CN204051394U - 零气损吸附式干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种零气损吸附式干燥系统，该系统的接入口和接出口之间并联有通过控制阀控制压缩空气进出的左、右吸附塔，左、右吸附塔还设置有：加热再生系统，其包括接于再生空气进口的鼓风机、接于鼓风机而对再生空气进行加热的加热器，经过加热器加热的再生空气经过控制阀而接入左、右吸附塔，左、右吸附塔具有通过排气阀控制的再生排气管路，左、右吸附塔设置有通过控制阀控制的减压排气管路；鼓风冷却再生系统，其包括具有冷却水进口、冷却水出口的冷却器，冷却器出口接于鼓风机的入口，冷却器入口通过控制阀而接于加热再生系统的再生排气管路；控制系统，其电连接于左、右吸附塔处设置的压力传感器、鼓风机、冷却器。该系统节能效果较为理想。

Description

零气损吸附式干燥系统

技术领域

本实用新型涉及一种零气损吸附式干燥系统。

背景技术

压缩空气已经成为了一种最重要的工业能源之一。目前，在工业化国家里大约有10％的能源消耗用于生产或处理压缩空气。

国内现在普遍使用的是微热再生吸干机，这种吸干机使用干燥后的压缩空气进行再生和冷却，能耗高，压降大，露点不稳定，干燥剂寿命短。由于这种吸干机先天设计和制造的不足，企业本身无法通过加强管理和设备更新改造来达到国际最新一代干燥净化系统的节能功能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种零气损吸附式干燥系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

零气损吸附式干燥系统，该系统具有压缩空气的接入口(N1)和压缩空气的接出口(N2)，其特征在于，所述接入口和接出口之间并联有通过控制阀控制压缩空气进出的左、右吸附塔(ADS.1，ADS.2)，所述左、右吸附塔还设置有：

加热再生系统，其包括接于再生空气进口(N3)的鼓风机(K1)、接于鼓风机而对再生空气进行加热的加热器(H1)，经过加热器加热的再生空气经过控制阀(V10，V11)而接入左、右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通过排气阀控制的再生排气管路，所述左、右吸附塔设置有通过控制阀控制的减压排气管路；

鼓风冷却再生系统，其包括具有冷却水进口(N5)、冷却水出口(N6)的冷却器(HE-02)，所述冷却器出口接于鼓风机的入口，所述冷却器入口通过控制阀(V14)而接于加热再生系统的再生排气管路；

控制系统，其电连接于左、右吸附塔处设置的压力传感器、鼓风机、冷却器。

作为对本实用新型的进一步改进在于，所述鼓风机安装有过载保护继电器。

作为对本实用新型的进一步改进在于，所述加热器的再生空气出口处安装有温度传感器，该温度传感器接于控制系统。

作为对本实用新型的进一步改进在于，所述再生排气管路设置有温度传感器，其接于控制系统。

作为对本实用新型的进一步改进在于，所述左、右吸附塔之间设置有升压吹扫阀(V7)。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)采用进口蝶阀有效降低压损。

