CN207576091U - 一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机 - Google Patents

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张剑敏
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Abstract

本实用新型公开一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,包括:第一吸附塔和第二吸附塔的两端分别连接进气口和排气口;两阀件连接第一吸附塔的上端和第二吸附塔的上端;加热器连接第十一阀件与第十二阀件至再生源出口;鼓风机设于再生气源出口与十七阀件之间;第十五阀件连接热交换器的热回收废气入口与第九阀件和第十阀件之间,第十四阀件连接主排气管与第十六阀件,第十三阀件连接主排气管与第十七阀件和鼓风机之间;冷却器连接第十一阀件与第十二阀件至再生气源出口;本实用新型将再生排气中的大量废热回收,转换成再生气源的初级热源,加热器负荷和综合能耗明显减少,比普通零气耗鼓风加热吸附式干燥机节约15%以上运行费用的目标。

Description

一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机
技术领域
本实用新型涉及压缩气体净化干燥的技术领域,尤其涉及一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机的技术领域。
背景技术
现有技术中制取低露点压缩空气的干燥装置主要有无热再生吸附式干燥机、微热再生吸附式干燥机、冷冻吸附组合式干燥机、压缩热再生吸附式干燥机和鼓风再生吸附式干燥机,其中鼓风再生吸附式干燥机相比其它类型的吸附式干燥机具有适用空气压缩机类型广、压力损失小、再生耗气量少、综合能耗低及运行费用省等特出优点,越来越受到空压站设计单位和用气部门的重视。常见的鼓风加热吸附式干燥机为微气耗鼓风加热再生吸附式干燥机,其主要由二个吸附塔、设置在吸附塔内的吸附剂、鼓风机、加热器(电、蒸汽或其它热源)、连接管道阀件、控制单元和支撑结构等组成。工作时,一个塔吸附压缩空气中水分,另一个塔进行内部吸附剂的再生,吸附剂吸附、脱附循环工作,从而持续稳定地制取低露点的压缩空气。在吸附过程从压缩空气中吸附了大量水分的吸附剂,必须在吸附剂的再生过程中将水分脱除,且吸附剂的温度不能太高(温度太高的吸附剂其吸附水分的能力会很弱甚至完全丧失吸附能力)。
吸附剂的再生过程又可分为加热再生和吹冷再生两个阶段。在加热再生阶段,吸附剂被由鼓风机吸入且被电或蒸汽等加热后的源源不断的高温正压环境空气加热并脱除水分,脱除的水分最终伴随再生气流释放到环境空气中,再生气流中的余热亦作为废热被排放到环境空气中。在吹冷再生阶段,空气在一个由鼓风机、吸附塔(装填满吸附剂的容器)、冷却器和连接管道组成的闭环中运行,吸收吸附剂热量后温度升高的空气则在冷却器中被冷却水或其它冷却介质冷却,冷却后的空气被鼓风机吸入送到吸附床中,循环运行,通过连续的吹冷循环对再生塔进行冷却、降温,使再生塔内的吸附剂床层逐步被空气冷却达到满足进行吸附的条件,为下一步的吸附工作做好准备。在整个再生和吹冷过程中,再生气源仅为环境空气,没有产生气耗,但会消耗电能和(或)热能,而普通的鼓风加热再生吸附干燥机还需消耗部分常温干燥成品压缩空气作为吹冷气体对吸附床层进行冷却,但吹冷过程无需消耗电能和(或)热能,也不需要设置冷却器,不需要提供冷却水源。
实用新型内容
针对上述问题,提供一种在保持零气耗、不增加压缩空气阻力的前提下,利用热交换器回收利用再生排气中的大量废热作为再生气的初级热源,从而实现综合能耗更低、运行费用更省的用来净化干燥气体的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机。
为了实现上述目的,采取的技术方案如下:
一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,包括:
第一吸附塔1,所述第一吸附塔1的上端通过第一阀件10连接第一管路的进口端,所述第一管路的出口端连接排气口;所述第一吸附塔1的下端通过第七阀件16连接第二管路的出口端,所述第二管路的进口端连接进气口;
第二吸附塔2,所述第二吸附塔2的上端通过第二阀件11连接所述第一管路的进口端,所述第二吸附塔2的下端通过第八阀件17连接所述第二管路的出口端;
