CN210751961U - 一种低压空气脱水的变压吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气干燥的领域，公开了一种低压空气脱水的变压吸附装置，包括干燥空气总管、均压总管、湿空气总管、空气总管、鼓风机、真空泵和若干吸附塔。吸附塔内设置有干燥剂。吸附塔连通干燥空气总管和进气控制阀并设置有出气控制阀。出气管通过均压支管连通均压总管。均压支管设置有均压控制阀。进气管通连通湿空气总管和空气吸管并设置有湿空气控制阀和吸气控制阀。真空泵设置于湿空气总管。鼓风机设置于空气总管。空气进入吸附塔后，空气中的水分被干燥剂吸附。在升压阶段，采用自吸空气升压，减少鼓风机输入吸附塔的气量，降低了能耗。同时减少了返回升压的产品气的气量，增加了产品气收率。

Description

一种低压空气脱水的变压吸附装置

技术领域

本实用新型涉及空气干燥的领域，具体而言，涉及一种低压空气脱水的变压吸附装置。

背景技术

目前空气干燥主要有三种方式：冷冻式干燥、微热再生吸附式干燥、冷冻和微热再生吸附组合式干燥。对于大量应用低压(0.1-0.3MPaG)干燥空气的场合：如将压力升至0.65-0.8MPaG进行干燥，则导致压缩能耗过高；如采用直接加压至(0.1-0.3MPaG)进行干燥，则会出现冷冻机或外加热源使用能耗过高的情况，而且由于吸附压力低常压解吸，产品气量损失大，带来额外的压缩机功耗损失。

同时，现有技术的空气脱水的变压吸附装置的干燥空气收率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低压空气脱水的变压吸附装置，其能够提高干燥空气收率，降低干燥能耗。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：包括干燥空气总管、均压总管、湿空气总管、空气总管、鼓风机、真空泵和若干吸附塔；所述吸附塔内设置有干燥剂；

所述吸附塔顶部均通过出气管连通所述干燥空气总管，所述出气管设置有出气控制阀；所述吸附塔底部均通过进气管连通所述空气总管，所述进气管设置有进气控制阀；

所述出气管于所述出气控制阀和吸附塔之间通过均压支管连通所述均压总管；所述均压支管设置有均压控制阀；

所述进气管于所述进气控制阀和吸附塔之间通过湿空气支管连通所述湿空气总管；所述湿空气支管设置有湿空气控制阀；所述进气管于所述进气控制阀和吸附塔之间还设置有空气吸管，所述空气吸管设置有吸气控制阀；所述进气管于所述空气吸管和湿空气支管之间通过逆放支管连通所述逆放总管，所述逆放支管设置有逆放控制阀；

所述真空泵设置于所述湿空气总管，以使所述真空泵能够对若干所述吸附塔抽真空；

所述鼓风机设置于所述空气总管，以使所述鼓风机能够对若干所述吸附塔加压。

进一步地，所述吸附塔设置有4个。

进一步地，所述均压总管设置有1个，每个所述吸附塔均连通所述均压总管。

进一步地，还设置有备用吸附塔；所述备用吸附塔与所述吸附塔并联。

进一步地，所述空气总管设置有滤网。

进一步地，所述湿空气总管还设置有抽真空缓冲罐，以使所述吸附塔内的气体经过所述抽真空缓冲罐后被所述真空泵抽取。

进一步地，所述干燥剂为氧化铝或硅胶或3A分子筛或任意两者的混合物或三者的混合物。

进一步地，所述出气控制阀、进气控制阀、湿空气控制阀、均压控制阀和吸气控制阀均通过PLC控制器或DCS控制。

本实用新型的有益效果是：

空气进入吸附塔后，空气中的水分被干燥剂吸附，从而对空气进行干燥。吸附干燥水分后，干燥的产品空气去用户。逆放和抽真空均为解吸吸附剂吸附的水蒸气。在升压阶段，由于吸附塔内为负压，采用自吸空气升压，减少鼓风机输入吸附塔的气量，降低了能耗；同时减少了返回升压的产品气的气量，增加了产品气收率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型设置备用吸附塔的示意图。

图标：1-干燥空气总管，11-出气管，111-出气控制阀，2-均压总管、21- 均压支管，211-均压控制阀，3-湿空气总管、31-湿空气支管，311-湿空气控制阀，4-空气总管、41-进气管，411-进气控制阀，42-滤网，5-鼓风机、6-真空泵，61-抽真空缓冲罐，7-吸附塔，71-备用吸附塔，8-空气吸管，9-吸气控制阀，10-逆放总管，101-逆放支管，1011-逆放控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