(2)再生及冷却过程中无压缩空气损耗(零气损，节能)。

(3)完全自动化连续运行。

(4)脱附再生流程流向与吸附流程流向相反，有效提高了再生的效果并缩短了再生时间(使用环境大气，实现零气损)。

(5)冷却流程采用密闭循环冷却，保证冷却的效果并缩短了冷却的时间(使用环境大气，实现零气损)。

(6)吸附剂采用进口的活性氧化铝和分子筛，保证吸附效率和吸附剂的使用寿命。

(7)密闭式冷却循环设计，利用桶槽内部余热对干燥剂做二次加热

(8)露点切换节能系统(DDS)，通过持续检测干燥机运行的负荷来控制整个干燥循环，将再生解吸时间降至最短，从而将能耗降到最低。

附图说明

图1为零气损吸附式干燥系统原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，零气损吸附式干燥系统(以下简称“该系统”)，该系统具有压缩空气的接入口N1和压缩空气的接出口N2，空压机输出的饱和含水的潮湿压缩空气，经过合适的过滤装置除油、除水、除粉尘后从接入口N1接入该系统，所述接入口和接出口之间并联有通过控制阀控制压缩空气进出的左吸附塔ADS.1、右吸附塔ADS.2，在接入口之后设置有控制阀V1而将压缩空气引入左吸附塔，设置控制阀V2而将压缩空气引入右吸附塔，所述左、右吸附塔上部装有不锈钢气流分配网，确保进入的压缩空气均匀流过到整个吸附体。压缩空气中的水蒸气将被吸附剂吸附。经过干燥的压缩空气从吸附塔底部气流分配网和控制阀离开该系统，其中左吸附塔设置的控制阀V3而将压缩空气送离该系统，右吸附塔设置的控制阀V4而将压缩空气送离该系统，从而构成了一个并联的系统，压缩空气进入下游管道，经过合适的粉尘过滤器消除吸附剂粉尘后，提供给用气设备使用。吸附过程的时间长短，由控制系统设定或由露点节能系统控制。

干燥机的出气露点，通过露点仪进行连续检测，在任何时间如果露点超过要求，则将发出“露点恶化”提示，但干燥机不停止运行。

在左吸附塔进行压缩空气的干燥处理时，右吸附塔进行吸附剂的再生。

其中，所述左、右吸附塔还设置有加热再生系统、鼓风冷却再生系统。

加热再生系统，其包括接于再生空气进口N3的鼓风机K1、接于鼓风机而对再生空气进行加热的加热器H1，经过加热器加热的再生空气经过控制阀V10，V11而分别接入左、右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通过排气阀控制的再生排气管路，该再生排气管路中包括接于左吸附塔的控制阀V5，接于右吸附塔的控制阀V6，并且均通过控制阀V15而将再生排气自再生空气出口N4处排走，所述左、右吸附塔设置有通过控制阀控制的减压排气管路，该减压排气管路包括接于左吸附塔的减压排气阀V8以及与其配合消音器S1而进行减压排气，右吸附塔的通过减压排气阀V9配合消音器S2而进行减压排气。所述再生排气管路设置有温度传感器，其接于控制系统。

鼓风冷却再生系统，其包括具有冷却水进口N5、冷却水出口N6的冷却器HE-02，所述冷却器出口接于鼓风机的入口，所述冷却器入口通过控制阀V14而接于加热再生系统的再生排气管路。

控制系统，其电连接于左、右吸附塔处设置的压力传感器、鼓风机、冷却器。

再生过程在大气压下进行。再生过程开始前，首先打开右吸附塔塔顶部的减压排气阀V9，通过消音器将塔内的压缩空气排出，使得压力逐渐降低到大气压。右吸附塔上安装的压力传感器，将监测这个减压过程，如果在规定的时间内，塔内压力没有降低到设定值(比如减压排气阀未能正常打开，或其它阀门存在严重泄漏导致压缩空气进入再生塔)，则认为减压排气过程异常，控制器(控制系统)将发出“减压异常”报警信号，干燥机将暂停在当前状态，直到压力降低到设定点以下，或经过操作人员手动消除故障信号，或经过维修后，才能进入下一步再生过程。若用户经过检查，确认是压力传感器故障而系统阀门和运行正常、压力正常，也可以在控制器上选择取消压力传感器的监测报警功能，这样程序就能继续运行，而用户可在合适的时间更换损坏的压力传感器并重新投入检测。

下面详述加热再生系统：

该系统使用环境空气作为再生用气。鼓风机吸入经过滤的环境空气，送到加热器，将空气加热到所要求的再生温度，经过控制阀V11从顶部进入右吸附塔塔，对已经吸水的吸附剂进行加热再生。再生排气通过控制阀V6和控制阀V15最终排入环境的合适位置，建议用户安装排气管道，将热风引到室外。

加热再生开始前，应当首先打开控制阀(再生排气阀)V15,关闭减压排气阀V9。

鼓风机的电机装有过载保护继电器，当发生电机过载时，干燥机(如无特别说明，全文中“该系统”与干燥机具有同等含义)将发出“鼓风机过载”报警信号并暂停在当前状态数分钟，随后会尝试再次启动鼓风机，若连续两次发生过载，干燥机将停止运行，干燥过程将在当前干燥塔继续进行以免切断下游气流。用户经过检修，消除故障后，干燥机将重新开始整个再生过程。

