CN205495300U

CN205495300U - 一种压缩空气干燥吸附系统

Info

Publication number: CN205495300U
Application number: CN201620251937.0U
Authority: CN
Inventors: 王新建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2026-03-30

Abstract

本实用新型涉及气体干燥领域，特指一种压缩空气干燥吸附系统，包括吸附塔两台、空气冷却器、风机、程序控制器、若干阀门、管道；所述吸附塔包括吸附塔外壳、吸附剂、换热管，两台吸附塔的换热管互相连通；所述吸附塔外壳上相对开设有压缩空气进口和压缩空气出口，两个吸附塔的压缩空气入口和压缩空气出口互相连接；通过控制阀门实现一台吸附塔处于吸附状态，另一台吸附塔处于再生状态。采用上述方案后能更高效、能耗更低的对压缩空气进行干燥处理。

Description

一种压缩空气干燥吸附系统

技术领域

本实用新型涉及气体干燥领域，特指一种压缩空气干燥吸附系统。

背景技术

压缩空气在许多行业中被大量地应用，为了获得干燥的压缩空气，需要对空压机产出的压缩空气进行处理，除去压缩空气中的水分。目前被广泛应用的干燥设备有吸附式干燥机和冷冻式干燥机。吸附式干燥机的除水效果好，但能耗比较高，而冷冻式干燥机能耗比较低，但除水效果差。

现有技术的压缩空气吸附塔是在一个容器内充填一定数量的吸附剂（分子筛、活性氧化铝、硅胶等），含水的压缩空气从容器的一端进入，通过吸附剂，压缩空气中的水分被吸附剂吸附，从而得到干燥的压缩空气，干燥的压缩空气从容器的另一端产出。由于吸附剂的吸附水分的能力是有限度的，当吸附足够多的水分后，其吸附能力会下降，甚至不吸附，这时就要对吸附剂进行再生脱水处理，吸附剂的再生可以是无热再生和有热再生。吸附剂在吸附压缩空气中的水分时，会释放出大量的热量（凝结热），吸附剂在再生脱水时，要吸收大量的热量（汽化热）。特别是在吸附塔脱水再生时，再生空气从入口至出口，经过与吸附剂的热交换和补充吸附剂脱水时的汽化热，温度迅速地降低。再生空气的温度直接决定了再生空气吸纳水蒸气的能力，再生空气温度高，可吸纳的水蒸气量就多，再生空气量就可相应减少。现有技术的吸附塔由于只依靠再生空气来携带热量，而受再生空气量的限制，不能迅速地将再生空气的温度提高（无热再生时会降低再生空气的温度），在较长时间内再生空气吸纳的水蒸汽少，导致再生空气用量增加，能耗增加。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种压缩空气干燥装置，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压缩空气干燥吸附系统，能更高效、能耗更低的对压缩空气进行干燥处理。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种压缩空气干燥吸附系统，包括吸附塔两台、空气冷却器、风机、程序控制器、若干阀门、管道；所述吸附塔包括吸附塔外壳、吸附剂、换热管，两台吸附塔的换热管互相连通；所述吸附塔外壳上相对开设有压缩空气进口和压缩空气出口，两个吸附塔的压缩空气入口和压缩空气出口互相连接；通过控制阀门实现一台吸附塔处于吸附状态，另一台吸附塔处于再生状态。

进一步，所述吸附塔外壳内部两侧设置有管板，所述管板上开设有若干通孔，所述换热管设置在两侧管板的通孔中；而所述吸附剂填充于管板之间，且换热管与吸附剂隔绝不相通；所述吸附塔外壳还包括两端的端盖，所述端盖上开设有换热介质进口或换热介质出口，所述换热介质进口或所述换热介质出口与换热管相连通。

