CN204395739U - 一种零气耗余热再生式吸干机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种零气耗余热再生式吸干机，包括两个吸附塔、进、出气管，进气管与加热再生总管、吸附总管相并联，吸附总管与两条吸附分管相并联，第一吸附分管串接冷却器、气液分离器后与连接两个吸附塔进气口的管路相并联，第二吸附分管串接冷却器、气液分离器后与冷吹再生总管相连接，冷吹再生总管与连接两个吸附塔出气口的管路及加热再生总管相并联，第一吸附分管上还连接有再生总管，再生总管通过管路与两个吸附塔的进气口相并联，出气管分别通过管路与两个吸附塔的出气口相并联，在各管路上分别设置自动阀以控制通断。本实用新型可显著降低对压缩空气的阻力，以有效地降低能耗，并可根据压缩空气的温度对再生进行实时调控。

Description

一种零气耗余热再生式吸干机

技术领域

本实用新型涉及一种气体干燥装置，尤其是涉及一种利用气体余热实现吸附塔加热再生的吸干机。

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。吸干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，吸附塔内设置具有吸附功能的颗粒状的吸附剂，当压缩空气通过吸附塔时，吸附剂可吸附压缩空气中的水汽，从而输出干燥的压缩空气。当吸附塔内的吸附剂所吸附的水汽达到饱和时，则可向吸附塔内输入热空气，使吸附剂所吸附的水汽蒸发以实现加热再生，然后再向吸附塔内输入冷空气对吸附剂冷吹再生，从而恢复吸附功能，两个吸附塔可在吸附和再生两种状态之间来回切换，从而实现压缩空气的连续干燥。在工业生产中，会有高温的压缩空气产生，此时，当我们需要对高温的压缩空气进行吸附干燥时，即可利用压缩空气本身的余热对需要进行加热再生的吸附塔内的吸附剂进行加热再生。例如，在中国专利文献上公开的一种“压缩余热零再生气损耗吸附式干燥机”，公告号为CN203803342U，由吸干机入口、A 吸附塔、B 吸附塔、吸干机出口、第一后部冷却器、气液分离器，第二后部冷却器、扩散器组成。吸干机入口设置在B 吸附塔的一侧，吸干机出口分别通过法兰管与A吸附培和B 吸附塔连通，扩散器分别设置在A 吸附塔与B 吸附塔的上下部，第二后部冷却器设置在A吸附塔与B 吸附塔之间，并以法兰管连通，第一后部冷却器通过法兰管连接气液分离器。工作时，压缩空气依次通过A、B两个吸附塔，使两个吸附塔分别工作在吸附和再生状态，从而可避免消耗压缩空气量，使压缩空气的流量保持不变。但是其仍然存在如下问题：由于全部的压缩空气同时参与吸附塔的再生，也就是说，压缩空气必须经过两个串接的吸附塔后才被送出，因此压缩空气所受的阻力大大增加，从而使上游的压缩机负载显著增加，进而增加压缩机的功率而造成浪费。另外，该技术方案也不利于根据压缩空气的温度对加热再生或冷吹再生进行实时调控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的利用气体余热实现吸附塔加热再生的吸干机所存在的压缩空气阻力大、从而需要相应地提高压缩机的功率并造成浪费、以及难以根据压缩空气的温度对再生进行实时调控的问题，提供一种零气耗余热再生式吸干机，其在保持零气耗的前提下可显著地降低对压缩空气的阻力，从而真正实现吸干机的零气耗，以有效地降低能耗，并可根据压缩空气的温度对再生进行实时调控。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种零气耗余热再生式吸干机，包括输入压缩空气的进气管、输出干燥后的压缩空气的出气管、以及用于依次干燥压缩空气的第一吸附塔、第二吸附塔，所述进气管分别与一加热再生总管和一吸附总管相并联，吸附总管经过一个流量调节阀后与第一、第二吸附分管相并联，第一吸附分管依次串接一个可自动控制通断的自动阀、第一冷却器以及第一气液分离器后与连接第一、第二吸附塔进气口的管路相并联，并在二条并联管路上分别设置自动阀，第二吸附分管依次串接一个第二冷却器、可自动控制通断的自动阀、第二气液分离器后与冷吹再生总管相连接，冷吹再生总管则与连接第一、第二吸附塔出气口的管路以及加热再生总管相并联，并在二条并联管路以及加热再生总管上分别设置自动阀，在第一吸附分管上与第一冷却器的进气口相连接处还连接有再生总管，该再生总管通过管路与第一、第二吸附塔的进气口相并联，并在两条并联管路上分别设置自动阀，所述出气管分别通过管路与第一、第二吸附塔的出气口相并联，并在二条并联管路上分别设置自动阀。