在加热再生阶段，加热器的出风温度，通过温度传感器进行连续检测，并通过控制程序进行控制，以维持合适的温度范围。但温度传感器故障时，加热再生过程不能进行，干燥机将暂停在当前状态，并发出“加热器温度传感器故障”声光报警信号。在故障消除后，将重新开始整个再生过程。

当加热元件发生故障(比如部分加热元件烧毁，或部分供电接触器无法吸合)导致加热器的出风温度长时间达不到设定的温度，则认为加热器有故障，再生过程将继续进行并不中断，但干燥机将发出“加热器低温故障”报警。

加热器内装有温度传感元件，监测加热元件表面的温度，当这个温度超过设定点时(比如加热元件发生短路，或供电接触器无法断开，或鼓风机未能正常工作导致风量过小)，将发出“加热器超温报警”，干燥机将暂停在当前状态等待加热器温度下降到合适值后，再次进行加热再生工作。

随着再生塔内水分的减少，再生排气的温度将逐渐上升。在再生排气管路上装有温度传感器，检测再生排气温度。当再生排气温度达到合适的设定值后，加热过程就结束，加热器将停止工作。同样，如果这个温度传感器故障，控制器也将发出“再生排气温度传感器故障”报警信号，但再生过程并不停止，加热过程继续进行，直到完成程序设定的最大加热时间为止。用户可在合适的时间更换这个温度传感器。

如果干燥机吸附的水分特别少(比如进气流量很小)，程序规定有最小加热时间，在这个时间内，即使再生排气温度达到了设定值，加热过程不结束，将继续进行直到完成最小加热时间。这样可以避免偶尔的传感器干扰或误差导致的加热再生不足问题。

如果干燥机吸附的水分过多(比如：进气流量超设计条件，进气温度高于设计条件，进气压力低于设计条件，或前置冷却器、过滤器等性能恶化排水不畅)，导致在最大加热时间结束时，干燥机的再生排气温度仍然不能达到设定值，则将发出“干燥机水分过载、再生排气温度偏低”报警信号，但这不影响程序的继续运行。

加热器出风温度、加热器超温保护温度、停止加热温度，均可在用户现场通过控制器的触摸屏进行调整设定。设定参数将被控制器记忆储存。

下面详述鼓风冷却再生系统：

加热再生完成后，高温的吸附剂并不具备干燥能力，必须进行适当的冷却。因此，加热器停止运行后，鼓风机将继续运行，同时控制阀(再生排气阀)V15关闭，而控制阀(再生切换阀)V14打开，这样，就形成了一个由鼓风机、加热器、再生塔、冷却器，以及相应管道、阀门构成的循环回路。常压空气中这个回路中被鼓风机驱动，再生塔的热量并冷却器的冷却水带走，实现了对高温吸附剂进行冷却。由于冷却过程在闭合的环路中运行，在经过数分钟的冷却后，再生塔顶部的吸附剂就开始产生吸附能力，将潮湿空气转变为干燥的空气，这种干燥空气，配合利用吸附塔内剩余的热量，将对吸附塔最干燥的部位(此例为底部)进行进一步再生，从而改善露点性能。

鼓风冷却再生过程的时间是由控制系固定控制的。这个时间也可以在现场通过控制器的显示屏进行现场设定调整。

鼓风冷却过程中，再生排气温度将得到检测，并参与控制过程。若在此阶段温度传感器发生故障，仍将显示“再生排气温度传感器故障”报警信号，但再生过程并不停止，直到规定的鼓风冷却再生时间结束。

