CN208799946U - 一种新型零气耗余热循环干燥器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型零气耗余热循环干燥器，具有利用压缩机出口的余热，节能无气耗；增设再生干燥塔，防止冷却时干燥剂发生倒吸附，保证出气露点，包括两个冷却分离装置和吸附干燥装置，吸附干燥装置包括两个干燥塔、设在其顶部和底部的转向阀组，底部的转向阀组连接出气口，进气口一路连接V10转向阀、第一冷却分离装置、V12转向阀顶部的转向阀组，第二冷却分离装置的底部连接底部的转向阀组、顶部连接顶部的转向阀组；进气口另一路连接V9转向阀、加热补偿器、V12转向阀和再生干燥塔，再连接V11转向阀和V12转向阀；两个转向阀组在两个干燥塔之间切换，实现其一工作时，另一个进行加热再生或冷吹。本实用新型涉及一种压缩空气干燥净化技术领域。

Description

一种新型零气耗余热循环干燥器

技术领域

本实用新型涉及压缩空气干燥净化技术领域，尤其涉及一种新型零气耗余热循环干燥器。

背景技术

现有技术中，压缩气体净化设备在现代工业自动化生产中广泛应用，而吸附式干燥器又是净化设备重要的部分，吸附式干燥器原理是利用干燥剂对气体的水分进行吸附，使气体干燥度满足使用要求，为了使干燥剂可以重复利用，则需要对干燥剂进行再生脱附，恢复原来活性。由于气源压缩系统的大型化，行业使用率超过80％都是离心机式压缩机，压缩机排气温度高达100度，一般情况下很多厂家都没有利用这股压缩机余热用于干燥剂的脱附，就算有用上这股压缩机余热，但是也没有完全利用，冷却时还是会消耗相当一部分的气体，给用户带来大量的能源损耗，而且，这其中还有一个倒吸附现象是指干燥剂在脱水恢复吸水性过程中，先加热使干燥剂脱水，但是这会使干燥剂的温度升高，干燥剂在高温时是没有吸水性的，必须要把干燥剂冷却下来才行，然而一般厂家会用含水分的低温气体对干燥剂进行冷却，干燥剂在冷却过程中又把水分吸附了，使得干燥剂在脱水恢复吸水性过程效果不理想，这种称为倒吸附的问题并未解决。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种利用压缩机出口的余热，并能防止冷却时干燥剂发生倒吸附情况的新型零气耗余热循环干燥器。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种新型零气耗余热循环干燥器，包括第一冷却分离装置、第二冷却分离装置和吸附干燥装置，吸附干燥装置包括第一干燥塔和第二干燥塔以及设在吸附干燥装置顶部和底部的转向阀组，吸附干燥装置底部的转向阀组连接出气口，进气口的一路通过V10转向阀连接第一冷却分离装置，第一冷却分离装置通过V12转向阀连接吸附干燥装置顶部的转向阀组，第二冷却分离装置的底部连接吸附干燥装置底部的转向阀组，第二冷却分离装置的顶部连接吸附干燥装置顶部的转向阀组；进气口另一路通过V9转向阀连接加热补偿器，加热补偿器的出气端连接V12转向阀的进气端和再生干燥塔的顶部，再生干燥塔的底部通过V11转向阀连接V12转向阀的出气端；两个所述转向阀组在第一干燥塔和第二干燥塔之间切换，实现其中一干燥塔在工作的同时，另一干燥塔进行加热再生或者冷吹再生。

