CS202887B1

CS202887B1 - Method of gas drying e.g.air by increased pressures and pressure gas dryer for executing the same

Info

Publication number: CS202887B1
Application number: CS915778A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Bures; Vladimir Javurek; Jaromir Bastl; Frantisek Busek
Original assignee: Zdenek Bures; Vladimir Javurek; Jaromir Bastl; Frantisek Busek
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1981-02-27

Abstract

Vynález se týká způsobu sušeni plynů, například vzduchu, při zvýšených tlacích nepřímým chlazením s vykondenzováním v plynu obsažené vlhkosti a sušiče tlakového plynu k provádění tohoto způsobu. Podle dosud známého způsobu sušení tlakových plynů s vykondenzováním vlhkosti je chlazení prováděno tak, že vzduch proudí podél jedné strany teplovýměnné plochy, zatímco z druhé stra ny je teplovýměnné plocha ochlazována vhodným chladivém, případně pomocným médiem, jako je >. solanka a podobně. Tento způsob má tu nevýhodu, že se obtížně udržuje stálá teplota chlazeného plynu při kolísání jeho množství. Jsou nutná poměrně složitá přídavná zařízení, jako jsou například obchvatové automatické regulační ventily pro regulaci množství chladivá, aby nedošlo k podchlazení plynu při poklesu jeho množství a tím i k zamrznutí obsažené vlhkosti. Takové zamrznutí má za následek ucpání prostor, kudy proudí ochlazený plyn, a tím odstavení zařízení z provozu. Naopak při stoupnutí množství chlazeného a sušeného tlakového plynu při nedostatečné regulaci stoupne teplota plynu a.pak nedojde k jeho požadovanému ochlazení a tím i k vysušení a vlhkost pak můře kondenzovat při rozvádění plynu do výrobních procesůzkde způsobuje provozní potíže, jako ucpávání trysek, korozi zařízení, znehodnocování výrobků a podobně. Tyto nevýhody odstraňuje způsob sušení plynů, například vzduchu, při zvýšených tlacích nepřímým chlazením s vykondenzováním v plynu obsažené vlhkosti podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že teplý tlakový plyn Určený k sušení proudí kolem soustavy zabudovaných chla dicích prvků, jimiž je ochlazován za současné kondenzace vlhkosti, obsažené v tlakovém plynu. Takto upravený tlakový plyn se odvádí do odlučovače kapek, kde se zbavuje zbytku kondenzátu, a již vyčištěný proudí k dalšímu upotřebení. Teplo odebírané chladicími prvky se odvádí chla divém, do kterého jsou chladicí prvky ponořeny svými druhými konci. Sušič tlakového plynu je podle vynálezu vytvořen z chladicích prvků, které jsou jednou částí uloženy v nádobě tlakového plynu a druhou částí jsou uloženy v nádobě s chladivém proBACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for drying gases, e.g., air, at elevated indirect pressures by cooling with condensation in the moisture contained in the gas and the pressure gas dryer to be carried out of this method. According to the prior art method of drying pressure gases with moisture condensation, cooling is provided carried out such that the air flows along one side of the heat exchange surface while the air flows along one side of the heat exchange surface; The heat exchange surface is cooled by a suitable coolant or auxiliary medium such as. brine and the like. This method has the disadvantage that it is difficult to maintain a constant temperature of the cooled gas when fluctuating its quantity. Relatively complex additional devices, such as bypass automatic, are required regulating valves to control the amount of refrigerant to prevent undercooling of the gas when dropping its quantity and hence the freezing of the moisture content. Such freezing results in clogging the space where the cooled gas flows, thereby shutting down the plant. On the contrary, when climbing the amount of cooled and dried pressurized gas under temperature control increases then it does not get the desired cooling and thus does not dry and the moisture then moths condense when distributing gas to production processes where it causes operational difficulties such as nozzle clogging, equipment corrosion, product degradation, and the like. These drawbacks are eliminated by the method of drying gases, e.g. air, at elevated pressures by indirect cooling with condensation in the moisture contained in the inventive gas, the nature of which is it is that the hot pressure gas to be dried flows around the built-in cooling system by means of which it is cooled with simultaneous condensation of moisture contained in the pressurized gas. The pressurized gas thus treated is discharged to the droplet separator where it is freed of the residual condensate, and already cleaned flows for further use. The heat drawn by the cooling elements is drained off wild, into which the cooling elements are submerged by their other ends. According to the invention, the pressurized gas dryer is formed from cooling elements that are once the parts stored in the pressurized gas container and the second part are stored in the refrigerant container