在此阶段，如鼓风机发生过载，同样将发出报警信号，同时鼓风冷却过程自动跳转到“升压”过程。

在鼓风冷却过程结束后，再生过程就基本结束。通常，这时干燥过程的时间还没有结束。因此还有剩余的时间用于更进一步的再生。这个步骤就是“干空气吹扫冷却”，这个步骤仅用于对露点要求特别苛刻的场合，一般不需要，控制系统也仅仅在特殊条件下才提供此运行步骤。这时，鼓风机也停止运行，再生塔顶部的控制阀V9再次打开，同时，设备底部的升压吹扫阀V7打开。极少量的压缩空气从下往上，对再生塔进行进一步的逆流冷却和吹扫再生。从而实现最佳的出气温度和露点。如果用户对出气露点和温度的要求不严格，出于节能目的，也可以通过控制器在现场选择不启用此项干空气吹扫冷却过程。干空气吹扫冷却通常应当在大气压下进行，但若吹扫流量偏大，再生塔内也可能缓慢建立起压力，这对冷却效果的影响很小，不影响干燥机的使用。

冷却过程结束后，再生塔将进入“升压待机”状态。

下面对升压待机过程进行详述：

当控制系统所在程序进入此步骤后，控制阀(减压排气阀)V9关闭、升压吹扫阀V7开启，控制阀V6,V14,V15都关闭。在设定的时间内，再生塔(此例为右塔)的压力将逐渐恢复到系统工作压力，并保持这个状态，直到控制器发出指令进入下一步：并联干燥。

在此过程中，压力传感器将再次监测再生塔内的压力。如果在规定的时间内，压力未恢复到设定的数值，则将发出“升压异常”故障报警信号。系统将暂停在当前状态，直到压力恢复正常或操人员手动消除故障信号。

当程序规定的干燥工作时间完成后，或露点节能系统发出了左右切换的信号后，待机状态结束，干燥机进入并联干燥步骤。

并联干燥过程：

这时，右塔的控制阀(进气阀)V2和控制阀(出气阀)V4将打开，潮湿的压缩空气同时经过左右塔干燥处理，向下游输出干燥的压缩空气。这个过程持续数分钟，时间由控制系统的程序设定。

切换：

并联干燥时间结束后，左塔的控制阀(进气阀)V1关闭、控制阀(出气阀)V3关闭，压缩空气就只能通过右塔进行干燥处理，整个干燥过程就切换到右塔进行。左塔随后就开始再生过程，步骤与上述描述相同。

功能顺序简述

产品技术信息(能效指标、节能效益、社会效益、投资回收期等)

使用DE系列鼓风加热零气损吸干机可节省压缩空气的直接排放。干燥成品压缩空气的电耗为0.12元/Nm3。4bar压力下25mm小孔的压缩空气泄露量为：29Nm3/min。一年节省电费为：29*60*8000*0.5*0.12＝835200元。DE系列鼓风加热零气损吸干机的均价为150万元。投资回收期为：2年。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.零气损吸附式干燥系统，该系统具有压缩空气的接入口(N1)和压缩空气的接出口(N2)，其特征在于，所述接入口和接出口之间并联有通过控制阀控制压缩空气进出的左、右吸附塔(ADS.1，ADS.2)，所述左、右吸附塔还设置有：

加热再生系统，其包括接于再生空气进口(N3)的鼓风机(K1)、接于鼓风机而对再生空气进行加热的加热器(H1)，经过加热器加热的再生空气经过控制阀(V10，V11)而接入左、右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通过排气阀控制的再生排气管路，所述左、右吸附塔设置有通过控制阀控制的减压排气管路；

鼓风冷却再生系统，其包括具有冷却水进口(N5)、冷却水出口(N6)的冷却器(HE-02)，所述冷却器出口接于鼓风机的入口，所述冷却器入口通过控制阀(V14)而接于加热再生系统的再生排气管路；

控制系统，其电连接于左、右吸附塔处设置的压力传感器、鼓风机、冷却器。

2.根据权利要求1所述的零气损吸附式干燥系统，其特征在于，所述鼓风机安装有过载保护继电器。

3.根据权利要求1所述的零气损吸附式干燥系统，其特征在于，所述加热器的再生空气出口处安装有温度传感器，该温度传感器接于控制系统。

4.根据权利要求1所述的零气损吸附式干燥系统，其特征在于，所述再生排气管路设置有温度传感器，其接于控制系统。

5.根据权利要求1所述的零气损吸附式干燥系统，其特征在于，所述左、右吸附塔之间设置有升压吹扫阀(V7)。