所述吸附干燥装置顶部的转向阀组包括V1转向阀、V2转向阀、V3转向阀和V4转向阀，V1转向阀、V2转向阀、V4转向阀和V3转向阀之间依次串接连接形成回路，V1转向阀和V2转向阀之间的管路连接V11转向阀和V12转向阀的共同出气端，V1转向阀和V3转向阀之间的管路连接第一干燥塔的顶部，V2转向阀和V4转向阀之间的管路连接第二冷却器的顶部，V3转向阀和V4转向阀之间的管路连接第二冷却器的顶部；吸附干燥装置底部的转向阀组包括V5转向阀、V6转向阀、V7转向阀和V8转向阀，V5转向阀、V6转向阀、V8转向阀和V7转向阀之间依次串接连接形成回路，V5转向阀和V7转向阀之间的管路连接第一干燥塔的底部，V6转向阀和V8转向阀之间的管路连接第二干燥塔的底部，V5转向阀和V6转向阀之间的管路连接第二冷却器的底部，V7转向阀和V8转向阀之间的管路连接出气口；V1转向阀、V2转向阀、V3转向阀、V4转向阀、V5转向阀、V6转向阀、V7转向阀和V8转向阀均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱进行电性连接。

所述V9转向阀、V10转向阀、V11转向阀、V12转向阀均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱进行电性连接。

所述第一干燥塔和第二干燥塔分别设有第二温度传感器和第一温度传感器，并与PLC程控箱进行电性连接。

所述再生干燥塔设有第三温度传感器，并与PLC程控箱进行电性连接。

所述第一冷却分离装置包括第一冷却器和第一气水分离器，并通过连接管道连接，第一气水分离器设有液态水自动排放阀和手动阀。

所述第二冷却分离装置包括第二冷却器和第二气水分离器，并通过连接管道连接，第二气水分离器设有液态水自动排放阀和手动阀。

所述吸附干燥装置与出气口之间还设有除尘过滤器。

所述连接方式为管路，管路的外表面设有保温层。

所述第一干燥塔、第二干燥塔、再生干燥塔和加热补偿器的外表面设有保温层。

有益效果是：与现有技术相比，本实用新型整个干燥过程充分利用压缩机出口的余热，并没有气体消耗，节能性优越；增设再生干燥塔，主要作用是先吸附掉低温气体中的水分，再用脱水彻底的冷气对第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂进行冷吹再生，使得第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂脱水而恢复吸水性的效果大大提高，防止第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂在冷却过程中又把水分吸附了，而发生倒吸附情况，保证出气露点。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型第一干燥塔工作，第二干燥塔加热再生，再生干燥塔的底部温度低于110℃的气流示意图；

图3为本实用新型第一干燥塔工作，第二干燥塔加热再生，再生干燥塔的底部温度达到110℃的气流示意图；

图4为本实用新型第一干燥塔工作，第二干燥塔冷吹再生的气流示意图；

图5为本实用新型第二干燥塔工作，第一干燥塔加热再生，再生干燥塔的底部温度低于110℃的气流示意图；

图6为本实用新型第二干燥塔工作，第一干燥塔加热再生，再生干燥塔的底部温度达到110℃的气流示意图；

图7为本实用新型第二干燥塔工作，第一干燥塔冷吹再生的气流示意图。

图中标号为：11、第一干燥塔，12、第二干燥塔，2、再生干燥塔，3、加热补偿器，41、第一冷却器，42、第二冷却器，51、第一气水分离器，52、第二气水分离器，6、除尘过滤器，7、PLC程控箱，8、管路，101、V1转向阀，102、V2转向阀，103、V3转向阀，104、V4转向阀，105、V5转向阀，106、V6转向阀，107、V7转向阀，108、V8转向阀，109、V9转向阀，110、V10转向阀，111、V11转向阀，112、V12转向阀，201、第二温度传感器，202、第一温度传感器，203、第三温度传感器。

