CS205249B1

CS205249B1 - Method of gas drying by means of cooling and machinery for execution of the said method

Info

Publication number: CS205249B1
Application number: CS714279A
Authority: CS
Inventors: Jan Jirsa
Original assignee: Jan Jirsa
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1979-10-22
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování vlhkosti z vlhkého plynu ochlazením přímým stykem s vodou, například vypařujícím se chladivém.The invention relates to a method of removing moisture from a moist gas by cooling by direct contact with water, for example evaporating refrigerant.

Pro potřeby různých chemických technologií, textilního průmyslu, pro transport práškových a jemnozmných látek, aby se zamezilo kondensaci vodní páry v potrubích a nádržích^stp., jsou zapotřebí, anebo se s výhodou používají plyny s malým obsahem vlhkosti. Odstraňování vlhkosti z plynů je možné provádět adsorpěním způsobem nebo ochlazením plynu, přičemž vodní pára vykondensuje. Způsobu sušení ochlazením plynu se používá převážně tam, kde postačí · rosný bod sušeného plynu 2 až 5 °C. Nejčastěji se plyn ochlazuje odpařováním vhodného chladivá jako čpavku, freonu atp. v okruhu kompresorového chladicího zařízení. Známé způsoby sušení plynů ochlazením odpařujícím se chladivém však vyžadují poměrně složité zařízení.For the needs of various chemical technologies, the textile industry, for the transport of powder and fine-grain materials to avoid condensation of water vapor in pipes and tanks, low moisture content gases are required or are preferably used. The removal of moisture from the gases can be carried out by adsorption or by cooling the gas, and water vapor will condense. The gas-cooling drying process is mainly used where the dew point of the dried gas of 2 to 5 ° C is sufficient. Most often the gas is cooled by evaporation of a suitable refrigerant such as ammonia, freon, etc. in the compressor refrigeration circuit. However, the known methods of drying gases by cooling the evaporating refrigerant require a relatively complex apparatus.

Plyn se ochlazuje v chladiči - výparníku. Protože součinitel přestupu tepla ze strany ochlazovaného plynu je nízký, vychází velká teplosmšnná plocha výměníku. Za chladičem - výparníkem se musí déle zařadit odlučovač vlhkosti, která vykondensuje z ochlazovaného plynu.The gas is cooled in the evaporator cooler. Since the heat transfer coefficient from the side of the cooled gas is low, a large heat exchanger heat exchanger surface results. After the cooler - evaporator, a moisture separator must be installed for a longer time, which will condense from the cooled gas.

V chladiči - výparníku může rovněž dojít, při eventuální netěsnosti k přímému znečištění ochlazovaného plynu chladivém.The refrigerant evaporator can also cause direct contamination of the refrigerant gas in the event of a leak.

Zařízení pro sušení plynu ochlazením sestávají z chladiče - výparníku, odlučovače vykondensované vlhkosti a případně z předohlazovacího výměníku. Tyto aparáty nelze uspořádat kompaktně,’takže vzniká požadavek na složitější propojovací potrubí a větší zastavěnou plochu.The equipment for gas drying by cooling consists of a cooler - evaporator, a condenser moisture trap and possibly a pre-cooling exchanger. These devices cannot be arranged in a compact manner, so there is a requirement for more complex interconnecting pipes and a larger built-up area.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob sušení plynu ochlazením vodou ochlazovanou odpařujícím se chladivém, který se zakládá na tom, že vlhký plyn se nejdříve v protiproudu předchladí již ochlazeným plynem o teplotě 2 až 6 °C, načež se chladí přímým stykem s chladicí vodouThese disadvantages are eliminated by the method of drying the gas by cooling water cooled by evaporating refrigerant, which is based on the fact that the moist gas is first precooled with already cooled gas at a temperature of 2 to 6 ° C, and then cooled by direct contact with cooling water.

205249 2 o teplotě 1 až 5 °G, přičemž chladicí voda obíhá v uzavřeném okruhu. Nevýhody stávajících zařízení jsou odstraněny zařízením k realizaci způsobu suěení plynu ochlazením dle vynálezu, které sestává z chladiče vody, oběhového čerpadla a sušiče plynu, který ve válcovém plášti má v horní části umístěn trubkový svazek předchlazovače a v dolní části přímý chladič plynu, charakterizované tím, že vstup vlhkého plynu je připojen přes trubkový prostor předchlazovače propojovacím potrubím do dolní části sušiče plynu pod přímý chladič a výstup vysušeného plynu z horní části sušiče plynu je spojen přes mezitrubkový prostor předchlazovače s vrchem přímého chladiče, přičemž vstup ochlazené vody nad přímý chladič je spojen přes chladič vody s oběhovým čerpadlem, jehož sání je připojeno potrubím oteplené vody k patě dolní části sušiče plynu.205249 2 at a temperature of 1 to 5 ° G, the cooling water circulating in a closed circuit. Disadvantages of the existing devices are eliminated by the apparatus for carrying out the method of drying the gas according to the invention, which consists of a water cooler, a circulation pump and a gas dryer having a tubular bundle of precoolers at the top and a direct gas cooler at the bottom. that the moist gas inlet is connected through the pre-cooler tubing through the interconnecting pipeline to the bottom of the gas dryer under the direct cooler and the dried gas outlet from the top of the gas dryer is connected via the inter-tube space of the pre-cooler to the top of the direct cooler; a water cooler with a circulating pump, the suction of which is connected to the bottom of the gas drier by means of a warm water pipe.