第九阀件18和第十阀件19,所述第九阀件18和所述第十阀件19的一端连接所述第一吸附塔1的下端,所述第九阀件18和所述第十阀件19的另一端连接所述第二吸附塔2的下端;
第十一阀件20和第十二阀件21,所述第十一阀件20和所述第十二阀件21的一端连接所述第一吸附塔1的上端,所述第十一阀件20和所述第十二阀件21的另一端连接所述第二吸附塔2的上端;
第三阀件12和第四阀件13,所述第三阀件12和所述第四阀件13的一端连接所述第一吸附塔1的上端,所述第三阀件12和所述第四阀件13的另一端连接所述第二吸附塔2的上端;所述第三阀件12和所述第四阀件13之间通过一第三管路连接于所述第一阀件10和所述第二阀件11之间;
热交换器7,所述热交换器7设有再生气源入口、再生气源出口、热回收废气入口和热回收废气出口;所述再生气源出口设有吸气消音过滤器;
加热器5,所述加热器5的一端连接于所述第十一阀件20和所述第十二阀件21之间,所述加热器5的另一端连接于第十七阀件26的一端,所述第十七阀件26的另一端连接于鼓风机3的一端,所述鼓风机的另一端连接于所述再生气源出口;
第十五阀件24,所述第十五阀件24的一端连接于所述热回收废气入口,所述第十五阀件24的另一端通过主排气管32连接于所述第九阀件18和所述第十阀件19之间;
第十六阀件25,所述第十六阀件25的入口端连接于所述热回收废气出口;
第十四阀件23,所述第十四阀件23的一端连接所述主排气管32,所述第十四阀件23的另一端连接所述第十六阀件25的入口端;
第十三阀件22,所述第十三阀件22的一端连接所述主排气管32,第十三阀件22的另一端连接于所述第十七阀件26与所述鼓风机3之间;
冷却器6,所述冷却器6的一端通过第十八阀件27连接于所述第十一阀件20和所述第十二阀件21之间,所述冷却器6的另一端连接于所述再生气源出口。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,包括:第一排气消音器8和第二排气消音器9;第五阀件14的一端连接于所述第一吸附塔1的下端,所述第五阀件14的另一端连接所述第一排气消音器8;第六阀件15的一端连接于所述第二吸附塔2的下端,所述第六阀件15的另一端连接所述第二排气消音器9。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,包括:若干温度传感器包括第一温度传感器28、第二温度传感器29和第三温度传感器30;所述第一温度传感器28设置于所述加热器5与所述第十二阀件21之间;所述第二温度传感器29设置于所述主排气管32;所述第三温度传感器30设置于所述加热器。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,包括:压力传感器31,所述压力传感器31设置于所述热交换器7与所述第十五阀件24之间。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,所述热交换器7为管壳式换热器、板式换热器或板翅式换热器。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,所述热交换器为逆流、错流或混合流热交换。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,所述热交换器7的冷热二侧流体的阻力很小,二侧阻力之和不超过2kPa。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,所述热交换器耐受温度不低于160℃。
上述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,所述鼓风机3为耐高温型鼓风机,所述鼓风机3允许最高吸气温度不低于100℃。
上述技术与现有技术相比具有的积极效果是:
本实用新型的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机将再生排气中的大量废热回收,转换成再生气源的初级热源,加热器负荷和综合能耗明显减少,仅用少量的设备成本投入即可实现比普通零气耗鼓风加热吸附式干燥机节约15%以上运行费用的目标。
附图说明
图1为本实用新型的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机的第一吸附塔吸附,第二吸附塔加热再生的工作示意图;