具体实施方式

如图1-图7所示，一种新型零气耗余热循环干燥器，包括第一冷却分离装置、第二冷却分离装置和吸附干燥装置，第一冷却分离装置包括第一冷却器41和第一气水分离器51，并通过连接管道连接，第一气水分离器51设有液态水自动排放阀和手动阀，第二冷却分离装置包括第二冷却器42和第二气水分离器52，并通过连接管道连接，第二气水分离器52设有液态水自动排放阀和手动阀，吸附干燥装置包括第一干燥塔11和第二干燥塔12以及设在吸附干燥装置顶部和底部的转向阀组，所述吸附干燥装置顶部的转向阀组包括V1转向阀101、V2转向阀102、V3转向阀103和V4转向阀104，V1转向阀101、V2转向阀102、V4转向阀104和V3转向阀103之间依次串接连接形成回路，V1转向阀101和V2转向阀102之间的管路8连接V11转向阀111和V12转向阀112的共同出气端，V1转向阀101和V3转向阀103之间的管路8连接第一干燥塔11的顶部，V2转向阀102和V4转向阀104之间的管路8连接第二冷却器42的顶部，V3转向阀103和V4转向阀104之间的管路8连接第二冷却器42的顶部；吸附干燥装置底部的转向阀组包括V5转向阀105、V6转向阀106、V7转向阀107和V8转向阀108，V5转向阀105、V6转向阀106、V8转向阀108和V7转向阀107之间依次串接连接形成回路，V5转向阀105和V7转向阀107之间的管路8连接第一干燥塔11的底部，V6转向阀106和V8转向阀108之间的管路8连接第二干燥塔12的底部，V5转向阀105和V6转向阀106之间的管路8连接第二冷却器42的底部，V7转向阀107和V8转向阀108之间的管路8经由除尘过滤器6连接出气口，出气口的干燥干净气体可用于用于的终端设备；V1转向阀101、V2转向阀102、V3转向阀103、V4转向阀104、V5转向阀105、V6转向阀106、V7转向阀107和V8转向阀108均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱7进行电性连接。进气口充换压缩机得到带有余热的压缩空气，进气口的一路通过V10转向阀110连接第一冷却器41和第一气水分离器51，再通过V12转向阀112连接吸附干燥装置顶部的V1转向阀101和V2转向阀102之间的管路8；进气口另一路通过V9转向阀109连接加热补偿器3，加热补偿器3的出气端连接V12转向阀112的进气端和再生干燥塔2的顶部，再生干燥塔2的底部通过V11转向阀111连接V12转向阀112的出气端；两个所述转向阀组在第一干燥塔11和第二干燥塔12之间切换，实现其中一干燥塔在工作的同时，另一干燥塔进行加热再生或者冷吹再生。所述V9转向阀109、V10转向阀110、V11转向阀111、V12转向阀112均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱7进行电性连接。所述第一干燥塔11和第二干燥塔12分别设有第二温度传感器201和第一温度传感器202，并与PLC程控箱7进行电性连接。所有部件连接成一个封闭回路。所述再生干燥塔2设有第三温度传感器203，并与PLC程控箱7进行电性连接。与现有技术相比，本实用新型整个干燥过程充分利用压缩机出口的余热，并没有气体消耗，节能性优越；增设再生干燥塔2，主要作用是先吸附掉低温气体中的水分，再用脱水彻底的冷气对第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂进行冷吹再生，使得第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂脱水而恢复吸水性的效果大大提高，防止第一干燥塔和第二干燥塔的干燥剂在冷却过程中又把水分吸附了，而发生倒吸附情况，保证出气露点。温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，温度传感器的工作原理这就要从热电偶测温原理说起，热电偶是一种感温元件，它利用两种不同的材料组成的闭合电路；当两端的温度不同时，就会有电流产生，并通过电气仪表一次仪表把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表二次仪表转换成被测介质的温度。所述的转向阀可以为球阀或者蝶阀。PLC程控箱7，即是可编程逻辑控制器，英文为ProgrammableLogic Controller，简称PLC，是一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成的。

