器提供能量始终大于所述再生过程所需最低热量值。
进一步的,再生过程所需最低热量值为吸附塔升温所需热量、吸附剂升温所需热量、二氧化碳脱附热、水脱附热以及热损失之和。
进一步的,水脱附热为前一吸附周期内吸附水量与单位水脱附热的乘积,二氧化碳脱附热为前一吸附周期内二氧化碳吸附量与单位二氧化碳脱附热的乘积。
进一步的,吸附式净化器的吸附式净化器入口处装设有用于检测前一吸附周期内空气流量的涡街流量计、用于检测空气含湿量的湿度变送器、用于检测二氧化碳含量的二氧化碳分析仪,前一吸附周期内吸附水量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出含湿量差值乘积的累加,前一吸附周期内二氧化碳吸附量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出二氧化碳含量差值乘积的累加。
进一步的,包括步骤五:比对再生气出口处空气湿度与再生气入口处空气湿度的湿度差,当湿度差小于设定值时,则为正常状态。
进一步的,吸附式净化器出口连接有至少两支路,其中一支路连接于下游用气单元,另一支路连接于不合格气排空系统,露点及二氧化碳综合测量装置连接于吸附式净化器出口与下游用气单元之间。
进一步的,露点及二氧化碳综合测量装置包括连接于吸附式净化器出口的露点测量仪以及连接于露点测量仪出气口的二氧化碳含量分析仪,露点测量仪与吸附式净化器出口之间连接有毛细管散热器。
进一步的,吸附式净化器出口与下游用气单元之间具有管路出气阀,不合格气排空系统的出口处具有不合格气排空阀,当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,管路出气阀关闭同时不合格气排空阀开启,当露点温度以及二氧化碳含量恢复正常时,管路出气阀开启同时不合格气排空阀关闭。
本发明还公开了一种压缩空气脱碳干燥装置,根据所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法进行使用,其中第一吸附塔与第二吸附塔之间连接有鼓风机、加热器,当任一吸附塔处于再生状态时,环境大气由再生气进口依次经过鼓风机、加热器以及再生状态的吸附塔后,从再生气出口排出。
进一步的,加热器一侧设置有冷吹旁路,当吸附塔处于再生状态的冷吹过程时,环境大气由再生气进口经过鼓风机后,穿过冷吹旁路避开加热器位置进入再生状态的吸附塔内,并带走吸附塔内的气体以及高温。
本发明的有益效果在于:
1、在露点温度或二氧化碳含量出现异常时,干燥的压缩空气从吸附式净化器出口处切换至不合格气排空系统处进行排放,避免影响下游用气单元,同时在露点温度或二氧化碳含量恢复正常后,重新切换至吸附式净化器出口处进行排放,以保证下游用气的用气需求;
2、比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量,保证可以准确地判断吸附塔再生过程热量是否足够。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中吸附式净化器的示意图。
图3是本发明中冷吹旁路的示意图。
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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1所示,本发明提供了一种压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,所述压缩空气脱碳干燥装置包括依次相连的热交换器1、气液分离器2以及吸附式净化器3,其中,吸附式净化器3包括至少两间隔吸附周期切换使用的第一吸附塔31和第二吸附塔32(第一吸附塔以及第二吸附塔内均具有惰性瓷球、活性氧化铝、CO2吸附专用分子筛等吸附剂),在任一吸附周期内,其中任一吸附塔处于吸附状态时,另一吸附塔处于再生状态,包括以下步骤:
步骤一、带有水分的压缩空气依次进入热交换器1进行降温、气液分离器2进行气液分离、吸附式净化器3进行吸附干燥后,干燥的压缩空气从吸附式净化器3的吸附式净化器出口36排出,装设在吸附式净化器出口36的露点及二氧化碳综合测量装置5检测干燥的压缩空气中的露点温度以及二氧化碳含量;其中热交换器采用螺旋管式热交换器,由于吸附塔内的吸附剂在低温条件下可以获得更佳的吸附能力,因此带有水分的压缩空气通过热交换器进行降温后再进入吸附式净化器内进行吸附干燥,可以有效地增加压缩空气的吸附干燥效果,而气液分离器则采用旋风气液分离器,使得带有水分的压缩空气进入气液分离器后进行气液分离,由于分子筛在浸泡液态水后,会导致分子筛强度降低,因此气液分离器可以有效去除液态水,降低分子筛失效风险;