图2为本实用新型的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机的第一吸附塔吸附,第二吸附塔吹冷再生的工作示意图。
附图中:1、第一吸附塔;2、第二吸附塔;3、鼓风机;4、吸气消音过滤器;5、加热器;6、冷却器7、热交换器;8、第一排气消音器;9、第二排气消音器;10、第一阀件;11、第二阀件;12、第三阀件13、第四阀件;14、第五阀件;15、第六阀件;16、第七阀件;17、第八阀件;18、第九阀件;19、第十阀件;20、第十一阀件;21、第十二阀件;22、第十三阀件;23、第十四阀件;24、第十五阀件;25、第十六阀件;26、第十七阀件;27、第十八阀件;28、第一温度传感器;29、第二温度传感器;30、第三温度传感器;31、压力传感器。32、主排气管。
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说明,但不作为本实用新型的限定。
图1为本实用新型的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机的第一吸附塔附,第二吸附塔加热再生的工作示意图。图2为本实用新型的热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机的第一吸附塔吸附,第二吸附塔吹冷再生的工作示意图。
请参见图1至图2所示,在一种较佳的实施例中,示出了一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其中,包括:
第一吸附塔1,第一吸附塔1的上端通过第一阀件10连接第一管路的进口端,第一管路的出口端连接排气口;第一吸附塔1的下端通过第七阀件16连接第二管路的出口端,第二管路的进口端连接进气口。
第二吸附塔2,第二吸附塔2的上端通过第二阀件11连接第一管路的进口端,第二吸附塔2的下端通过第八阀件17连接第二管路的出口端。
第九阀件18和第十阀件19,第九阀件18和第十阀件19的一端连接第一吸附塔1的下端,第九阀件18和第十阀件19的另一端连接第二吸附塔2的下端。
第十一阀件20和第十二阀件21,第十一阀件20和第十二阀件21的一端连接第一吸附塔1的上端,第十一阀件20和第十二阀件21的另一端连接第二吸附塔2的上端。
第三阀件12和第四阀件13,第三阀件12和第四阀件13的一端连接第一吸附塔1的上端,第三阀件12和第四阀件13的另一端连接第二吸附塔2的上端;第三阀件12和第四阀件13之间通过一第三管路连接于第一阀件10和第二阀件11之间。
热交换器7,热交换器7设有再生气源入口、再生气源出口、热回收废气入口和热回收废气出口;再生气源出口设有吸气消音过滤器。
加热器5,加热器5的一端连接于第十一阀件20和第十二阀件21之间,加热器5的另一端连接于第十七阀件26的一端,第十七阀件26的另一端连接于鼓风机3的一端,鼓风机的另一端连接于再生气源出口。
第十五阀件24,第十五阀件24的一端连接于热回收废气入口,第十五阀件24的另一端通过主排气管32连接于第九阀件18和第十阀件19之间。
第十六阀件25,第十六阀件25的入口端连接于热回收废气出口。
第十四阀件23,第十四阀件23的一端连接主排气管32,第十四阀件23的另一端连接第十六阀件25的入口端。
第十三阀件22,第十三阀件22的一端连接主排气管32,第十三阀件22的另一端连接于第十七阀件26与鼓风机3之间。
冷却器6,冷却器6的一端通过第十八阀件27连接于第十一阀件20和第十二阀件21之间,冷却器6的另一端连接于再生气源出口。
以上仅为本实用新型较佳的实施例,并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。
进一步,在一种较佳实施例中,包括:第一排气消音器8和第二排气消音器9;第五阀件14的一端连接于第一吸附塔1的下端,第五阀件14的另一端连接第一排气消音器8;第六阀件15的一端连接于第二吸附塔2的下端,第六阀件15的另一端连接第二排气消音器9。
进一步,在一种较佳实施例中,包括:若干温度传感器包括第一温度传感器28、第二温度传感器29和第三温度传感器30;第一温度传感器28设置于加热器5与第十二阀件21之间;第二温度传感器29设置于主排气管32;第三温度传感器30设置于加热器。
进一步,在一种较佳实施例中,压力传感器31,压力传感器31设置于热交换器7与第十五阀件24之间。
进一步,在一种较佳实施例中,热交换器7为管壳式换热器、板式换热器或板翅式换热器。