本实用新型的吸干机具有吸附和再生两个相互独立的气路，在吸干机内一部分压缩空气进入再生气路对其中一个吸附塔进行加热或冷吹再生，完成加热或冷吹再生的再生气体和其余部分压缩空气则可通过另一个吸附塔进行吸附干燥后从出气管输出，这样，既可利用压缩空气的余热对吸附塔进行加热再生，真正实现吸干机的零气耗，同时使吸干机对压缩空气的阻力降低到最低程度，从而有利于降低上游压缩机的功率和能耗。当我们调节流量调节阀时，即可方便地控制进入加热再生总管和吸附总管的压缩空气量，通过控制连接在两个吸附塔出气口的自动阀的开闭，即可控制加热总管的高温压缩空气进入到其中一个吸附塔内对吸附剂进行加热再生，并通过再生总管以及第一冷却器、第一气液分离器后进入另一个吸附塔内，与此同时，进入第一吸附分管的压缩空气则同样地经过第一冷却器、第一气液分离器冷却除水后进入另一个吸附塔内，从而完成压缩空气的吸附干燥。当我们需要进行冷吹再生时，可关闭加热再生总管上的自动阀以切断该管路，此时压缩空气分别进入第一、第二吸附分管内，进入第二吸附分管的压缩空气通过第二冷却器、第二气液分离器冷却除水后从一个吸附塔的出气口进入吸附塔内进行冷吹再生，并通过再生总管以及第一冷却器、第一气液分离器后进入另一个吸附塔内，与此同时，进入第一吸附分管的压缩空气则同样地经过第一冷却器、第一气液分离器冷却除水后进入另一个吸附塔内，从而完成压缩空气的吸附干燥。

作为优选，所述加热再生总管上还串接有加热器。这样，当进气管的进气温度较低时，我们可通过开启加热器提高气体的温度，从而确保加热再生的效果。

作为优选，第一、第二冷却器的出气口通过管路相连通，并在连通管路上设有自动阀。这样，压缩空气可通过第一、第二吸附分管以及第一、第二冷却器冷却后同时进入第一、第二吸附塔进行吸附干燥，以提高两个吸附塔同时吸附时的冷却效率。同时，两个冷却器又可分别用于吸附气路和再生气路的冷却，从而实现再生气路和吸附气路的分离。

作为优选，所述第一、第二吸附塔内的吸附剂采用氧化铝颗粒。

氧化铝具有良好的吸附效能，有利于提高吸干机的干燥效率，同时氧化铝具有较高的硬度，不易损坏，有利于延长使用寿命。

因此，本实用新型具有如下有益效果：可在保持零气耗的前提下可显著地降低对压缩空气的阻力，从而真正实现吸干机的零气耗，以有效地降低能耗，并可根据压缩空气的温度对再生进行实时调控，使成品气的露点更低、更稳定。

附图说明

图1是本实用新型的一种管路连接示意图。

图中：1、第一吸附塔 2、第二吸附塔 3、进气管 4、出气管 501、第一自动阀 502、第二自动阀 503、第三自动阀 504、第四自动阀 505、第五自动阀 506、第六自动阀 507、第七自动阀 508、第八自动阀 509、第九自动阀 510、第十自动阀 511、第十一自动阀 512、第十二自动阀 6、流量调节阀 81、第一冷却器 82、第二冷却器 9、加热器 10、第一气液分离器 11、第二气液分离器 12、加热再生总管 13、吸附总管 131、第一吸附分管 132、第二吸附分管 14、冷吹再生总管 15、再生总管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种零气耗余热再生式吸干机，包括输入压缩空气的进气管3、输出干燥后的压缩空气的出气管4、以及用于依次干燥压缩空气的第一吸附塔1、第二吸附塔2，第一、第二吸附塔内的吸附剂采用具有良好吸附效能的氧化铝颗粒，以有利于提高吸干机的干燥效率，同时延长使用寿命。