优选的，所述连接方式为管路8，管路8的外表面设有保温层。保温层能减少管路8表面的能量流失，节约能源。

优选的，所述第一干燥塔11、第二干燥塔12、再生干燥塔2和加热补偿器3的外表面设有保温层。保温层能减少干燥塔塔体表面的能量流失，节约能源。

工作流程：

工作流程的周期包括4个阶段：1、第一干燥塔11工作，第二干燥塔12加热再生；2、第一干燥塔11工作，第二干燥塔12冷吹再生；3、第二干燥塔12工作，第一干燥塔11加热再生；4、第二干燥塔12工作，第一干燥塔11冷吹再生。

阶段1、第一干燥塔11工作，第二干燥塔12加热再生。如图2所示，进气口从压缩机引进带有余热的压缩气体，当再生干燥塔2底部的第三温度传感器203测得温度低于设定温度110℃时，PLC程控箱7发出指令，此时V10转向阀110和V12转向阀112关闭，V9转向阀109开启，气体进入干燥器的进气口，先经过加热补偿器3加热后达130℃，经再生干燥塔2、V11转向阀111，V2转向阀102进入第二干燥塔12顶部，热气自上而下对再生干燥塔2、第二干燥塔12的干燥剂进行加热再生，通过再生干燥塔2、第二干燥塔12后的热气体经V6转向阀106进入第二冷却器42，对气体进行冷却到40℃，然后通过第二分离器分离出液态水后，不带游离水的气体通过V3转向阀103进入第一干燥塔11由上向下被第一干燥塔11内的吸附剂吸附干燥，后经V7转向阀107流入除尘过滤器6，除去所携带的吸附剂粉尘后，流出出气口。经过一定时间的加热后，再生干燥塔2、第二干燥塔12内温度均自上而下逐渐升高，其塔内的吸附剂得以再生。如图3所示，第三温度传感器203不停地将温度信号发送至PLC程控箱7，当再生干燥塔2底部的第三温度传感器203测得温度升高至设定温度110℃时，PLC程控箱7内部通过运算比较，并发出指令，V12转向阀112打开、V11转向阀111关闭。此时，经过加热补偿器3加热后达130℃的热空气就会旁路再生干燥塔2，即不经由再生干燥塔2，而是经V12转向阀112、V2转向阀102进入第二干燥塔12顶部，直接对第二干燥塔12的干燥剂进行加热再生。

阶段2、第一干燥塔11工作，第二干燥塔12冷吹再生。如图4所示，第二温度传感器201不停地将温度信号发送至PLC程控箱7，进气口的气体温度已经达到了105℃，当第二干燥塔12的中下部的第二温度传感器201测得温度升高至设定110℃时，此时加热再生阶段结束，PLC程控箱7内部通过运算比较，并发出指令，加热补偿器3停止工作，V10转向阀110打开，V9转向阀109关闭，V11转向阀111打开，V12转向阀112关闭。这时气体改为从V10转向阀110进入第一冷却器41，对气体由进气105℃进行冷却到40℃，然后通过第一分离器分离出液态水后，然后不带游离水的气体进入再生干燥塔2，由上而下对被加热了的再生干燥塔2的吸附剂进行冷吹降温，再生干燥塔2在降温的同时对空气进行吸附干燥，防止低温时再生气的水分带入第一干燥塔11或者第二干燥塔12，影响吸附效果，此时被干燥后气体通过V11转向阀111和V2转向阀102进入第二干燥塔12，由上而下对吸附剂进行冷吹降温。这时冷吹气体则被加热后流出第二干燥塔12，经由V6转向阀106进入第二冷却器42，对气体进行冷却到40℃，然后通过第二分离器分离出液态水后，不带游离水的气体通过V3转向阀103进入第一干燥塔11、由上而下被第一干燥塔11内的吸附剂吸附干燥，后经V7转向阀107流入除尘过滤器6，除去所携带的吸附剂粉尘后，流出出气口。