Description

(54) Způsob sušeni plynů, například vzduchu, při zvýšených tlacích a sušič tlakového plynu k provádění tohoto způsobu(54) A method of drying gases, such as air, at elevated pressures, and a pressurized gas dryer for performing the method

Vynález se týká způsobu sušeni plynů, například vzduchu, při zvýšených tlacích nepřímým chlazením s vykondenzováním v plynu obsažené vlhkosti a sušiče tlakového plynu k provádění tohoto způsobu.The present invention relates to a process for drying gases, for example air, at elevated pressures by indirect cooling with condensation in the moisture contained in a gas, and to a pressurized gas dryer for carrying out the process.

Podle dosud známého způsobu sušení tlakových plynů s vykondenzováním vlhkosti je chlazení prováděno tak, že vzduch proudí podél jedné strany teplovýměnné plochy, zatímco z druhé strany je teplovýměnné plocha ochlazována vhodným chladivém, případně pomocným médiem, jako je >. solanka a podobně. Tento způsob má tu nevýhodu, že se obtížně udržuje stálá teplota chlazeného plynu při kolísání jeho množství.According to the known method for drying pressurized gases with moisture condensation, the cooling is carried out in such a way that air flows along one side of the heat exchange surface, while on the other side the heat exchange surface is cooled by a suitable cooling or auxiliary medium such as. brine and the like. This method has the disadvantage that it is difficult to maintain a constant temperature of the cooled gas as the amount of the gas fluctuates.

Jsou nutná poměrně složitá přídavná zařízení, jako jsou například obchvatové automatické regulační ventily pro regulaci množství chladivá, aby nedošlo k podchlazení plynu při poklesu jeho množství a tím i k zamrznutí obsažené vlhkosti. Takové zamrznutí má za následek ucpání prostor, kudy proudí ochlazený plyn, a tím odstavení zařízení z provozu. Naopak při stoupnutí množství chlazeného a sušeného tlakového plynu při nedostatečné regulaci stoupne teplota plynu a.pak nedojde k jeho požadovanému ochlazení a tím i k vysušení a vlhkost pak můře kondenzovat při rozvádění plynu do výrobních procesů_zkde způsobuje provozní potíže, jako ucpávání trysek, korozi zařízení, znehodnocování výrobků a podobně.Relatively complex add-on devices, such as bypass automatic control valves, are required to regulate the amount of refrigerant, so as to prevent under-cooling of the gas as the amount of gas decreases and thus to freeze the contained moisture. Such freezing results in clogging of the space through which the cooled gas flows and thus shuts down the plant. Conversely, when the amount of cooled and dried pressurized gas rises with insufficient regulation, the gas temperature rises and then it does not cool down and thus dry out and moisture can condense when distributing gas to production processes _from causing operating problems such as nozzle clogging , depreciation of products and the like.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob sušení plynů, například vzduchu, při zvýšených tlacích nepřímým chlazením s vykondenzováním v plynu obsažené vlhkosti podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že teplý tlakový plyn Určený k sušení proudí kolem soustavy zabudovaných chladicích prvků, jimiž je ochlazován za současné kondenzace vlhkosti, obsažené v tlakovém plynu. Takto upravený tlakový plyn se odvádí do odlučovače kapek, kde se zbavuje zbytku kondenzátu, a již vyčištěný proudí k dalšímu upotřebení. Teplo odebírané chladicími prvky se odvádí chladivém, do kterého jsou chladicí prvky ponořeny svými druhými konci.These drawbacks are overcome by the method of drying gases, for example air, at elevated pressures by indirect cooling with condensation in the moisture contained in the gas according to the invention, characterized in that the warm pressurized gas to be dried flows around the system of built-in cooling elements. moisture contained in the pressurized gas. The pressure gas thus treated is discharged to the droplet separator, where it is freed from the remainder of the condensate, and the cleaned gas flows for further use. The heat removed by the cooling elements is dissipated by the cooling element into which the cooling elements are immersed by their other ends.

