CN209865719U - 压缩空气三塔吸附干燥器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩空气三塔吸附干燥器，包括A塔、B塔、C塔三塔和加热器，三塔并联设置在进气主管和出气主管间，出气主管分设后置回气管，后置回气管通过支管与三塔顶部连通，三塔通过前置回气管连通进气主管，加热器的进气端分别通过第二支管与三塔的底端连通，加热器的出气端分别通过第三支管与三塔的顶端连通，后置回气管或前置回气管上设有空气增压装置，前置回气管连通进气主管，前置回气管上设有冷却器和气水分离器。本实用新型一种压缩空气三塔吸附干燥器，能够平衡循环气系统中因压缩气通过各部件和设备后降低的压力，保证气体能够顺利的循环回到系统中，同时还能降低能耗。

Description

压缩空气三塔吸附干燥器

技术领域

本实用新型属于压缩空气干燥技术领域，具体的说，涉及一种压缩空气三塔吸附干燥器。

背景技术

传统的压缩空气双塔吸附是以两个塔交替切换吸附和再生冷吹状态以实现压缩空气干燥。其中一个塔在高分压状态下，由干燥剂(如硅胶、活性氧化铝、分子筛等)吸收压缩空气中的水分，干燥后的压缩空气分流一部分经减压、加热后进入另一个塔对吸附剂进行解吸再生，即利用变温、变压吸附原理来实现吸附干燥过程的连续运行。但传统双塔流程的再生及冷吹气经减压至微正压或常压后将再生和冷吹气予以放空，造成一定量的气体损耗；另外再生塔是低压或常压状态，在与吸附塔切换过程中需要排气泄压和充气均压，这种按一定周期的连续切换过程会造成塔内吸附剂在升压降压过程中容易破碎，降低吸附剂的使用寿命。

现有的三塔吸附流程通过三个塔分别在吸附、冷吹、再生三个状态之间相互切换来实现气体的干燥。为了让再生、冷吹气循环利用以实现零气耗的目的，其通过对进气总管的气流进行分流，主管路气流经减压阀减压后进入吸附塔吸附干燥，而支管路气流则先后经过冷吹塔、加热器、再生塔、冷凝器和气水分离器后返回减压阀后、吸附塔之前的主管路，汇流后进入吸附塔吸附干燥。由于气流在经过冷吹塔、加热器、再生塔、冷凝器、气水分离器及沿路管路后，会由于摩擦等造成压力损失，所以采用吸附塔的主管路气流减压的方式来平衡支管路的气流压力损失，使减压阀后压力与汇流前的支管路的气流压力相同，以实现汇流。采用此方式的三塔流程，会人为造成吸附干燥系统进出口的气体压差较大，在后端使用压力相同的情况下，前端的气体压力需弥补系统造成的压力差，使得气源的压缩系统耗能较大；另外，此方式进入支管路的气体是未经过干燥的气体，进入再生塔内会影响再生深度，从而影响吸附干燥的深度。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种压缩空气三塔吸附干燥器，能够平衡循环气系统中因压缩气通过各部件和设备后降低的压力，保证气体能够顺利的循环回到系统中，同时还能降低能耗。

本实用新型目的是这样实现的：

一种压缩空气三塔吸附干燥器，包括A塔、B塔、C塔和加热器，所述A塔、B塔和C塔并联设置在进气主管和出气主管间，所述A塔的进气主管和出气主管连接部分别设有第一进气阀和第一出气阀，所述B塔的进气主管和出气主管连接部分别设有第二进气阀和第二出气阀，所述C塔的进气主管和出气主管连接部分别设有第三进气阀和第三出气阀，所述出气主管分设后置回气管，该后置回气管通过支管与所述A塔、B塔、C塔顶部连通并分别设有第一回气阀，所述A塔、B塔、C塔底部均连有第一支管，三条所述第一支管汇合成前置回气管并在该第一支管上设置第二回气阀，其关键在于：所述加热器的进气端分别通过第二支管与所述A塔、B塔、C塔的底端连通并在第二支管上均设置第一控制阀，该加热器的出气端分别通过第三支管与所述A塔、B塔、C塔的顶端连通并在第三支管上均设置第二控制阀，所述后置回气管或前置回气管上设有空气增压装置，所述前置回气管连通所述进气主管，该前置回气管上设有冷却器和气水分离器。