步骤二、当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,干燥的压缩空气从吸附式净化器出口36处切换至连接于吸附式净化器3一侧的不合格气排空系统4处进行排放,直至露点温度以及二氧化碳含量恢复正常;
步骤三、在任一吸附塔处于再生状态时,获取当前处于所述再生状态的吸附塔的再生过程所需最低热量值以及吸附式净化器中加热器的加热器提供热量;
步骤四、比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量,并控制所述加热器提供能量始终大于所述再生过程所需最低热量值。
其中,热交换器以及气液分离器底部均连接至电子排水器,通过电子排水器对热交换器以及气液分离器底部的液态水进行排放,避免液态水积累。
特别的,再生过程所需最低热量值为吸附塔升温所需热量、吸附剂升温所需热量、二氧化碳脱附热、水脱附热以及热损失之和。
水脱附热为前一吸附周期内吸附水量与单位水脱附热的乘积,二氧化碳脱附热为前一吸附周期内二氧化碳吸附量与单位二氧化碳脱附热的乘积。
吸附式净化器3的吸附式净化器入口35处装设有用于检测前一吸附周期内空气流量的涡街流量计、用于检测空气含湿量的湿度变送器、用于检测二氧化碳含量的二氧化碳分析仪,前一吸附周期内吸附水量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出含湿量差值乘积的累加,前一吸附周期内二氧化碳吸附量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出二氧化碳含量差值乘积的累加。
具体的,前一吸附周期内吸附水量由装置控制系统可编程控制器(PLC)利用下述方程式计算获得。
MH2O=Σ(mH2O,dt)=Σ[(d1-d2)×Rair]dt;
其中,吸附式净化器入口处装设有涡街流量计、压力变送器、温度变送器、湿度变送器,用于检测入口处的空气流量、压力、温度以及湿度。
式中,d1,入口空气含湿量,由吸附式净化器入口35处装设的湿度变送器读取,单位:kg/m3
d2,出口空气含湿量,由露点及二氧化碳综合测量装置5读取,单位:kg/m3
Rair,前一吸附周期内空气流量,由吸附式净化器入口35处装设的涡街流量计读取值,单位:m3/min;
t,前一吸附周期时间,控制系统可编程控制器(PLC)自动读取,单位:min;
相同的,前一吸附周期内二氧化碳吸附量MCO2=Σ(mCO2,dt)=Σ[(W1-W2)×Rair)]dt;
式中,W1,入口空气中二氧化碳含量,由吸附式净化器入口35处装设的二氧化碳分析仪读取,单位:kg/m3
W2,出口空气中二氧化碳含量,由露点及二氧化碳综合测量装置5读取,单位:kg/m3
而由于再生过程所需最低热量值为吸附塔(含配套法兰、管件)升温所需热量Q1、吸附剂升温所需热量Q2、水脱附热Q3、二氧化碳脱附热Q4以及系统热损失Q5之和,且由于吸附式净化器热损失Q5来自吸附塔对外传热和再生尾气热量残余,一般为再生总热量的15%。
因此,再生过程所需最低热量值Q= Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)×115%;
其中,Q1=m1C1(T2-T1)
C1:吸附塔平均比热容,约0.46kJ/(kg•℃);m1:吸附塔质量,出厂设定值;T1:床层再生初始温度,系统自动读取值;T2:床层所需再生完成温度,系统设定值;
Q2=m2C2(T2-T1)
C2:吸附剂平均比热容,约0.95kJ/(kg•℃),m2:吸附剂质量,出厂设定值;T1:床层再生初始温度,系统自动读取值;T2:床层所需再生完成温度,系统设定值;
值得一提的是,上述Q1、Q2中的再生初始温度T1,均可通过对应吸附床层接触的温度传感器进行检测读取。
Q3=MH2OΔH
MH2O:前一吸附周期内吸附水量,系统计算值;ΔHH2O:单位水脱附热,不同类型和级别的吸附剂,水脱附热并不相同,其值可通过实验获得。本实例中应用的吸附剂水脱附热为3780kJ/kg(水)。
Q4=MCO2ΔHCO2
MCO2:前一吸附周期内二氧化碳吸附量,系统计算值;ΔHCO2:单位二氧化碳脱附热,本实例中应用的吸附剂二氧化碳脱附热为498kJ/kg(CO2)。
同时,加热器提供热量的计算为:
Qh=3595N/A
其中,裕度系数A为设定值。根据加热器型式不同,A值通常在1.1~1.3直接选择。