进一步,在一种较佳实施例中,热交换器为逆流、错流或混合流热交换。
进一步,在一种较佳实施例中,热交换器7的冷热二侧流体的阻力很小,二侧阻力之和不超过2kPa。
进一步,在一种较佳实施例中,热交换器耐受温度不低于160℃。
进一步,在一种较佳实施例中,鼓风机3为耐高温型鼓风机,鼓风机3允许最高吸气温度不低于100℃。
本实用新型除上述是实施例外,还具有如下的工作方法,请参见图1至图2所示;
吸附流程:第二阀件11、第三阀件12、第五阀件14、第八阀件17、第九阀件18、第十一阀件20关闭,第一阀件10和第七阀件16打开,未经处理的压缩空气进入干燥机,经由第七阀件16自下而上通过第一吸附塔1,压缩空气中含有的水分被吸附剂吸附,而干燥的压缩空气则由第一阀件10进入排气口。
再生流程(与吸附流程同时进行):同时,另一个吸附塔必须准备进行吸附剂水分脱附排放的再生解吸流程。这一准备流程包含了5个程序:1)泄压排放;2)加热再生;3)吹冷再生;4)塔体蓄压;5)准备状态等流程。
1)泄压排放流程
泄压排放期间,第二吸附塔2压力经由第六阀件15排放,第六阀件15为排放阀门。第二排气消音器9将压缩空气排入大气中直到第二吸附塔2内压力达到与大气压力相同。
2)加热再生流程
在鼓风加热再生阶段,第二阀件11、第四阀件13、第六阀件15、第八阀件17、第九阀件18、第十一阀件20、第十二阀件22、第十四阀件23、第十八阀件27关闭,第十阀件19、第十二阀件21、第十五阀件24、第十六阀件25和第十七阀件26打开,鼓风机3运转,来自环境空气的再生气源被吸入吸气消音过滤器4,经热交换器7预热后,进入鼓风机3,经由第十七阀件26至加热器5加热,然后再经由第十二阀件21由上而下进入第二吸附塔2加热潮湿的吸附剂床层并脱除吸附剂中的水分,含有水分的高温再生排气经第十阀件19、主排气管32、第十五阀件24流入热交换器7,将再生排气中的大量废热转换成再生气源的初级热源后,再生排气连同其中含有的大量水分再经第十六阀件25一起排放到环境空气中。回收了大量废热的再生气源再经由鼓风机3增压、加热器5加热后进入第二吸附塔2进行加热再生,加热器5负荷明显减小。该流程是开式循环。
3)吹冷再生流程
加热再生阶段结束后,吸附剂床层是呈现高温及干燥状态,此时必须实施冷却流程才能准备进行吸附。加热器5停止加热,第十四阀件23、第十五阀件24、第十七阀件26关闭,第十三阀件22和第十八阀件27打开,鼓风机3和冷却器6运转,第二吸附塔2内部的留存的高温正压空气,经第十二阀件21和第十八阀件27进入冷却器6冷却,冷却后的正压空气作为吹冷气经热交换器7(不发生热交换)后被吸入鼓风机3增压,经第十三阀件22、第十阀件19,自下而上进入第二吸附塔2对吸附剂进行吹冷再生,通过闭式内循环的形式逐步降低吸附剂床层的温度。
4)塔体蓄压流程
在吹冷再生流程结束后,鼓风机3和冷却器6停止运行,第十阀件19、第十二阀件21、第十三阀件22和第十八阀件27关闭,第四阀件13打开,干燥压缩空气经由第四阀件13自上而下流入第二吸附塔2,直至第二吸附塔2内空气充满,并达到操作压力,此时作为再生塔的第二吸附塔2即可切换为吸附塔使用。
5)准备状态流程
第二吸附塔2作为再生塔已经蓄好压力在等待切换为吸附流程状态。当第一吸附塔1的吸附剂很快达到吸附饱和状态时,系统将切换吸附塔以持续进行干燥,在切换后上述流程将完全重复一次,切换后第二吸附塔2吸附,第一吸附塔1再生。
本实用新型的热回收型零气耗鼓风再生吸附式干燥机在保持零气耗、不增加压缩空气阻力的前提下,将再生排气中的大量废热回收,转换成再生气源的初级热源,加热器负荷和综合能耗明显减少,仅用少量的设备成本投入即可实现比普通零气耗鼓风加热吸附式干燥机节约15%以上运行费用的目标。
以上仅为本实用新型较佳的实施例,并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,包括:
第一吸附塔(1),所述第一吸附塔(1)的上端通过第一阀件(10)连接第一管路的进口端,所述第一管路的出口端连接排气口;所述第一吸附塔(1)的下端通过第七阀件(16)连接第二管路的出口端,所述第二管路的进口端连接进气口;
第二吸附塔(2),所述第二吸附塔(2)的上端通过第二阀件(11)连接所述第一管路的进口端,所述第二吸附塔(2)的下端通过第八阀件(17)连接所述第二管路的出口端;
第九阀件(18)和第十阀件(19),所述第九阀件(18)和所述第十阀件(19)的一端连接所述第一吸附塔(1)的下端,所述第九阀件(18)和所述第十阀件(19)的另一端连接所述第二吸附塔(2)的下端;