采用上述方案后能更高效、能耗更低的对压缩空气进行干燥处理。

附图说明

图1为现有技术吸附塔结构图；

图2为吸附塔的结构图；

图3是图2的A向剖视图；

图4是吸附塔的剖视图；

图5是一种压缩空气干燥吸附系统的流程图之一；

图6是一种压缩空气干燥吸附系统的流程图之二；

图7是一种压缩空气干燥吸附系统的流程图之三。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是现有技术吸附塔的结构图，吸附塔体（03）两端有压缩空气口（01、02），吸附塔体（03）内部充满吸附剂（04）。为了防止吸附剂（04）跑出，在吸附塔体（03）内部装有过滤网（05、06）。干燥塔的工作方式分为吸附过程和再生过程。吸附过程：压缩空气从压缩空气口（01）进入，通过吸附剂（104）将压缩空气中的水分吸附到吸附剂（04）中，干燥的压缩空气从压缩空气口（02）产出。再生过程：再生空气从压缩空气口（02）进入，通过吸附剂（04）将其中的水分脱离，带水的空气从压缩空气口（01）排放至大气中。吸附剂在吸附压缩空气中的水分时，会释放出大量的热量（凝结热），吸附剂在再生脱水时，要吸收大量的热量（汽化热）。特别是在吸附塔脱水再生时，再生空气从压缩空气口（02）进入至压缩空气口（01）排出，再生空气吸纳水分的同时，通过与吸附剂（04）的热交换来补充吸附剂脱水时的汽化热，温度迅速地降低。再生尾气的温度直接决定了再生空气吸纳水蒸气的能力，再生尾气温度高，可吸纳的水蒸气量就多，再生空气量就可相应减少。现有技术的吸附塔由于只依靠再生空气来携带热量，而受再生空气量的限制，不能迅速地将再生尾气的温度提高（无热再生时会降低再生尾气的温度），在较长时间内再生空气吸纳的水蒸汽少，导致再生空气用量增加，能耗增加。在吸附塔吸附过程，压缩空气从压缩空气口（01）进入至压缩空气口（02）产出，压缩空气中的水分被吸附时，释放出热量（凝结热），这些热量一部分被压缩空气带走，其余的热量聚集在吸附塔内部，使吸附剂（04）的温度上升。吸附剂（04）升温后，吸附效率下降，只能提前结束吸附过程进行再生，降低了吸附剂（04）的吸附效率。

本实用新型的压缩空气的干燥方法和吸附塔就是针对现有技术吸附塔不能及时地排出凝结热，补充汽化热的问题作出的改进。以下作详细的说明。

图2-4是吸附塔示意图，由压缩空气进口（201）、压缩空气出口（202）、换热介质进口（203）、换热介质出口（204）、吸附塔外壳（205）、管板（206）、换热管（207）、端盖（208）构成，管板（206）上开设有若干通孔，换热管（207）设置在两侧管板（206）的通孔中；而吸附剂填充于管板（206）之间，且换热管（207）与吸附剂隔绝不相通；吸附塔外壳（205）还包括两端的端盖（208），端盖（208）上开设有换热介质进口（203）或换热介质出口（204），所述换热介质进口（203）或所述换热介质出口（204）与换热管相连通（207）。

由于本实用新型的吸附塔外壳（205）为横置的圆柱体结构，因此设置在吸附塔外壳（205）内部的管板（206）也为圆形结构，且管板（206）将换热介质进口（203）、换热介质出口（204）与压缩空气进口（201）、压缩空气出口（202）隔绝。

吸附塔外壳（205）内部充满吸附剂（分子筛、活性氧化铝、硅胶等），压缩空气从压缩空气进口（201）进入吸附塔内部，干燥的压缩空气从压缩空气出口（202）排出，换热介质（压缩空气、水、导热油、空气等）从换热介质进口（203）进入，在端盖（208）与管板（206）之间填充后，流入换热管（207）后，与吸附塔内部的吸附剂和压缩空气进行换热后，再从换热介质出口（204）排出，完成加热和冷却过程。

本装置的特点是不消耗压缩空气或少消耗压缩空气，利用放置于吸附塔内部的换热管对吸附剂和压缩空气进行加热或冷却，可以提高加热或冷却的效果，提供再生时的汽化热带走吸附热，保证压缩空气的达标，具有能耗低，吸附性能好的特点。

图5是一种压缩空气干燥吸附系统，由压空进口（301）、压空出口（302）、冷却水进口（303）、冷却水出口（304）、吸附塔A（305）、吸附塔B（306）、空气冷却器（307、308）、程序控制器（309）、切断阀（401-415）、止回阀（501、502）、截止阀（601）组成。T1-T6为温度计，用于监测相关的温度。P1、P2为压力表，用于检测进、出口的压力。LD为露点仪，用于监测出口压缩空气的露点温度。工作原理是：压缩空气从压空进口（301）进入，至压空出口（302）产出。程序控制器（309）控制切断阀（401-415）的开、关状态，使一个吸附塔（305、306）处于吸附状态，另一个处于再生状态。当处于吸附状态的吸附塔接近饱和时，两个吸附塔进行吸附状态和再生状态的转换，如此反复循环，以达到生产出干燥的压缩空气的目的。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于加热再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（410）→切断阀（407）→吸附塔B（306）→切断阀（405）→切断阀（412）→空气冷却器（307）→切断阀（402）→吸附塔A（305）→切断阀（408）→压空出口（302）→干燥空气。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于吹冷再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（401）→空气冷却器（307）→切断阀（403）→吸附塔B（306）→切断阀（407）→切断阀（411）→空气冷却器（308）→切断阀（404）→吸附塔A（305）→切断阀（408）→压空出口（302）→干燥空气。

干燥机吸附塔B（306）处于吸附过程、吸附塔A（305）处于加热再生时的压缩空气流程和干燥机吸附塔B（306）处于吸附过程，吸附塔A（305）处于吹冷再生过程时的压缩空气流程与上述流程原理相同。