为了实现高温压缩气体的分流，进气管分别与一条加热再生总管12和一条吸附总管13相并联，吸附总管上串接一个流量调节阀6后与第一吸附分管131、第二吸附分管132相并联，第一吸附分管上依次串接可自动控制通断的第十自动阀510、第一冷却器81以及第一气液分离器10后与连接第一、第二吸附塔进气口的管路相并联，并在二条连接第一、第二吸附塔进气口的并联管路上分别设置一个自动阀，其中设置在连接第一吸附塔进气口的管路上的自动阀为第六自动阀506，设置在连接第二吸附塔进气口的管路上的自动阀为第八自动阀508；而第二吸附分管则依次串接一个第二冷却器82、第十一自动阀511、第二气液分离器11后与冷吹再生总管14相连接，冷吹再生总管则与连接第一、第二吸附塔出气口的管路以及加热再生总管相并联，并在二条连接第一、第二吸附塔出气口的并联管路以及加热再生总管上分别设置自动阀，其中设置在连接第一吸附塔出气口的管路上的自动阀为第二自动阀502，设置在连接第二吸附塔出气口的管路上的自动阀为第四自动阀504，设置在加热再生总管上的自动阀为第九自动阀509；在第一吸附分管上与第一冷却器的进气口相连接处还连接有一条再生总管15，该再生总管的另一端通过管路与第一、第二吸附塔的进气口相并联，并在两条并联管路上分别设置自动阀。其中设置在连接第一吸附塔进气口的管路上的自动阀为第五自动阀505，设置在连接第二吸附塔进气口的管路上的自动阀为第七自动阀507；出气管分别通过管路与第一、第二吸附塔的出气口相并联，并在二条并联管路上分别设置自动阀，其中设置在连接第一吸附塔出气口的管路上的自动阀为第一自动阀501，设置在连接第二吸附塔出气口的管路上的自动阀为第三自动阀503；此外，第一、第二冷却器的出气口通过管路相连通，并在该连通管路上设置第十二自动阀512。

由于本实用新型是用于对高温的气体进行吸附干燥的，并且高温的气体可迅速地完成吸附剂的加热再生，因而在一个吸附塔完成吸附剂的再生从而可重新开始吸附时，另一个吸附塔仍然可处于吸附状态，两个吸附塔的工作状态依次如下：

首先，吸干机处于两个吸附塔同步吸附状态。

此时的第五、第七、第九、第十一自动阀关闭，从而使再生总管、加热再生总管、冷吹再生总管阻断。从进气管进入的压缩气体直接通过全开的流量调节阀后分别进入第一、第二吸附分管内，第一吸附分管内的压缩气体经过开启的第十自动阀后进入第一冷却器冷却，然后进入第一气液分离器；与此同时，第二吸附分管内的压缩气体经过第二冷却器冷却后再通过开启的第十二自动阀进入第一气液分离器，两股压缩气体在经过第一气液分离器除水后通过开启的第六、第八自动阀分别进入第一、第二吸附塔进行吸附干燥，从第一、第二吸附塔的出气口流出的干燥气体则分别通过开启的第一、第三自动阀从出气管输出，当然，此时的第二、第四自动阀也应该相应地关闭。

其次，第一吸附塔处于加热再生状态，而第二吸附塔处于吸附状态。

此时的第九自动阀开启，从而使加热再生总管开通，并关闭流量调节阀，从而切断吸附总管。从进气管进入的高温压缩气体通过第九自动阀、以及开启的第二自动阀后从第一吸附塔的出气口进入第一吸附塔内，从而对第一吸附塔进行加热再生，从第一吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第五自动阀进入再生总管内。然后一部分气体通过第一冷却器的冷却后进入第一气液分离器，另一部分气体则通过开启的第十自动阀进入第二冷却器进行冷却，再通过开启的第十二自动阀进入第一气液分离器，从而使第一、第二冷却器能实现对气体的快速冷却。此时，全部的再生气体经过第一气液分离器除水后通过开启的第八自动阀进入第二吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第三自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第一、第四、第六、第七、第十一自动阀应处于关闭状态。