请参照图1和图2，本实施例提供一种低压空气脱水的变压吸附装置，包括干燥空气总管1、均压总管2、湿空气总管3、空气总管4、鼓风机5、真空泵6和若干吸附塔7。吸附塔7内设置有干燥剂。本实施例中，干燥剂选择氧化铝或硅胶或3A分子筛或任意两者的混合物或三种的混合物。

吸附塔7顶部均通过出气管11连通干燥空气总管1，出气管11设置有用于控制吸附塔7内干燥空气排出的控制阀。吸附塔7底部均通过进气管41连通空气总管4，进气管41设置有用于控制空气进入吸附塔7内的进气控制阀 411。

出气管11于出气控制阀111和吸附塔7之间通过均压支管21连通均压总管2。均压支管21设置有均压控制阀211。

进气管41于进气控制阀411和吸附塔7之间通过湿空气支管31连通湿空气总管3。湿空气支管31设置有控制吸附塔7内的湿空气排出的湿空气控制阀 311。进气管41于进气控制阀411和吸附塔7之间还设置有空气吸管8，空气吸管8设置有吸气控制阀9。进气管41于空气吸管8和湿空气支管31之间通过逆放支管101连通逆放总管10，逆放支管101设置有逆放控制阀1011。

真空泵6设置于湿空气总管3远离湿空气控制阀311的一端，当真空泵6 工作且吸附塔7的湿空气控制阀311打开时，真空泵6能够对吸附塔7抽真空。湿空气总管3还设置有抽真空缓冲罐61，以使吸附塔7内的气体经过抽真空缓冲罐61后被真空泵6抽取。鼓风机5设置于空气总管4，以使鼓风机5能够对若干吸附塔7加压。

本实用新型的低压空气脱水的变压吸附装置设置有四个吸附塔7。四个吸附塔7分别为吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D。本实施例中，以吸附塔A为例描述整个脱水工艺步序过程，吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D的工艺过程相同于吸附塔A的工艺过程。本实用新型的时序控制简图如表1所示。表 1中的A代表吸附，W代表等待，ED代表均压降，BD代表逆放，VC代表抽真空， R代表自然升压，ER代表均压升，FR代表终压升。

表1

步序1至4，吸附塔A吸附。此过程吸附塔A对应的空气控制阀打开，鼓风机5将空气输送至吸附塔A。吸附塔7底部的干燥剂将水分吸附，干燥后的干燥空气从塔顶流出。并通过干燥空气控制阀、出气管11和干燥空气总管1 排出。

步序5，吸附塔A处于等待状态。

步序6，吸附塔A均压降。此过吸附塔A对应的均压控制阀211打开，使得吸附塔A与另一个打开均压控制阀211的较低压吸附塔7通过均压总管2连通，进而使得吸附塔A内的气体通过均压总管2流向另一个气压较低的吸附塔 7。这个过程使得吸附塔A内的气压下降，另一个吸附塔7内的气压上升，最终使得两个吸附塔7内的气压相当。

步序7和8，吸附塔A逆放。此过程吸附塔A对应的逆放控制阀1011打开，吸附塔A向大气逆放含湿气体。这个过程吸附塔A内被干燥剂吸附的部分水蒸气解吸排放。

步序9至12，吸附塔A抽真空。此过程吸附塔A对应的湿空气控制阀311 打开，真空泵6对吸附塔A抽气，使得吸附塔A内形成负压，提高了解吸的效率。这个过程吸附塔A内被干燥剂吸附的水蒸气被解吸并被真空泵6抽走。

步序13，吸附塔A自然升压。此过程吸附塔A对应的吸气控制阀9打开。由于吸附塔A解吸使得吸附塔A内有较大的负压，空气被吸入吸附塔A，从而对吸附塔A自然升压。

步序14，吸附塔A均压升。此过吸附塔A对应的均压控制阀211打开，使得吸附塔A与另一个打开均压控制阀211的较高压吸附塔7通过均压总管2连通，进而使得另一个气压较高的吸附塔7内的气体通过均压总管2流向吸附塔A。这个过程使得吸附塔A内的气压升高，另一个吸附塔7内的气压下降，最终使得两个吸附塔7内的气压相当。

步序15和16，吸附塔A终压升。此过程吸附塔A对应的干燥空气控制阀 111打开，干燥空气从干燥空气总管1输送至吸附塔A，从而使得吸附塔A升压。

上述即为吸附塔A一个空气干燥周期，一个周期结束后，下一个周期开始。吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D的空气干燥周期和吸附塔A的空气干燥周期相同但是干燥的时间不同。从表1中可看出，步序1至4为吸附塔A干燥时间；步序5至8为吸附塔B干燥时间；步序9至12为吸附塔C干燥时间；步序13 至16为吸附塔D干燥时间。四个吸附塔7的配合使得整个周期中均有干燥空气制得。