在三塔在吸附、吹冷、再生的三个状态中切换使用，通过控制系统控制各个阀门的开闭实现切换，以A塔吸附，B塔吹冷，C塔再生为例进行说明，压缩空气经进气主管进入A塔完成吸附后进入出气主管，大部分干燥后的压缩空气进入外供管路，分出部分干燥的压缩空气进入到后置回气管，经空气增压装置补偿压力后进入到经再生过的B塔进行冷吹，从B塔出来的压缩空气在B塔中得到一定程度上的加热，为下一步加热进行了预热，降低了后续加热的能耗，预热后进入到加热器中进一步加热，并通向C塔进行热再生，经C塔的压缩空气中含有解吸出的水汽，同时温度相对进入时有所下降，这时经冷却器冷却温度降低更快，冷却后经气水分离器分离出的气体汇至进气主管继续使用，实现零气耗，同时还能防止回收气体中的温度和水汽对处于吸附状态的吸附塔造成负担。其中空气增压装置根据进气主管与前置回气管的压力差值，压力的检测可在进气主管和前置回气管上设置压力表，实时检测，然后进行补充增压。

优选地，上述空气增压装置设置在所述前置回气管上。压缩气体在通过部件和设备后有一定的降压，可利用该部分小的压力变化，促进再生状态吸附塔中吸附剂的解吸效果；解吸效果略优于将空气增压装置设置在后置回气管的效果。

优选地，上述加热器为电加热器、余热回收加热器或燃气加热器。

优选地，上述空气增压装置为增压鼓风机、离心机、螺杆式风机或活塞式增压机。

优选地，上述冷却器为水冷却器、风冷却器或冷媒换热冷却器。

有益效果：

1、再生气和冷吹气循环系统中，未进行放空泄压，分出来的压缩空气在通过后循环后予以利用，实现零气耗；系统未采用变压吸附方式，对于再生气和冷吹气未进行增压和降压处理，因此没有均压过程，可避免吸附剂在增压和泄压过程中由于压力的变化而导致的吸附剂的破碎，从而提升吸附剂的使用寿命。

2、未采用干燥气降压的方式来保证循环气系统的压力平衡，而采取对再生、冷吹等气路少量气体的增压方式，可以控制整个压缩空气干燥系统不会由于节流而产生压力损失，使得整个系统更为节能。

3、再生气和冷吹气在总气量中占比可控制在较低的比例，增压机的处理负荷较小，设备采购成本较低。

4、分出来的部分干燥压缩空气先通向冷吹状态的吸附塔，带出吸附剂热量预热后再通过加热器加热，不仅降低了加热的能耗，而且加热器设备要求相对更低，降低了设备成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的系统结构示意图；

附图标记说明：

1为A塔、1a为第一进气阀、1b为第一出气阀、2为B塔、2a为第二进气阀、2b为第二出气阀、3为C塔、3a为第三进气阀、3b为第三出气阀、4为进气主管、5为出气主管、6为后置回气管、6a(即6a-1、6a-2、6a-3)为第一回气阀、7为前置回气管、7a(即7a-1、7a-2、7a-3)为第二回气阀、8为加热器、8a(即8a-1、8a-2、8a-3)为第一控制阀、8b(即8b-1、8b-2、8b-3)为第二控制阀、9为空气增压装置、10为冷却器、11为气水分离器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示：一种压缩空气三塔吸附干燥器，由A塔1、B塔2、C塔3和加热器8组成，所述A塔1、B塔2和C塔3并联设置在进气主管4和出气主管5间，所述A塔1的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第一进气阀1a和第一出气阀1b，所述B塔2的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第二进气阀2a和第二出气阀2b，所述C塔3的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第三进气阀3a和第三出气阀3b，所述出气主管5分设后置回气管6，该后置回气管6通过支管与所述A塔1、B塔2、C塔3顶部连通并分别设有第一回气阀6a，所述A塔1、B塔2、C塔3底部均连有第一支管，三条所述第一支管汇合成前置回气管7并在该第一支管上设置第二回气阀7a，所述加热器8的进气端分别通过第二支管与所述A塔1、B塔2、C塔3的底端连通并在该第二支管上均设置第一控制阀8a，该加热器8的出气端分别通过第三支管与所述A塔1、B塔2、C塔3的顶端连通并在该第三支管上均设置第二控制阀8b，所述后置回气管6上设有空气增压装置9，所述前置回气管7连通所述进气主管4，该前置回气管7上设有冷却器10和气水分离器11。所述加热器8为电加热器。所述空气增压装置9为增压鼓风机。所述冷却器10为水冷却器。