值得一提的是,其中的N为加热器输入功率,该值可由系统通过调节子加热器组投用数量自动调整,在加热器提供热量小于再生过程所需最低热量值时,通过增加N的大小,以提高加热器提供热量,进而保证加热器提供热量能够满足再生过程所需最低热量值所需。
在一实施例中,加热器可分为多个子加热组,N即为子加热组投用数量与单组加热器功率的乘积,通过调节子加热组参与加热的数量,来调节加热器总体的提供热量数值。
优选的,包括步骤五:比对再生气出口38处空气湿度与再生气入口37处空气湿度的湿度差,当湿度差小于设定值时,则为正常状态。
具体的,采用比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量(下述热量差)、比对再生气出口38处空气湿度与再生气入口37处空气湿度(下述湿度差)的双校验控制逻辑,保证吸附剂再生完全、彻底;其中本方案的再生与吸附周期可由时序控制、动态调节两种模式进行选择切换。
时序控制:吸附剂再生时间固定,即再生与吸附周期切换时间固定,再生过程结束时,控制系统通过热量差、湿度差校验判断再生效果是否良好,“热量差为正,且湿度差小于设定值”判断为正常工作状态;“热量差为负”判断为再生热量不足报警状态;“热量差为正,且湿度差大于设定值”判断为再生不完全报警状态。
动态调节:再生过程中持续对热量差进行判断,当热量差为正,即加热器所供热量满足吸附剂再生所需热量后,进行湿度差判断。当湿度差小于设定值且持续时间达到5分钟后,再生过程结束。
值得一提的是,上述各种报警状态均需对设备进行检查、修理或调整控制时序。
优选的,吸附式净化器出口36连接有至少两支路,其中一支路连接于下游用气单元,另一支路连接于不合格气排空系统4,露点及二氧化碳综合测量装置5连接于吸附式净化器出口36与下游用气单元之间。
同时,露点及二氧化碳综合测量装置5包括连接于吸附式净化器出口36的露点测量仪以及连接于露点测量仪出气口的二氧化碳含量分析仪,露点测量仪与吸附式净化器出口之间连接有毛细管散热器。
具体的,通过露点测量仪以及二氧化碳含量分析仪分别对吸附式净化器出口处排出的压缩空气进行露点温度检测、二氧化碳含量检测,当压缩空气的露点温度或二氧化碳含量不符合设定的排放要求时,则判定出现异常,进而将不符合排放要求的压缩空气切换排放至不合格气排空系统处,避免影响下游用气单元。
由于露点测量仪的测量精度会随样气温度的升高而降低,因此为保证本方案中露点测量仪的测量精度,在露点测量仪与吸附式净化器出口之间设置毛细管散热器,通过毛细管散热器对压缩空气进行换热降温,进而增加露点测量仪对该压缩空气的测量精度。
在实际应用中,可根据具体需求选用适合的毛细管散热器长度。
优选的,吸附式净化器出口36与下游用气单元之间具有管路出气阀,不合格气排空系统4的出口处具有不合格气排空阀,当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,管路出气阀关闭同时不合格气排空阀开启,当露点温度以及二氧化碳含量恢复正常时,管路出气阀开启同时不合格气排空阀关闭。
具体的,不合格气排空系统连接于吸附式净化器出口的一处支路上,通过管路出气阀以及不合格气排空阀进行启闭控制,在露点温度或二氧化碳含量出现异常时,管路出气阀关闭同时不合格气排空阀开启,使得吸附式净化器出口无法向下游用气单元排气,而是向不合格气排空系统处排出;当露点温度以及二氧化碳含量恢复正常时,管路出气阀开启同时不合格气排空阀关闭,使得不合格气排空系统不再继续排气,从而将符合排气要求的压缩空气向下游用气单元排出。
在本方案的一实施例中,不合格气排空系统的出口处还设有消音器。
如图2所示,本发明还公开了一种压缩空气脱碳干燥装置,根据所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法进行使用,其中第一吸附塔31与第二吸附塔32之间连接有鼓风机33、加热器34,当任一吸附塔处于再生状态时,环境大气由再生气进口37依次经过鼓风机33、加热器34以及再生状态的吸附塔后,从再生气出口38排出。
具体的,其中一吸附塔对压缩空气进行吸附时,另一吸附塔处于再生状态,使得吸附塔的工作过程分为几个阶段:吸附-泄压-再生-冷吹-充压。
其中,吸附过程:压缩空气由吸附式净化器入口35进入吸附塔,被吸附剂吸附水分的干燥空气再经吸附式净化器出口36处排出,在此过程中,压缩空气中水分和二氧化碳含量由于塔内吸附剂的吸附作用大幅降低。
泄压:再生塔内压缩空气由顶部消音器排出,塔内压力降至常压。
再生、冷吹过程:
1 环境大气经鼓风机提压后,经加热器升温进入吸附塔,利用PSA+TSA原理脱附;
2 加热器停止工作,利用冷吹旁路对吸附塔及塔内吸附剂进行初步降温;