空气进入吸附塔7后，空气中的水分被干燥剂吸附，从而对空气进行干燥。吸附干燥水分后，干燥的产品空气去用户。逆放和抽真空均为解吸吸附剂吸附的水蒸气。在升压阶段，由于吸附塔7内为负压，采用自吸空气升压，减少鼓风机5输入吸附塔7的气量，降低了能耗；同时减少了返回升压的产品气的气量，增加了产品气收率。

本实施例中，均压总管2设置有1个，每个吸附塔7均连通均压总管2。每个吸附塔7均连通于均压总管2。打开其中任意两个吸附塔7的均压控制阀 211均可使得两个吸附塔7连通，均可通过均压总管2平衡两者的压强。

本实施例中，还设置有备用吸附塔71。备用吸附塔71与吸附塔7并联。备用吸附塔71与四个吸附塔7并联。此处的并联指的是：备用吸附塔71设置有与吸附塔7完全相同的出气管11、均压支管21、进气管41、逆放支管10、空气吸管8和湿空气支管31；出气管11连接于干燥空气总管1并设置有出气控制阀111；均压支管21连接于均压总管2并设置有均压控制阀211；进气管 41连接于均空气总管4并设置有进气控制阀411；空气吸管8连接于进气管41并设置有吸气控制阀9；湿空气支管31连接于湿空气总管3并设置有湿空气控制阀311；逆放支管101连接于逆放总管10并设置有逆放控制阀1011。当吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C和吸附塔D中任意一个吸附塔7故障或需要更换分子筛时，可用备用吸附塔71替换任意一个吸附塔7，避免停机。

本实施例中，空气总管4设置有滤网42。能够过滤空气中的颗粒物，避免其进入吸附塔7。

本实施例中，出气控制阀111、进气控制阀411、湿空气控制阀311、均压控制阀211和吸气控制阀9均通过PLC控制器或DCS控制。使得本装置的控制更加智能化，大大的提高了生产的效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (8)

1.一种低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：包括干燥空气总管(1)、均压总管(2)、湿空气总管(3)、空气总管(4)、逆放总管(10)、鼓风机(5)、真空泵(6)和若干吸附塔(7)；所述吸附塔(7)内设置有干燥剂；

所述吸附塔(7)顶部均通过出气管(11)连通所述干燥空气总管(1)，所述出气管(11)设置有出气控制阀(111)；所述吸附塔(7)底部均通过进气管(41)连通所述空气总管(4)，所述进气管(41)设置有进气控制阀(411)；

所述出气管(11)于所述出气控制阀(111)和吸附塔(7)之间通过均压支管(21)连通所述均压总管(2)；所述均压支管(21)设置有均压控制阀(211)；

所述进气管(41)于所述进气控制阀(411)和吸附塔(7)之间通过湿空气支管(31)连通所述湿空气总管(3)；所述湿空气支管(31)设置有湿空气控制阀(311)；所述进气管(41)于所述进气控制阀(411)和吸附塔(7)之间还设置有空气吸管(8)，所述空气吸管(8)设置有吸气控制阀(9)；所述进气管(41)于所述空气吸管(8)和湿空气支管(31)之间通过逆放支管(101)连通所述逆放总管(10)，所述逆放支管(101)设置有逆放控制阀(1011)；

所述真空泵(6)设置于所述湿空气总管(3)，以使所述真空泵(6)能够对若干所述吸附塔(7)抽真空；

所述鼓风机(5)设置于所述空气总管(4)，以使所述鼓风机(5)能够对若干所述吸附塔(7)加压。

2.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述吸附塔(7)设置有4个。

3.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述均压总管(2)设置有1个，每个所述吸附塔(7)均连通所述均压总管(2)。

4.根据权利要求3所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：还设置有备用吸附塔(71)；所述备用吸附塔(71)与所述吸附塔(7)并联。

5.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述空气总管(4)设置有滤网(42)。

6.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述湿空气总管(3)还设置有抽真空缓冲罐(61)，以使所述吸附塔(7)内的气体经过所述抽真空缓冲罐(61)后被所述真空泵(6)抽取。

7.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述干燥剂为氧化铝或硅胶或3A分子筛或任意两者的混合物或三者的混合物。

8.根据权利要求1所述的低压空气脱水的变压吸附装置，其特征是：所述出气控制阀(111)、进气控制阀(411)、湿空气控制阀(311)、均压控制阀(211)、逆放控制阀(1011)和吸气控制阀(9)均通过PLC控制器或DCS控制。

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