Sušič tlakového plynu je podle vynálezu vytvořen z chladicích prvků, které jsou jednou částí uloženy v nádobě tlakového plynu a druhou částí jsou uloženy v nádobě s chladivém pro odvod tepla. Chladicí prvky mají tvar hladkých, popřípadě žebrovaných chladicích tyči nebo těsně uzavřených hladkých, popřípadě žebrovaných chladicích trubic, které jsou uvnitř vyplněny chladivém pro převod tepla, například čpavkem, které se snadno za teplot potřebných pro ochlazení tlakového plynu v chladicích trubicích odpařuje, čímž odnímá teplo chlazenému plynu.According to the invention, the pressurized gas dryer is formed of cooling elements which are part of a part of which is contained in a pressure gas container and the other part of which is located in a container with a heat sink. The cooling elements are in the form of smooth or finned cooling rods or tightly sealed smooth or finned cooling tubes, which are internally filled with heat transfer coolant, such as ammonia, which evaporates readily at temperatures needed to cool the pressurized gas in the cooling tubes. refrigerated gas.

V tom případě, kdy chladicí trubice obsahují kromě chladivá pro převod tepla ještě inertní plyn pro zlepšení jejich samoregulačního účinku, jsou na svém konci uloženém v nádobě s chladivém pro odvod tepla opatřeny pro každou jednotlivou chladicí trubici samostatnými zásobníky, nebo pro skupinu chladicích trubic, popřípadě všechny chladicí trubice společným propojeným zásobníkem inertního plynu, K odloučení jemných kapiček vykondenzované vlhkosti je k nádobě, popřípadě v nádobě tlakového plynu přiřazen odlučovač kapek. Pro zamezení úletu jemných kapiček z vroucího chladivá je v nádobě s chladivém pro odvod tepla zabudován odlučovač kapek.In the case where the cooling tubes contain, in addition to the heat transfer refrigerant, an inert gas to improve their self-regulating effect, they are provided at their ends in the heat transfer refrigerant vessel with separate containers for each individual cooling tube or for a plurality of cooling tubes or To separate the fine droplets of condensed moisture, a drop separator is associated with the vessel or in the pressure gas vessel. To prevent fine droplets from escaping from the boiling coolant, a droplet separator is installed in the heat sink.

Výhodou způsobu sušení plynů a sušiče tlakového plynu podle vynálezu je vysoký samoregulační účinek, malá náročnost na obsluhu a dále podstatné snížení, popřípadě odstranění drahých regulačních prvků, jako jsou ventily, termostaty a podobně a tím i snížení porucho-, vos ti.The advantages of the gas drying method and the pressure gas dryer according to the invention are high self-regulating effect, low demands on operation and further substantial reduction or elimination of expensive control elements such as valves, thermostats and the like, and thus a reduction of the failure capacity.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení sušiče tlakového plynu podle vynálezu, kde na obr. 1.je znázorněn sušič tlakového plynu s chladicími prvky tvaru chladicích trubic opatřenými zásobníkem inertního plynu a na obrázku 2 jsou chladicí prvky ze žebrovaných chladicích trubic. Na obr. 3 je nádoba s chladivém pro odvod tepla umístěna v nádobě tlakového plynu a na obr. 4 je další možné uspořádáni nádob tlakového plynu a nádoby chladivá pro odvod tepla.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the accompanying drawings, an exemplary embodiment of a pressurized gas dryer according to the invention is shown, wherein Fig. 1 shows a pressurized gas dryer with cooling tube-shaped cooling elements provided with an inert gas reservoir; In Fig. 3, the heat sink is located in the pressurized gas vessel, and in Fig. 4, another possible arrangement of the pressurized gas and heat sink vessels is possible.