3 从吸附式净化器出口位置取部分干燥气体对吸附塔进行最后的干燥冷吹并带走塔内的气体。
充压:从吸附式净化器出口位置取部分干燥气体对吸附塔内部进行充压。
特别的,再生气进口37以及再生气出口38均设有在线露点仪,用于测量再生气进塔、出塔时的含水量,加热器34出口设有温度传感器;吸附式净化器出口36设有露点及二氧化碳综合测量装置,另外第一吸附塔31、第二吸附塔32均设有就地压力表,再生气进口37、再生气出口38、吸附式净化器出口36等均设有温度传感器用于设备工作状态监测。
其中,本装置中再生气来自环境空气,由于再生过程中,环境大气已经鼓风机升压,加热器加热,并携带大量吸附剂脱附出的水分,到达排气口时与环境大气不同,特此分别。
优选的,加热器34一侧设置有冷吹旁路,当吸附塔处于再生状态的冷吹过程时,环境大气由再生气进口37经过鼓风机33后,穿过冷吹旁路避开加热器34位置进入再生状态的吸附塔内,并带走吸附塔内的气体以及高温。
具体的,再生过程中,由于加热器剩余热量将导致冷吹气量增加,带来额外的电能消耗,因此本方案通过增设冷吹旁路来避开加热器的位置,使得无需用额外的电能消耗来对加热器剩余热量进行冷吹。
如图3所示,本方案还可在加热器一侧设置阀门K5,在冷吹旁路设置阀门K6,使得加热再生过程K5阀打开,K6阀关闭,环境大气通过加热器升温,而冷吹过程K6阀打开,K5阀关闭,环境大气不再通过加热器避免多余热量入系统造成冷吹时间增加。
本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,所述压缩空气脱碳干燥装置包括依次相连的热交换器(1)、气液分离器(2)以及吸附式净化器(3),其中,吸附式净化器(3)包括至少两间隔吸附周期切换使用的第一吸附塔(31)和第二吸附塔(32),在任一吸附周期内,其中任一吸附塔处于吸附状态时,另一吸附塔处于再生状态,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、带有水分的压缩空气依次进入热交换器(1)进行降温、气液分离器(2)进行气液分离、吸附式净化器(3)进行吸附干燥后,干燥的压缩空气从吸附式净化器(3)的吸附式净化器出口(36)排出,装设在吸附式净化器出口(36)的露点及二氧化碳综合测量装置(5)检测干燥的压缩空气中的露点温度以及二氧化碳含量;
步骤二、当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,干燥的压缩空气从吸附式净化器出口(36)处切换至连接于吸附式净化器(3)一侧的不合格气排空系统(4)处进行排放,直至露点温度以及二氧化碳含量恢复正常;
步骤三、在任一吸附塔处于再生状态时,获取当前处于所述再生状态的吸附塔的再生过程所需最低热量值以及吸附式净化器中加热器的加热器提供热量;
步骤四、比对再生过程所需最低热量值与加热器提供热量,并控制所述加热器提供能量始终大于所述再生过程所需最低热量值。
2.根据权利要求1所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:再生过程所需最低热量值为吸附塔升温所需热量、吸附剂升温所需热量、二氧化碳脱附热、水脱附热以及热损失之和。
3.根据权利要求2所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:水脱附热为前一吸附周期内吸附水量与单位水脱附热的乘积,二氧化碳脱附热为前一吸附周期内二氧化碳吸附量与单位二氧化碳脱附热的乘积。
4.根据权利要求3所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:吸附式净化器(3)的吸附式净化器入口(35)处装设有用于检测前一吸附周期内空气流量的涡街流量计、用于检测空气含湿量的湿度变送器、用于检测二氧化碳含量的二氧化碳分析仪,前一吸附周期内吸附水量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出含湿量差值乘积的累加,前一吸附周期内二氧化碳吸附量为前一吸附周期内各时段空气流量与空气进出二氧化碳含量差值乘积的累加。
5.根据权利要求1所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:包括步骤五:比对再生气出口(38)处空气湿度与再生气入口(37)处空气湿度的湿度差,当湿度差小于设定值时,则为正常状态。