阶段3、第二干燥塔12工作，第一干燥塔11加热再生。如图5所示，第三温度传感器203不停地将温度信号发送至PLC程控箱7，当再生干燥塔2底部的第三温度传感器203测得温度低于设定温度110℃时，PLC程控箱7内部通过运算比较，并发出指令，此时V10转向阀110和V12转向阀112关闭，V9转向阀109开启，气体进入干燥器的进气口，先经过加热补偿器3加热后达130℃，经再生干燥塔2、V11转向阀111和V1转向阀101进入第一干燥塔11顶部，自上而下对再生干燥塔2、第一干燥塔11的干燥剂进行加热再生，通过再生干燥塔2、第一干燥塔11后的热气体经V5转向阀105进入第二冷却器42，对气体进行冷却到40℃，然后通过第二分离器分离出液态水后，不带游离水的气体通过阀V4转向阀104进入第二干燥塔12由上向下被第二干燥塔12内的吸附剂吸附干燥，后经V8转向阀108流入除尘过滤器6，除去所携带的吸附剂粉尘后，流出出气口。经过一定时间的加热后，再生干燥塔2、第一干燥塔11内温度均自上而下逐渐升高，其塔内的吸附剂得以再生。如图6所示，当再生干燥塔2底部的第三温度传感器203测得温度升高至设定温度110℃时，PLC程控箱7发出指令，V12转向阀112打开、V11转向阀111关闭。此时，经过加热补偿器3加热后达130℃的热空气会旁路再生干燥塔2，即是不经由再生干燥塔2，经V12转向阀112和V1转向阀101进入第一干燥塔11顶部，直接对第一干燥塔11的干燥剂进行加热再生。

阶段4、第二干燥塔12工作，第一干燥塔11冷吹再生。如图7所示，第一温度传感器202不停地将温度信号发送至PLC程控箱7，进气口的气体温度已经达到了105℃，当第一干燥塔11中下部的第一温度传感器202测得温度升高至设定的110℃时，此时加热再生阶段结束，PLC程控箱7内部通过运算比较，并发出指令，加热补偿器3停止工作，V10转向阀110打开，V9转向阀109关闭，V11转向阀111打开，V12转向阀112关闭，这时气体改为经由V10转向阀110进入第一级冷却器，对气体由进气的105℃进行冷却到40℃，然后通过第一分离器分离出液态水后，不带游离水的气体通过再生干燥塔2上部向下对被加热了的吸附剂进行冷吹降温，再生干燥塔2在降温的同时对空气进行吸附干燥，防止低温时再生气的水分带入主干燥罐，影响吸附效果，此时被干燥后气体通过V11转向阀111、V1转向阀101进入第一干燥塔11的顶部，由上而向下对吸附剂进行冷吹降温。这时冷吹气体则被加热后流出第一干燥塔11经V5转向阀105进入第二冷器冷却器，对气体进行冷却到40℃，然后通过第二分离器分离出液态水后，不带游离水的气体通过V4转向阀104进入第二干燥塔12由上向下被第二干燥塔12内的吸附剂吸附干燥，后经V8转向阀108流入除尘过器，除去所携带的吸附剂粉尘后，流出出气口。

以上为设备的一个完整工作周期，系统会不断循环运行。经过总共4小时的干燥工作——加热再生、干燥工作——冷吹再生后，进行切换，即原来进行干燥工作的干燥塔变为再生，再生完毕的干燥塔变为干燥工作，如此重复上述过程。从以上整个过程可知：没有消耗再生用气，故没有排气污染和噪音。同时第一干燥塔11、第二干燥塔12在各自的冷吹再生的时侯，用的是经由再生干燥塔2干燥后的空气，所以并没有发生所谓的“倒吸附”现象。

