CN207641251U - 空气干燥预冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空气干燥预冷器，包括：空气加热器，所述空气加热器的壳体形成有第一管道，所述第一管道内设有多个第二管道，所述第一管道内通有高温压缩空气；与所述空气加热器相连接的空气冷却器，用于将高温圧缩空气进行降温形成气水混合物，以及分别与所述空气加热器、所述空气冷却器连接的气水分离器，所述气水分离器将经空气冷却器降温后的气水混合物进行气水分离，并将除水后的降温压缩气体通入所述第二管道，与所述第一管道内的高温圧缩空气进行热量交换。本实用新型可以不使用蒸汽/热水，也可以预先降低高温圧缩空气的温度，减少冷却介质的使用量。

Description

空气干燥预冷器

技术领域

本实用新型涉及预冷器领域，特别涉及一种空气干燥预冷器。

背景技术

在生物发酵的时候需要使用压缩空气，但是空压机压缩出来的空气温度过高且含水量过高或相对湿度过高，需要降低压缩空气的温度，降低温度后的压缩空气会有水分凝结出来，然后需要气水分离，除水降低含水量/相对湿度，又因为发酵罐需要对压缩空气的温度有要求，故降低温度后的压缩空气需要进行升温。高温的压缩空气(约100-200℃)进入冷却器与冷却水换热降温，使压缩空气内的气态的水凝结成液态的水，然后经过气水分离器分离水和气；然后经过蒸汽或热水加热器进行加热，达到使用的压缩空气温度。但是该技术方案存在以下缺陷：(1)需要大量的冷却水进行冷却；(2)使用蒸汽/热水进行压缩空气的加热处理，造成资源的大量浪费。

实用新型内容

为了解决该技术问题，本实用新型提供了一种空气干燥预冷器，用于解决现有技术中冷却水消耗多，加热处理造成资源浪费的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种空气干燥预冷器，包括：空气加热器，所述空气加热器的壳体形成有第一管道，所述第一管道内设有多个第二管道，所述第一管道内通有高温压缩空气；与所述空气加热器相连接的空气冷却器，用于将高温圧缩空气进行降温形成气水混合物，以及分别与所述空气加热器、所述空气冷却器连接的气水分离器，所述气水分离器将经空气冷却器降温后的气水混合物进行气水分离，并将除水后的降温压缩气体通入所述第二管道，与所述第一管道内的高温圧缩空气进行热量交换。

本实用新型通过在空气加热器中的第一管道内通入高温圧缩气体，将气水分离器中经降温除水后的降温压缩气体返回至空气加热器中的第二管道内，利用高温压缩空气本身的温度给经过降温并进行气水分离后的低温空气进行升温，这样既能节约蒸汽/热水；又可预先降低高温压缩空气的温度，使进入冷却器的高温压缩空气的温度降低，这样可减少冷却介质的使用量。

本实用新型的进一步改进在于，所述空气冷却器的壳体形成有第三管道，所述第三管道内设有多个第四管道，所述第三管道与所述第一管道连接以通有高温压缩空气，所述第四管道内通有冷却介质。在第三管道里通入第一管道传入的高温圧缩空气，而在第四管道内通入循环水或者冷冻水。

本实用新型的进一步改进在于，所述空气冷却器包括相互连接的循环水换热器和冷冻水换热器，所述循环水换热器的一端与所述空气加热器连接，所述冷冻水换热器的一端与所述气水分离器连通。如果高温压缩空气需要降到小于循环水的温度时，只用循环水的话达不到要求，但是如果只用冷冻水，冷冻水的用量又太大，增加使用成本，造成浪费。故使用循环水换热器先把压缩空气预先降低温度，然后再使用冷冻水换热器降低压缩空气温度，然后除水，达到使用要求。

本实用新型的进一步改进在于，所述循环水换热器中设有循环水管道，所述冷冻水换热器中设有冷冻水管道。

本实用新型的进一步改进在于，所述循环水换热器和冷冻水换热器均为套片式翅片管换热器或串片式翅片管换热器。

本实用新型的进一步改进在于，还包括旁路管道，所述旁路管道的一端连通于所述空气加热器靠近所述气水分离器的一侧，所述旁路管道的另一端连通于所述空气冷却器靠近所述空气加热器的一侧。当出气的温度过高时，通过将旁路阀门打开，让一部分高温压缩气体通过旁路管道直接从空气加热器的末端进入空气冷却器，减少与降温压缩气体的交换热量的气体，降低出气温度。

本实用新型的进一步改进在于，其特征在于，所述旁路管道上设有阀门，用于控制所述旁路管道的开合。

本实用新型的进一步改进在于，所述气水分离器的底部设有冷凝水出口。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：