需要说明的是，吸附塔在进行加热再生时，当再生温度在300度以下时，再生温度越高则再生效果越好，因此，我们还可在加热再生总管上串接一个加热器9，这样，当进气管输入的压缩气体温度不够高从而无法对第一吸附塔进行充分的加热再生时，我们可开启加热器，从而对进入加热再生总管的气体进行强制加热，以实现对第一吸附塔快速、充分的加热再生。当然，为了降低加热器的负载和功率，并使再生气体具有较高的温度，我们可开启流量调节阀，这样，从进气管进入的压缩气体一部分通过第九自动阀进入加热再生总管内，在经过加热器的强制加热后通过开启的第二自动阀从第一吸附塔的出气口进入第一吸附塔内，从而对第一吸附塔进行快速高效的加热再生，从第一吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第五自动阀进入再生总管内，在通过第一冷却器冷却后进入第一气液分离器进行气水分离；与此同时，关闭第十自动阀以切断第一吸附分管，从进气管进入的压缩气体的另一部分通过部分开启的流量调节阀后进入第二吸附分管，在通过第二冷却器的冷却后通过开启的第十二自动阀同样进入第一气液分离器进行气水分离，全部的气体在经过第一气液分离器除水后通过开启的第八自动阀进入第二吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第三自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第一、第四、第六、第七、第十、第十一自动阀应处于关闭状态。通过对流量调节阀的调节，我们可控制进入加热再生总管的气体流量，从而控制加热再生气体的温度。

然后，第一吸附塔处于冷吹再生状态，而第二吸附塔处于吸附状态。

此时的第十一自动阀开启，从而使冷吹再生总管开通，而第九、第十自动阀关闭，从而使加热再生总管以及第一吸附分管阻断。从进气管进入的压缩气体通过开启的流量调节阀后进入第二冷却器冷却，然后经过开启的第十一自动阀后进入第二气液分离器除水，除水后的低温气体通过开启的第二自动阀后从第一吸附塔的出气口进入第一吸附塔内，从而对第一吸附塔进行冷吹再生，从第一吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第五自动阀以及再生总管后进入第一吸附分管内。然后经过第一冷却器以及第一气液分离器的冷却、除水后通过开启的第八自动阀进入第二吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第三自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第一、第四、第六、第七、第十二自动阀也应处于关闭状态。

需要说明的是，我们也可同时开启第十自动阀，这样，从进气管进入的压缩气体通过开启的流量调节阀后一部分通过第二冷却器冷却，然后经过开启的第十一自动阀后进入第二气液分离器除水，除水后的低温气体通过开启的第二自动阀后从第一吸附塔的出气口进入第一吸附塔内，从而对第一吸附塔进行冷吹再生，从第一吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第五自动阀以及再生总管后进入第一吸附分管内；与此同时，从流量调节阀流出的另一部分压缩气体通过开启的第十自动阀后与来自再生总管的再生气体会合，全部气体经过第一冷却器以及第一气液分离器的冷却、除水后通过开启的第八自动阀进入第二吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第三自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。

此时，完成再生的第一吸附塔即可与第二吸附塔一起进行吸附干燥，从而进入如前所述的两个吸附塔同步吸附状态，其工作原理不再描述。

此后，第一、第二吸附塔切换工作状态，即第一吸附塔处于吸附状态，而第二吸附塔处于加热再生状态。

此时的第九自动阀开启，从而使加热再生总管开通，并关闭流量调节阀，从而切断吸附总管。从进气管进入的压缩气体通过第九自动阀、以及开启的第四自动阀后从第二吸附塔的出气口进入第二吸附塔内，从而对第二吸附塔进行加热再生，从第二吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第七自动阀进入再生总管内。然后一部分气体通过第一冷却器的冷却后进入第一气液分离器，另一部分气体则通过开启的第十自动阀进入第二冷却器进行冷却，再通过开启的第十二自动阀进入第一气液分离器，从而使第一、第二冷却器能实现对气体的快速冷却。此时，全部的再生气体经过第一气液分离器除水后通过开启的第六自动阀进入第一吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第一自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第二、第三、第五、第八、第十一自动阀应处于关闭状态。

需要说明的是，当进气管输入的压缩气体温度不够高从而无法对第二吸附塔进行充分的加热再生时，我们同样可开启加热器，从而对进入加热再生总管的气体进行强制加热，以实现对第二吸附塔快速、充分的加热再生。与前述相类似地，我们可开启流量调节阀，这样，从进气管进入的压缩气体一部分通过第九自动阀进入加热再生总管内，从而在不增加加热器的负载和功率的前提下，使再生气体具有较高的温度。在经过加热器的强制加热后通过开启的第四自动阀从第二吸附塔的出气口进入第二吸附塔内，从而对第二吸附塔进行快速高效的加热再生，从第二吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第七自动阀进入再生总管内，在通过第一冷却器冷却后进入第一气液分离器进行气水分离；与此同时，关闭第十自动阀以切断第一吸附分管，从进气管进入的压缩气体的另一部分通过部分开启的流量调节阀后进入第二吸附分管，在通过第二冷却器的冷却后通过开启的第十二自动阀同样进入第一气液分离器进行气水分离，全部的气体在经过第一气液分离器除水后通过开启的第六自动阀进入第一吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过开启的第一自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第二、第三、第五、第八、第十、第十一自动阀应处于关闭状态。通过对流量调节阀的调节，我们可控制进入加热再生总管的气体流量，从而控制加热再生气体的温度。