6.根据权利要求1所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:吸附式净化器出口(36)连接有至少两支路,其中一支路连接于不合格气排空系统(4),露点及二氧化碳综合测量装置(5)连接于吸附式净化器出口(36)与下游用气单元之间。
7.根据权利要求6所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:露点及二氧化碳综合测量装置(5)包括连接于吸附式净化器出口(36)的露点测量仪以及连接于露点测量仪出气口的二氧化碳含量分析仪,露点测量仪与吸附式净化器出口之间连接有毛细管散热器。
8.根据权利要求6所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法,其特征在于:吸附式净化器出口(36)与下游用气单元之间具有管路出气阀,不合格气排空系统(4)的出口处具有不合格气排空阀,当露点温度或二氧化碳含量出现异常时,管路出气阀关闭同时不合格气排空阀开启,当露点温度以及二氧化碳含量恢复正常时,管路出气阀开启同时不合格气排空阀关闭。
9.一种压缩空气脱碳干燥装置,其特征在于:根据权利要求1-8任一项所述的压缩空气脱碳干燥装置的控制方法进行使用,其中第一吸附塔(31)与第二吸附塔(32)之间连接有鼓风机(33)、加热器(34),当任一吸附塔处于再生状态时,环境大气由再生气进口(37)依次经过鼓风机(33)、加热器(34)以及再生状态的吸附塔后,从再生气出口(38)排出。
10.根据权利要求9所述的压缩空气脱碳干燥装置,其特征在于:加热器(34)一侧设置有冷吹旁路,当吸附塔处于再生状态的冷吹过程时,环境大气由再生气进口(37)经过鼓风机(33)后,穿过冷吹旁路避开加热器(34)位置进入再生状态的吸附塔内,并带走吸附塔内的气体以及高温。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116020235A (zh) * 2023-02-22 2023-04-28 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种制备超低露点超低二氧化碳含量空气的吸附干燥装置
CN116116480A (zh) * 2023-02-22 2023-05-16 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种营造维持极干燥宽温域环境的装置及其使用方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1533559A (en) * 1974-11-27 1978-11-29 Grace W R & Co Regeneration of adsorbents
CN102197265A (zh) * 2008-11-07 2011-09-21 洋马株式会社 除湿空调装置
CN102565001A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 上海龙天信息科技有限公司 光电露点仪散热系统
CN102764570A (zh) * 2012-07-05 2012-11-07 杭州山立净化设备有限公司 一种低压压缩空气吸附式干燥机控制系统
CN202724951U (zh) * 2012-07-26 2013-02-13 杭州日盛净化设备有限公司 空气净化装置
CN103335355A (zh) * 2013-06-27 2013-10-02 山东法斯特建材股份有限公司 毛细管散热器
CN105056708A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 四川亚联高科技股份有限公司 一种新型的变温变压吸附工艺
CN206788085U (zh) * 2017-04-19 2017-12-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种在线式露点检测装置
CN107537289A (zh) * 2017-09-28 2018-01-05 云威能源科技(上海)有限公司 一种低能耗气体干燥系统及控制方法
CN210293537U (zh) * 2019-07-10 2020-04-10 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 高温工况下的压力表装置
CN111318137A (zh) * 2020-04-16 2020-06-23 西安联合超滤净化设备有限公司 一种基于四塔的干燥、纯化工艺及装置