工作原理，如图1所示：

1、正常开机

开机时，阀门1a、1b开启，压缩空气自进气主管经阀门1a进入A塔塔顶，通过吸附剂吸附干燥后，干燥空气经阀门1b后进入出气总管全部供应后设备，同时加热器8通电开始预热。系统内其它阀门均处于关闭状态。

2、A塔吸附、B塔冷吹、C塔再生阶段

加热器8经一定时间的预热后，开启阀门6a-2、8b-2、8a-3、7a-3，同时开启增压机9，并为冷凝器10通入冷却水。部分的干燥气经主管分流后，再经增压机9增压进入再生冷吹管路。气流先经阀门6a-2进入B塔，通过塔体后经阀门8b-2进入加热器8，升温后的再生气经阀门8a-3进入C塔，对C塔中的吸附剂进行再生。再生气带走塔内水分后经阀门7a-3进入冷凝器10，将潮湿的热气冷却后进入气水分离器11，将冷凝的水与压缩空气分离，然后通过回气管路汇入进气总管。

3、A塔吸附后期

A塔吸附周期快结束时，关闭阀门6a-2、7a-3、8b-2、8a-3，同时暂停运行增压机，然后开启阀门2a、2b，此时A塔和B塔同时进行吸附干燥。

4、B塔吸附，预切换阶段

A、B塔同时吸附一定时间至A塔吸附周期结束后，关闭阀门1a、1b，此时B塔处于吸附阶段，A塔、C塔未通气。

5、B塔吸附、C塔冷吹、A塔再生阶段

B塔单独运行少量时间后，开启阀门6a-3、8b-3、8a-1、7a-1，同时恢复增压机运行。此时，部分的干燥气经主管分流，再经增压机9增压进入再生冷吹管路。气流先经阀门6a-3进入C塔，对C塔中经再生加热后的吸附剂进行冷吹降温，冷吹气通过塔体后经阀门8b-3进入加热器8，升温后的再生气经阀门8a-1进入A塔，对A塔中的吸附剂进行再生。再生气带走塔内水分后经阀门7a-1进入冷凝器10，将潮湿的热气冷却后进入气水分离器11，将冷凝的水与压缩空气分离，然后通过回气管路汇入进气总管。

6、重复步骤3、4、5，使A、B、C塔相互切换状态，实现对压缩空气的零气耗干燥。

实施例2

如图2所示：一种压缩空气三塔吸附干燥器，由A塔1、B塔2、C塔3和加热器8组成，所述A塔1、B塔2和C塔3并联设置在进气主管4和出气主管5间，所述A塔1的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第一进气阀1a和第一出气阀1b，所述B塔2的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第二进气阀2a和第二出气阀2b，所述C塔3的进气主管4和出气主管5连接部分别设有第三进气阀3a和第三出气阀3b，所述出气主管5分设后置回气管6，该后置回气管6通过支管与所述A塔1、B塔2、C塔3顶部连通并分别设有第一回气阀6a，所述A塔1、B塔2、C塔3底部均连有第一支管，三条所述第一支管汇合成前置回气管7并在该第一支管上设置第二回气阀7a，所述加热器8的进气端分别通过第二支管与所述A塔1、B塔2、C塔3的底端连通并在该第二支管上均设置第一控制阀8a，该加热器8的出气端分别通过第三支管与所述A塔1、B塔2、C塔3的顶端连通并在该第三支管上均设置第二控制阀8b，所述前置回气管7上设有空气增压装置9，所述前置回气管7连通所述进气主管4，该前置回气管7上设有冷却器10和气水分离器11。所述加热器8为电加热器。所述空气增压装置9为增压鼓风机。所述冷却器10为水冷却器。

工作原理，如图2所示：

1、正常开机

开机时，阀门1a、1b开启，压缩空气自进气主管经阀门1a进入A塔塔顶，通过吸附剂吸附干燥后，干燥空气经阀门1b后进入出气总管全部供应后设备，同时加热器8通电开始预热。系统内其它阀门均处于关闭状态。