然后，第一吸附塔处于吸附状态，而第二吸附塔处于冷吹再生状态。

此时的第十一自动阀以及流量调节阀开启，从而使冷吹再生总管以及吸附总管开通，而第九、第十自动阀关闭，从而使加热再生总管以及第一吸附分管阻断。从进气管进入的压缩气体通过开启的流量调节阀后全部进入吸附总管内，然后经过流量调节阀后沿着第二吸附分管进入第二冷却器冷却，再经过第十一自动阀后进入第二气液分离器除水，除水后的低温气体通过第四自动阀后从第二吸附塔的出气口进入第二吸附塔内，从而对第二吸附塔进行快速冷吹再生，从第二吸附塔的进气口流出的再生气体则通过第七自动阀以及再生总管后进入第一吸附分管内。然后经过第一冷却器以及第一气液分离器的再次冷却、除水后再通过开启的第六自动阀进入第一吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体再通过第一自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。当然，此时的第二、第三、第五、第八、第十二也应自动阀应处于关闭状态。

需要说明的是，我们也可同时开启第十自动阀，这样，从进气管进入的压缩气体通过开启的流量调节阀后一部分通过第二冷却器冷却，然后经过开启的第十一自动阀后进入第二气液分离器除水，除水后的低温气体通过开启的第四自动阀后从第二吸附塔的出气口进入第二吸附塔内，从而对第二吸附塔进行冷吹再生，从第二吸附塔的进气口流出的再生气体则通过开启的第七自动阀以及再生总管后进入第一吸附分管内；与此同时，从流量调节阀流出的另一部分压缩气体通过开启的第十自动阀后与来自再生总管的再生气体会合，然后经过第一冷却器以及第一气液分离器的冷却、除水后再通过开启的第六自动阀进入第一吸附塔内进行吸附干燥，完成吸附干燥的气体则通过开启的第一自动阀从出气管输出，从而实现零气耗吸附干燥。

此时，完成再生的第二吸附塔即可与第一吸附塔一起进行吸附干燥，从而进入如前所述的两个吸附塔同时吸附状态，依次循环，吸干机即可实现连续的吸附干燥。

需要说明的是，所有的自动阀均可采用气动阀，以便其适应高温气体条件，延长使用寿命。

Claims (4)

1.一种零气耗余热再生式吸干机，包括输入压缩空气的进气管、输出干燥后的压缩空气的出气管、以及用于依次干燥压缩空气的第一吸附塔、第二吸附塔，其特征是，所述进气管分别与一加热再生总管和一吸附总管相并联，吸附总管经过一个流量调节阀后与第一、第二吸附分管相并联，第一吸附分管依次串接一个可自动控制通断的自动阀、第一冷却器以及第一气液分离器后与连接第一、第二吸附塔进气口的管路相并联，并在二条并联管路上分别设置自动阀，第二吸附分管依次串接一个第二冷却器、可自动控制通断的自动阀、第二气液分离器后与冷吹再生总管相连接，冷吹再生总管则与连接第一、第二吸附塔出气口的管路以及加热再生总管相并联，并在二条并联管路以及加热再生总管上分别设置自动阀，在第一吸附分管上与第一冷却器的进气口相连接处还连接有再生总管，该再生总管通过管路与第一、第二吸附塔的进气口相并联，并在两条并联管路上分别设置自动阀，所述出气管分别通过管路与第一、第二吸附塔的出气口相并联，并在二条并联管路上分别设置自动阀。

2.根据权利要求1所述的一种零气耗余热再生式吸干机，其特征是，所述加热再生总管上还串接有加热器。

3.根据权利要求1所述的一种零气耗余热再生式吸干机，其特征是，第一、第二冷却器的出气口通过管路相连通，并在连通管路上设有自动阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种零气耗余热再生式吸干机，其特征是，所述第一、第二吸附塔内的吸附剂采用氧化铝颗粒。