本实用新型通过在空气加热器中的第一管道内通入高温圧缩气体，将气水分离器中经降温除水后的降温压缩气体返回至空气加热器中的第二管道内，利用高温压缩空气本身的温度给经过降温并进行气水分离后的低温空气进行升温，这样既能节约蒸汽/热水；又可预先降低高温压缩空气的温度，使进入冷却器的高温压缩空气的温度降低，这样可减少冷却介质的使用量。

附图说明

图1为本实用新型中空气干燥预冷器的主视图；

图2为本实用新型中空气干燥预冷器的侧视图；

图3为本实用新型中空气干燥预冷器的俯视图；

图4为本实用新型中空气加热器的剖视图；

图5为本实用新型中空气加热器的侧视图；

图6为本实用新型中空气冷却器的剖视图；

图7为本实用新型中空气冷却器的侧视图。

附图标记

1、空气加热器；11、第一管道；12、第二管道；13、进气口；14、出气口；2、空气冷却器；21、第三管道；22、第四管道；23、循环水换热器；24、冷冻水换热器；25、冷冻水管道；26、循环水管道；3、气水分离器；31、冷凝水出口；4、旁路管道；41、阀门；5、折流板。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

本实用新型提供了一种空气干燥预冷器。常规的空气干燥预冷器是将高温圧缩空气通过空气冷却器进行换热降温，使得高温圧缩空气内的气态水凝结成液态水，在通过气水分离器将液态水除去，然后再将降温后的压缩空气经过蒸汽或者热水加热器进行加热处理，从而达到使用的压缩空气温度。在此过程中需要大量的冷却水进行冷却后又使用蒸汽或者热水进行加热处理，浪费了大量能源。本实用新型通过将降温后的压缩空气返回至空气加热器中与高温圧缩空气进行热量交换，使得高温压缩空气的温度下降，降温压缩气体的温度升高，节约了材料。下面结合附图对本实用新型的空气干燥预冷器结构进行说明。

参阅图1～5，本实用新型为一种空气干燥预冷器，包括空气加热器1、空气冷却器2以及气水分离器3。其中，空气加热器1的壳体形成第一管道11，用于通入高温压缩空气，在壳体中均匀设有多根管道，作为第二管道12，在该第二管道12内通入待加热气体；空气冷却器2的一端与空气加热器1相连通，空气加热器1中的高温压缩气体流入该空气冷却器2中，利用空气冷却器2中的低温介质进行降温处理；因为在降温过程中会有水分凝结出来，形成气水混合物，所以就需要进行气水分离；气水分离器3与空气加热器1、空气冷却器2均连通，将在空气冷气器2中产生的气水混合物分离成降温压缩气体和液体，液体从气水分离器3底部的冷凝水出口31流出，降温压缩气体从气水分离器3出流出返回至空气加热器1中的第二管道12中作为待加热气体与第一管道11中的高温压缩气体进行热量交换，使得高温压缩气体的温度降低，减少冷却介质的使用量，而第二管道12中的降温压缩气体的温度升高，不需要使用蒸汽或者热水再对降温压缩气体进行加热，节约材料和成本。

结合图6、7，同样地，空气冷却管2的壳体形成了第三管道21，在壳体中设有多根第四管道22；第三管道21与第一管道11连通，通入高温压缩气体，在第四管道21中通入对高温压缩气体进行冷却的冷却介质，对高温压缩气体进行冷却形成气液混合物。并且，空气冷却器2中又包含了相互连接的循环水换热器23以及冷冻水换热器24，这两者都是套片式翅片管换热器或串片式翅片管换热器，其中，循环水换热器23的一端与空气加热器1连接，冷冻水换热器24的一端与气水分离器3连接，所以高温压缩气体先通过循环水换热器23后再通过冷冻水换热器24。在实际应用中，如果高温压缩空气需要降到小于循环水的温度时，只用循环水的话达不到要求，但是如果只用冷冻水，冷冻水的用量又太大，增加使用成本，造成浪费。故使用循环水换热器23先把高温压缩空气预先降低温度，然后再使用冷冻水换热器24降低压缩空气温度，然后通过气水分离器进行除水，从而达到使用要求。

高温压缩气体通入在循环水换热器23和冷冻水换热器24的壳体中，然后在循环水换热器23上的循环水管道中通入冷却的循环水，在冷冻水换热器24上的冷冻水管道中通入冷冻水。