V tlakové nádobě £ /obr. 1/ s vroucím chladivém £ pro odvod tepla jsou pevně zabudovány svislé chladicí prvky £, tvaru chladicích trubic. Do tlakové nádoby £ s vroucím chladivém pro odvod tepla je toto chladivo £ přiváděno vstupním hrdlem £ a odpařené chladivo je odváděno parním domem £, který jé opatřen vhodným odlučovačem 6 kapek chladivá. Chladicí prvky £ obsahují v sobě chladivo 21 pro převod tepla těsně uzavřené proti okolnímu prostředí, procházejí z tlakové nádoby £ vroucího chladivá £ pro odvod tepla do nádoby £ tlakového plynu, kde ochlazují tlakový plyn obsahující vlhkost určenou ke zkondenzování. Tlakový plyn vstupuje do nádoby £ tlakového plynu hrdlem £. Na výstupní straně nádoby £ tlakového plynu je jednak hrdlo £ na odvod vykondenzované vlhkosti, jednak výstupní hrdlo 10 vysušeného plynu, Na výstupní hrdlo £0 je napojen vhodný odlučovač 11 odstraňující zbytky kapek vykondenzované vlhkosti. Hrdlem 12 odchází suchý tlakový plyn zbavený kapek k dalšímu použití.In the pressure vessel 8 / FIG. 1 / with boiling refrigerant 6 for heat dissipation, vertical cooling elements 8 in the form of cooling tubes are firmly incorporated. The refrigerant 6 is fed to a boiling refrigerant pressure vessel 6 through an inlet orifice 6 and the vaporized refrigerant is discharged through a steam house 6, which is provided with a suitable refrigerant droplet separator 6. The cooling elements 8 comprise a heat transfer refrigerant 21 sealed tightly from the environment, passing from the boiling refrigerant pressure vessel 8 to the heat sink to cool the pressurized gas containing the moisture to be condensed. The pressurized gas enters the pressurized gas container 6 through the orifice 6. At the outlet side of the pressurized gas vessel there is a condensation moisture outlet 8 and a dried gas outlet 10, respectively. Through the orifice 12, the drip-free dry pressure gas is discharged for further use.

Chladicí prvky £ jsou opatřeny bud jednotlivými zásobníky 18 inertního plynu 20 pro zvýšení samoregulačního účinku, nebo společným zásobníkem 19 inertního plynu 20 pro všechny chladicí prvky £ nebo jejich skupiny.The cooling elements 8 are provided either with individual containers 18 of inert gas 20 for increasing the self-regulating effect, or with a common container 19 of inert gas 20 for all the cooling elements 8 or groups thereof.