图6是另一种压缩空气干燥吸附系统，由压空进气口（301）、压空出口（302）、冷却水进口（303）、冷却水出口（304）、吸附塔A（305）、吸附塔B（306）、空气冷却器（307、308）、程序控制器（309）、切断阀（401-412）、止回阀（501-504）、截止阀（601）组成。T1-T6为温度计，用于监测相关的温度。P1、P2为压力表，用于检测进、出口的压力。LD为露点仪，用于监测出口压缩空气的露点温度。工作原理是：压缩空气从压空进口（301）进入，至压空出口（302）产出。程序控制器（309）控制切断阀（401-415）的开、关状态，使吸附塔（305、306）一个处于吸附状态，另一个处于再生状态。当处于吸附状态的吸附塔接近饱和时，两个吸附塔进行吸附状态和再生状态的转换，如此反复循环，以达到生产出干燥的压缩空气的目的。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于加热再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（408）→切断阀（407）→吸附塔B（306）→止回阀（504）→切断阀（403）→空气冷却器（307）→吸附塔A（305）→切断阀（409）→压空出口（302）→干燥空气。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于吹冷再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（402）→空气冷却器（308）→吸附塔B（306）→切断阀（407）→切断阀（404）→空气冷却器（307）→吸附塔A（305）→切断阀（409）→压空出口（302）→干燥空气。

截止阀（601）用于旁通一部分高温压缩空气，目的是为了降低系统的阻力。

图7是又一种压缩空气干燥吸附系统，由压空进气口（301）、压空出口（302）、冷却水进口（303）、冷却水出口（304）、吸附塔A（305）、吸附塔B（306）、空气冷却器（307）、程序控制器（309）、排气消声器（310）、冷却风机（311）、冷却风进口（312）、冷却风出口（313）、切断阀（401-410）、止回阀（501-506）、截止阀（601）组成。T1-T6为温度计，用于监测相关的温度。P1、P2为压力表，用于检测进、出口的压力。LD为露点仪，用于监测出口压缩空气的露点温度。工作原理是：压缩空气从压空进口（301）进入，至压空出口（302）产出。程序控制器（309）控制切断阀（401-415）的开、关状态，使吸附塔（305、306）一个处于吸附状态，另一个处于再生状态。当处于吸附状态的吸附塔接近饱和时，两个吸附塔进行吸附状态和再生状态的转换，如此反复循环，以达到生产出干燥的压缩空气的目的。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于加热再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（408）→吸附塔B（306）→止回阀（506）→空气冷却器（307）→切断阀（401）→吸附塔A（305）→止回阀（501）→压空出口（302）→干燥空气。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于加热再生过程时的再生空气流程：从吸附塔A产出的干燥的压缩空气→切断阀（408）→截止阀（601）（用于调节再生空气的流量）→吸附塔B（306）→切断阀（404）→排气消声器（310）。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于吹冷再生过程时的压缩空气流程：（高温含水）压缩空气→压空进口（301）→切断阀（406）→空气冷却器（307）→切断阀（401）→吸附塔A（305）→止回阀（501）→压空出口（302）→干燥空气。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程，吸附塔B（306）处于吹冷再生过程时的再生空气流程：从吸附塔A产出的干燥的压缩空气→切断阀（408）→截止阀（601）（用于调节再生空气的流量）→吸附塔B（306）→切断阀（404）→排气消声器（310）。

干燥机吸附塔A（305）处于吸附过程和吹冷过程时的冷却风流程：环境风→冷却风进口（312）→冷却风机（311）→止回阀（503）→吸附塔A（305）→切断阀（409）→冷却风出口（406）。

干燥机吸附塔B（306）处于吸附过程和吹冷过程时的冷却风流程：环境风→冷却风进口（312）→冷却风机（311）→止回阀（504）→吸附塔B（306）→切断阀（410）→冷却风出口（406）。

干燥机吸附塔B（306）处于吸附过程、吸附塔A（305）处于加热再生时的流程和干燥机吸附塔B（306）处于吸附过程，吸附塔A（305）处于吹冷再生过程时的流程与上述流程原理相同。

Claims

1.一种压缩空气干燥吸附系统，其特征在于：包括吸附塔两台、空气冷却器、风机、程序控制器、若干阀门、管道；所述吸附塔包括吸附塔外壳、吸附剂、换热管，两台吸附塔的换热管互相连通；所述吸附塔外壳上相对开设有压缩空气进口和压缩空气出口，两个吸附塔的压缩空气入口和压缩空气出口互相连接；通过控制阀门实现一台吸附塔处于吸附状态，另一台吸附塔处于再生状态。

2.根据权利要求1所述的一种压缩空气干燥吸附系统，其特征在于：所述吸附塔外壳内部两侧设置有管板，所述管板上开设有若干通孔，所述换热管设置在两侧管板的通孔中；而所述吸附剂填充于管板之间，且换热管与吸附剂隔绝不相通；所述吸附塔外壳还包括两端的端盖，所述端盖上开设有换热介质进口或换热介质出口，所述换热介质进口或所述换热介质出口与换热管相连通。