CN210814549U (zh) * 2019-10-18 2020-06-23 杭州嘉隆气体设备有限公司 一种控制型低耗鼓风再生干燥器
CN111760426A (zh) * 2020-07-23 2020-10-13 福建伊普思实业有限公司 一种多塔式节能零耗气鼓风热加热型吸附式干燥装置
CN112403452A (zh) * 2019-10-16 2021-02-26 中冶长天国际工程有限责任公司 在线判断活性炭解析效率及控制热源总量的方法和系统
CN114062598A (zh) * 2021-11-01 2022-02-18 一汽解放汽车有限公司 空气处理方法、系统、计算机设备和存储介质

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1533559A (en) * 1974-11-27 1978-11-29 Grace W R & Co Regeneration of adsorbents
CN102197265A (zh) * 2008-11-07 2011-09-21 洋马株式会社 除湿空调装置
CN102565001A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 上海龙天信息科技有限公司 光电露点仪散热系统
CN102764570A (zh) * 2012-07-05 2012-11-07 杭州山立净化设备有限公司 一种低压压缩空气吸附式干燥机控制系统
CN202724951U (zh) * 2012-07-26 2013-02-13 杭州日盛净化设备有限公司 空气净化装置
CN103335355A (zh) * 2013-06-27 2013-10-02 山东法斯特建材股份有限公司 毛细管散热器
CN105056708A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 四川亚联高科技股份有限公司 一种新型的变温变压吸附工艺
CN206788085U (zh) * 2017-04-19 2017-12-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种在线式露点检测装置
CN107537289A (zh) * 2017-09-28 2018-01-05 云威能源科技(上海)有限公司 一种低能耗气体干燥系统及控制方法
CN210293537U (zh) * 2019-07-10 2020-04-10 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 高温工况下的压力表装置
CN112403452A (zh) * 2019-10-16 2021-02-26 中冶长天国际工程有限责任公司 在线判断活性炭解析效率及控制热源总量的方法和系统
CN210814549U (zh) * 2019-10-18 2020-06-23 杭州嘉隆气体设备有限公司 一种控制型低耗鼓风再生干燥器
CN111318137A (zh) * 2020-04-16 2020-06-23 西安联合超滤净化设备有限公司 一种基于四塔的干燥、纯化工艺及装置
CN111760426A (zh) * 2020-07-23 2020-10-13 福建伊普思实业有限公司 一种多塔式节能零耗气鼓风热加热型吸附式干燥装置
CN114062598A (zh) * 2021-11-01 2022-02-18 一汽解放汽车有限公司 空气处理方法、系统、计算机设备和存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾自强等: "现代化工•冶金•材料•能源:中国工程院化工、冶金与材料工程学部第九届学术会议论文集", 中国矿业大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116020235A (zh) * 2023-02-22 2023-04-28 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种制备超低露点超低二氧化碳含量空气的吸附干燥装置
CN116116480A (zh) * 2023-02-22 2023-05-16 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种营造维持极干燥宽温域环境的装置及其使用方法

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