Chladicí prvky 3 /obr. 2/ jsou umístěny vodorovně. Kapalné chladivo je přiváděno hrdlem 4 do tlakové nádoby £, kde se odpařuje pří současném ochlazování chladicích prvků £, vytvořených ze žebrovaných trubek a odváděné páry chladivá £ pro odvod tepla jsou zbavovány kapek v odlučovači £ a vystupují hrdlem 5. Naproti tomu tlakový plyn určený k vysušení ochlazením je přiváděn do nádoby 7 tlakového plynu hrdlem £, proudí soustavou chladicích prvků £, které ohřívá, směrem dolů za současného ochlazování a vykondenzování vlhkosti. V dolní části nádoby £ tlakového plynu je tlakový plyn veden hrdlem 13 odlučovače 11 . Odloučená kapalina je odváděna ze sušiče hrdlem 14 a vysušený tlakový plyn se zbaví zbytků kapek v odlučovači 11 a hrdlem 12 je odváděn k dalšímu použití. Chladicí prvky £ jsou opatřeny žebry 15 zvětšujícími teplosměnnou plochu bud v prostoru chladivá £, pro odvod tepla v tlakové nádobě £, nebo/a v prostoru tlakového plynu v nádobě £.Cooling elements 3 / fig. 2 / are placed horizontally. The liquid coolant is fed through the orifice 4 to the pressure vessel 4, where it evaporates while cooling the fins 4 and the exhaust vapors are removed from the separator and exits through the orifice 5. Drying by cooling is fed into the pressurized gas container 7 through the orifice 6, flowing downwardly through the system of cooling elements 6 which it heats while cooling and condensing the moisture. In the lower part of the pressurized gas container 6, the pressurized gas is guided through the neck 13 of the separator 11. The separated liquid is discharged from the dryer through the orifice 14 and the dried pressurized gas is freed of droplet residue in the separator 11 and is discharged through the orifice 12 for further use. The cooling elements 6 are provided with fins 15 increasing the heat exchange surface either in the space of the refrigerant 4, for the dissipation of heat in the pressure vessel 4 or / and in the space of the pressure gas in the vessel 6.

Tlaková nádoba £ /obr. 3/ je umístěna ve středu nádoby £ tlakového plynu, kde potom v prstencovém prostoru proudí chlazený a sušený plyn. Chladicí prvky £ jsou v daném případě umístěny paprskovitě. V některých případech je možno funkci nádob obrátit, takže vnitřní nádob slouží k ochlazování a sušení plynu a vnější k odparu chladivá s ochlazováním chladicích prvků £.The pressure vessel 8 / FIG. 3) is located in the center of the pressurized gas container 6, where the cooled and dried gas flows in the annular space. In this case, the cooling elements 8 are arranged radially. In some cases, the function of the vessels can be reversed so that the inner vessels serve to cool and dry the gas and the outer to evaporate the refrigerant with the cooling of the cooling elements.

V jiných případech lze vnitřní nádobu umístit výstředně. Sušič s nádobami v sobě lze konstruovat jako svislý i jako vodorovný. Jedna z nádob je obklopena více nádobami s druhým provodním médiem s tím, že celý sušič je vložen do pláště í6 /obr, 4/ vyplněného vhodnou izolační hmotou 17 pro snížení tepelných ztrát. I toto uspořádání lze provést jako vodorovné nebo svislé.In other cases, the inner container may be eccentric. The container dryer can be constructed both vertically and horizontally. One of the vessels is surrounded by a plurality of vessels with a second conducting medium, the entire dryer being inserted into a housing 6 (FIG. 4) filled with a suitable insulating material 17 to reduce heat loss. This arrangement can also be made horizontal or vertical.

Claims

I have invented

A method of drying gases, for example air, at elevated pressures by indirect cooling with condensation of the effect of contained moisture, characterized in that the warm pressurized gas to be dried flows around a set of built-in cooling elements; The pressure gas thus treated is discharged to a droplet separator, where it is freed from the remainder of the condensate and already cleaned for further use, the heat removed by the cooling elements being transferred to the cooling element into which the cooling elements are submerged in their other ends.

2. A pressurized gas dryer for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it is formed of cooling elements (3) which are partly contained in a pressurized gas container (7) and the second are arranged in a refrigerant (1) container. 2) for heat dissipation, the cooling elements (3) being in the form of smooth or finned cooling rods or tightly sealed cooling smooth or finned tubes.

Compressed gas dryer according to Claim 2, characterized in that the cooling elements (3) of the form of tightly closed cooling tubes are provided at their end, housed in a cooling (2) with a heat sink (2), for each individual cooling tube provided separately or for a plurality of cooling tubes or all cooling tubes by a common interconnected inert gas storage tank (19).

4. A pressure gas dryer according to claim 2, characterized in that a pressure separator (11) is associated with the pressure gas container (7) and a droplet separator (6) is associated with the cooling vessel (1).