第十一阀件(20)和第十二阀件(21),所述第十一阀件(20)和所述第十二阀件(21)的一端连接所述第一吸附塔(1)的上端,所述第十一阀件(20)和所述第十二阀件(21)的另一端连接所述第二吸附塔(2)的上端;
第三阀件(12)和第四阀件(13),所述第三阀件(12)和所述第四阀件(13)的一端连接所述第一吸附塔(1)的上端,所述第三阀件(12)和所述第四阀件(13)的另一端连接所述第二吸附塔(2)的上端;所述第三阀件(12)和所述第四阀件(13)之间通过一第三管路连接于所述第一阀件(10)和所述第二阀件(11)之间;
热交换器(7),所述热交换器(7)设有再生气源入口、再生气源出口、热回收废气入口和热回收废气出口;所述再生气源出口设有吸气消音过滤器;
加热器(5),所述加热器(5)的一端连接于所述第十一阀件(20)和所述第十二阀件(21)之间,所述加热器(5)的另一端连接于第十七阀件(26)的一端,所述第十七阀件(26)的另一端连接于鼓风机(3)的一端,所述鼓风机的另一端连接于所述再生气源出口;
第十五阀件(24),所述第十五阀件(24)的一端连接于所述热回收废气入口,所述第十五阀件(24)的另一端通过主排气管(32)连接于所述第九阀件(18)和所述第十阀件(19)之间;
第十六阀件(25),所述第十六阀件(25)的入口端连接于所述热回收废气出口;
第十四阀件(23),所述第十四阀件(23)的一端连接所述主排气管(32),所述第十四阀件(23)的另一端连接所述第十六阀件(25)的入口端;
第十三阀件(22),所述第十三阀件(22)的一端连接所述主排气管(32),第十三阀件(22)的另一端连接于所述第十七阀件(26)与所述鼓风机(3)之间;
冷却器(6),所述冷却器(6)的一端通过第十八阀件(27)连接于所述第十一阀件(20)和所述第十二阀件(21)之间,所述冷却器(6)的另一端连接于所述再生气源出口。
2.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,包括:第一排气消音器(8)和第二排气消音器(9);第五阀件(14)的一端连接于所述第一吸附塔(1)的下端,所述第五阀件(14)的另一端连接所述第一排气消音器(8);第六阀件(15)的一端连接于所述第二吸附塔(2)的下端,所述第六阀件(15)的另一端连接所述第二排气消音器(9)。
3.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,包括:若干温度传感器包括第一温度传感器(28)、第二温度传感器(29)和第三温度传感器(30);所述第一温度传感器(28)设置于所述加热器(5)与所述第十二阀件(21)之间;所述第二温度传感器(29)设置于所述主排气管(32);所述第三温度传感器(30)设置于所述加热器(5)。
4.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,包括:压力传感器(31),所述压力传感器(31)设置于所述热交换器(7)与所述第十五阀件(24)之间。
5.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,所述热交换器(7)为管壳式换热器、板式换热器或板翅式换热器。
6.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,包括:所述热交换器(7)为逆流、错流或混合流热交换。
7.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,所述热交换器(7)的冷热二侧流体的阻力很小,二侧阻力之和不超过2kPa。
8.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,所述热交换器(7)耐受温度不低于160℃。
9.根据权利要求1所述一种热回收型零气耗鼓风加热吸附式干燥机,其特征在于,所述鼓风机(3)为耐高温型鼓风机,所述鼓风机(3)允许最高吸气温度不低于100℃。
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CN108654329A (zh) * 2018-07-18 2018-10-16 唐铁桥 低能耗加热吸附式干燥机
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