由于负载变化、季节性气候变化等因素会影响干燥器的热再生效果，故第一温度传感器202、第二温度传感器201和第三温度传感器203的控制温度参数可通过PLC程控器就地或远传随意自行设定，以达到最佳热再生效果。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种新型零气耗余热循环干燥器，包括第一冷却分离装置、第二冷却分离装置和吸附干燥装置，吸附干燥装置包括第一干燥塔(11)和第二干燥塔(12)以及设在吸附干燥装置顶部和底部的转向阀组，吸附干燥装置底部的转向阀组连接出气口，其特征在于，进气口的一路通过V10转向阀(110)连接第一冷却分离装置，第一冷却分离装置通过V12转向阀(112)连接吸附干燥装置顶部的转向阀组，第二冷却分离装置的底部连接吸附干燥装置底部的转向阀组，第二冷却分离装置的顶部连接吸附干燥装置顶部的转向阀组；进气口另一路通过V9转向阀(109)连接加热补偿器(3)，加热补偿器(3)的出气端连接V12转向阀(112)的进气端和再生干燥塔(2)的顶部，再生干燥塔(2)的底部通过V11转向阀(111)连接V12转向阀(112)的出气端；两个所述转向阀组在第一干燥塔(11)和第二干燥塔(12)之间切换，实现其中一干燥塔在工作的同时，另一干燥塔进行加热再生或者冷吹再生。

2.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述吸附干燥装置顶部的转向阀组包括V1转向阀(101)、V2转向阀(102)、V3转向阀(103)和V4转向阀(104)，V1转向阀(101)、V2转向阀(102)、V4转向阀(104)和V3转向阀(103)之间依次串接连接形成回路，V1转向阀(101)和V2转向阀(102)之间的管路(8)连接V11转向阀(111)和V12转向阀(112)的共同出气端，V1转向阀(101)和V3转向阀(103)之间的管路(8)连接第一干燥塔(11)的顶部，V2转向阀(102)和V4转向阀(104)之间的管路(8)连接第二冷却器(42)的顶部，V3转向阀(103)和V4转向阀(104)之间的管路(8)连接第二冷却器(42)的顶部；吸附干燥装置底部的转向阀组包括V5转向阀(105)、V6转向阀(106)、V7转向阀(107)和V8转向阀(108)，V5转向阀(105)、V6转向阀(106)、V8转向阀(108)和V7转向阀(107)之间依次串接连接形成回路，V5转向阀(105)和V7转向阀(107)之间的管路(8)连接第一干燥塔(11)的底部，V6转向阀(106)和V8转向阀(108)之间的管路(8)连接第二干燥塔(12)的底部，V5转向阀(105)和V6转向阀(106)之间的管路(8)连接第二冷却器(42)的底部，V7转向阀(107)和V8转向阀(108)之间的管路(8)连接出气口；V1转向阀(101)、V2转向阀(102)、V3转向阀(103)、V4转向阀(104)、V5转向阀(105)、V6转向阀(106)、V7转向阀(107)和V8转向阀(108)均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱(7)进行电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述V9转向阀(109)、V10转向阀(110)、V11转向阀(111)、V12转向阀(112)均包括电磁阀、回讯开关、电控气动转向阀，并与PLC程控箱(7)进行电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述第一干燥塔(11)和第二干燥塔(12)分别设有第二温度传感器(201)和第一温度传感器(202)，并与PLC程控箱(7)进行电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述再生干燥塔(2)设有第三温度传感器(203)，并与PLC程控箱(7)进行电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述第一冷却分离装置包括第一冷却器(41)和第一气水分离器(51)，并通过连接管道连接，第一气水分离器(51)设有液态水自动排放阀和手动阀。

7.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述第二冷却分离装置包括第二冷却器(42)和第二气水分离器(52)，并通过连接管道连接，第二气水分离器(52)设有液态水自动排放阀和手动阀。

8.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述吸附干燥装置与出气口之间还设有除尘过滤器(6)。

9.根据权利要求1所述的一种新型零气耗余热循环干燥器，其特征在于，所述第一干燥塔(11)、第二干燥塔(12)、再生干燥塔(2)和加热补偿器(3)的外表面设有保温层。