在空气加热器1和空气冷气器2之间还连接有旁路管道4，其一端连接在空气加热器1的末端，即靠近气水分离器3的一侧，另一端连接在空气冷却器2的始端，即空气冷却器2靠近空气加热器的一侧；在旁路管道4上设有阀门41，用于控制旁路管道4的开合。旁路管道4的主要作用是调节出气温度；如果出气温度过高，旁路管道4上的阀门41逐渐打开，让一部分高温压缩空气直接由旁路管道直接进入空气加热器1的末端然后进去空气冷却器2，这样便可减少与待加热气体换热的高温压缩气体，即可降低出气温度；如果出气温度过低，旁路管道上的阀门41逐渐关闭，减少从旁路管道4直接进入空气加热器1的末端进入空气冷却器2的高温气体，这样便可增加与待加热气体换热的高温压缩气体，即可升高出气温度。

为了使得待加热气体和高温压缩气体交换热量的路径以及高温压缩气体与冷却介质的路径均增长，在空气加热器1和空气冷却器2的管道中均设有折流板5，折流板5设置在空气加热器1和空气冷却器2的上下两侧，并且上侧和下侧的折流板5间隔交叉设置。

实际使用中，高温压缩空气经由高温压缩空气进气口13进入空气加热器1中的第一管道11，与第一管道11内的除水后的降温压缩空气逆流换热；换热完毕的高温压缩空气的温度降低，然后进入空气冷却器2，根据客户要求选用循环水换热器23或循环水换热器23和冷冻水换热器24：

如对高温圧缩空气的降温要求较低，只选用循环水换热器23即可，那么高温压缩空气与只与循环水换热降温，然后进入气水分离器3；

如对高温圧缩空气的降温要求较高，选用循环水换热器23和冷冻水换热器24，高温压缩空气先与循环水换热器23中的循环水管道26中的循环水换热降温，然后再与冷冻水换热器24中的冷冻水管道25中的冷冻水换热降温，然后进入气水分离器3；

经过气水分离器3后的除水后的降温压缩空气进入空气加热器1的第二管道12，与第一管道11中的高温压缩空气进行换热，升温达到客户使用要求，且出气温度可以调节。

调节出气温度方法如下：如果出气温度过高，旁路管道4上的阀门41逐渐打开，让一部分高温压缩空气直接走旁路管道4直接进入空气加热器1的末端然后进去冷却器，这样便可减少与待加热气体换热的高温气体，即可降低出气温度；如果出气温度过低，旁路管道4上的阀门41逐渐关闭，减少从旁路管道4直接进入空气加热器1的末端然后进去空气冷却器2的高温气体，这样便可增加与待加热气体换热的高温气体，即可升高出气温度。

本实用新型通过在空气加热器中的第一管道内通入高温圧缩气体，将气水分离器中经降温除水后的降温压缩气体返回至空气加热器中的第二管道内，利用高温压缩空气本身的温度给经过降温并进行气水分离后的低温空气进行升温，这样既能不使用蒸汽/热水；又可预先降低高温压缩空气的温度，使进入冷却器的高温压缩空气的温度降低，这样可减少冷却水的使用量，并且最终的出气温度也是可以调节的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种空气干燥预冷器，其特征在于，包括：

空气加热器，所述空气加热器的壳体形成有第一管道，所述第一管道内设有多个第二管道，所述第一管道内通有高温压缩空气；

与所述空气加热器相连接的空气冷却器，用于将高温圧缩空气进行降温形成气水混合物，以及

分别与所述空气加热器、所述空气冷却器连接的气水分离器，所述气水分离器将经空气冷却器降温后的气水混合物进行气水分离，并将除水后的降温压缩气体通入所述第二管道，与所述第一管道内的高温圧缩空气进行热量交换。

2.根据权利要求1所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述空气冷却器的壳体形成有第三管道，所述第三管道内设有多个第四管道，所述第三管道与所述第一管道连接以通有高温压缩空气，所述第四管道内通有冷却介质。

3.根据权利要求1所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述空气冷却器包括相互连接的循环水换热器和冷冻水换热器，所述循环水换热器的一端与所述空气加热器连接，所述冷冻水换热器的一端与所述气水分离器连通。

4.根据权利要求3所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述循环水换热器中设有循环水管道，所述冷冻水换热器中设有冷冻水管道。

5.根据权利要求3所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述循环水换热器和冷冻水换热器均为套片式翅片管换热器或串片式翅片管换热器。

6.根据权利要求1所述的空气干燥预冷器，其特征在于，还包括旁路管道，所述旁路管道的一端连通于所述空气加热器靠近所述气水分离器的一侧，所述旁路管道的另一端连通于所述空气冷却器靠近所述空气加热器的一侧。

7.根据权利要求6所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述旁路管道上设有阀门，用于控制所述旁路管道的开合。

8.根据权利要求1所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述气水分离器的底部设有冷凝水出口。

9.根据权利要求1所述的空气干燥预冷器，其特征在于，所述空气加热器和所述空气冷却器的管道内均设有折流板。