2、A塔吸附、B塔冷吹、C塔再生阶段

加热器8经一定时间的预热后，开启阀门6a-2、8b-2、8a-3、7a-3，同时开启增压机9，并为冷凝器10通入冷却水。部分的干燥气经主管分流后进入再生冷吹管路。气流先经阀门6a-2进入B塔，通过塔体后经阀门8b-2进入加热器8，升温后的再生气经阀门8a-3进入C塔，对C塔中的吸附剂进行再生。再生气带走塔内水分后经阀门7a-3进入冷凝器10，将潮湿的热气冷却后进入气水分离器11，将冷凝的水与压缩空气分离，然后经增压机9增压后通过回气管路汇入进气总管。

3、A塔吸附后期

A塔吸附周期快结束时，关闭阀门6a-2、7a-3、8b-2、8a-3，同时暂停运行增压机，然后开启阀门2a、2b，此时A塔和B塔同时进行吸附干燥。

4、B塔吸附，预切换阶段

A、B塔同时吸附一定时间至A塔吸附周期结束后，关闭阀门1a、1b，此时B塔处于吸附阶段，A塔、C塔未通气。

5、B塔吸附、C塔冷吹、A塔再生阶段

B塔单独运行少量时间后，开启阀门6a-3、8b-3、8a-1、7a-1，同时恢复增压机运行。此时，部分的干燥气经主管分流后进入再生冷吹管路。气流先经阀门6a-3进入C塔，对C塔中经再生加热后的吸附剂进行冷吹降温，冷吹气通过塔体后经阀门8b-3进入加热器8，升温后的再生气经阀门8a-1进入A塔，对A塔中的吸附剂进行再生。再生气带走塔内水分后经阀门7a-1进入冷凝器10，将潮湿的热气冷却后进入气水分离器11，将冷凝的水与压缩空气分离，然后经增压机9增压后通过回气管路汇入进气总管。

6、重复步骤3、4、5，使A、B、C塔相互切换状态，实现对压缩空气的零气耗干燥。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种压缩空气三塔吸附干燥器，包括A塔(1)、B塔(2)、C塔(3)和加热器(8)，所述A塔(1)、B塔(2)和C塔(3)并联设置在进气主管(4)和出气主管(5)间，所述A塔(1)的进气主管(4)和出气主管(5)连接部分别设有第一进气阀(1a)和第一出气阀(1b)，所述B塔(2)的进气主管(4)和出气主管(5)连接部分别设有第二进气阀(2a)和第二出气阀(2b)，所述C塔(3)的进气主管(4)和出气主管(5)连接部分别设有第三进气阀(3a)和第三出气阀(3b)，所述出气主管(5)分设后置回气管(6)，该后置回气管(6)通过支管与所述A塔(1)、B塔(2)、C塔(3)顶部连通并分别设有第一回气阀(6a)，所述A塔(1)、B塔(2)、C塔(3)底部均连有第一支管，三条所述第一支管汇合成前置回气管(7)并在该第一支管上设置第二回气阀(7a)，其特征在于：所述加热器(8)的进气端分别通过第二支管与所述A塔(1)、B塔(2)、C塔(3)的底端连通并在该第二支管上均设置第一控制阀(8a)，该加热器(8)的出气端分别通过第三支管与所述A塔(1)、B塔(2)、C塔(3)的顶端连通并在该第三支管上均设置第二控制阀(8b)，所述后置回气管(6)或前置回气管(7)上设有空气增压装置(9)，所述前置回气管(7)连通所述进气主管(4)，该前置回气管(7)上设有冷却器(10)和气水分离器(11)。

2.根据权利要求1所述的压缩空气三塔吸附干燥器，其特征在于：所述空气增压装置(9)设置在所述前置回气管(7)上。

3.根据权利要求1所述的压缩空气三塔吸附干燥器，其特征在于：所述加热器(8)为电加热器、余热回收加热器或燃气加热器。

4.根据权利要求1所述的压缩空气三塔吸附干燥器，其特征在于：所述空气增压装置(9)为增压鼓风机、离心机、螺杆式风机或活塞式增压机。

5.根据权利要求1所述的压缩空气三塔吸附干燥器，其特征在于：所述冷却器(10)为水冷却器、风冷却器或冷媒换热冷却器。