Způsob sušení plynu ochlazením vodou a zařízení k realizaci tohoto způsobu dle vynálezu je především investičně méně nákladné. Je to umožněno hlavně kompaktním uspořádáním zařízení. Kompaktní uspořádání vede k zmenšení propojovacích potrubí a tím i ke zmenšení nároků na izolace. Rovněž se snižuje požadavek na potřebnou zastavovací plochu. Zařazení přímého chladiče do dolní části válcového pláště sušiče plynu umožňuje vestavět mezi přímý chladič plynu a trubkový svazek předchlazovače účinnou odlučovací vrstvu stržených kapek,' což má za následek, že lze vypustit samostatný odlučovač. V přímém chladiči plynu je pro kontakt chladicí vody použita účinná vestavba s nízkou tlakovou ztrátou. Dosahovaná nedokuperace mezi ochlazovaným plynem a chladicí vodou je 1 až 2 °C. Při nepřímém chlazení plynu přímo odpařujícím se chladivém by tato nedokuperace byla neekonomická.In particular, the method of drying the gas by water cooling and the apparatus for carrying out the method according to the invention is, in particular, less expensive to invest. This is mainly due to the compact arrangement of the device. The compact arrangement leads to a reduction in the interconnecting pipes and thus to a reduction in insulation requirements. It also reduces the requirement for the required stopping area. The inclusion of a direct cooler at the bottom of the cylindrical shell of the gas dryer allows an effective separator of entrained droplets to be installed between the direct gas cooler and the pre-cooler tube bundle, which results in a separate separator being discharged. In the direct gas cooler an efficient installation with low pressure loss is used for cooling water contact. The under-heating achieved between the cooled gas and the cooling water is 1 to 2 ° C. With indirect cooling of the gas directly by the evaporating refrigerant, this under-heating would be uneconomical.

Způsob sušení plynu ochlazením vodou spolu se zařízením k realisaci tohoto způsobu je příkladně zobrazen na obrázku. Je zde zjednodušeně nakresleno technologické schéma zařízeni pro sušení vzduchu chlazením přímým stykem s chladicí vodou, která obíhá v uzavřeném okruhu. Chladicí voda se ochlazuje vypařujícím se chladivém.A method of drying gas by cooling with water together with an apparatus for implementing the method is shown in the figure, for example. There is a simplified flow diagram of a device for drying air by cooling by direct contact with cooling water circulating in a closed circuit. The cooling water is cooled by evaporating coolant.

Vstup 13 vlhkého tlakového vzduchu je zaveden do trubkového prostoru předchlazovače 2. Zde se vlhký vzduch o tlaku 0,6 MPa, relativní vlhkosti 100 % a teplotě 45 °C nejdříve předchladí na teplotu 26 °C již ochlazeným vzduchem. Předchlazení probíhá v protiproudu.The moist compressed air inlet 13 is introduced into the tubular space of the precooler 2. Here the moist air at a pressure of 0.6 MPa, a relative humidity of 100% and a temperature of 45 ° C is first precooled to a temperature of 26 ° C with already cooled air. Pre-cooling takes place in counter-current.

Z vlhkého vzduchu přitom vykondensuje vlhkost. Tlakový vzduch spolu s vykondensovanou vlhkostí se propojovacím potrubím 2 ^z předchlazovače 2 zavádí do dolní části 14 sušiče 2 plynu, pod vestavbu přímého chladiče 2· Zde ^se odloučí vykondensovaná vlhkost. Takto předchlazený vzduch se vede dále přes vestavbu přímého chladiče 2· 2,áe dochází k přímému styku s ochlazenou vodou o teplotě 3 C. Tlakový vzduch se ochladí na 5 °C v protiproudu stékající vodou po vestavbě přímého chladiče 2· Přitom kondensuje vlhkost, kterou obsahuje vzduch ve formě páry. Voda i kondensát se shromažďuje v patě dolní části 14 sušiče 2· Oteplená voda se z paty sušiče 2 vede potrubím 11 oteplené vody na sání oběhového čerpadla 2. Oběhové čerpadlo 2 dopravuje oteplenou vodu do chladiče 4, vody, opatřeného přívodem 2 a odvodem 6 chladivá, kde se ochladí na 3 °C a zavádí se vstupem 10 ochlazené vody do sušiče 2 plynu nad vestavbu přímého chladiče 2· Vykondensovaná vlhkost z předchlazovače 2 i z přímého chladiče 2 ^se odpouští z paty sušiče 2 potrubím 8 kondensátu. Ochlazený a vlhkosti zbavený vzduch o teplotě 5 °C vystupuje ze sušiče 2 plynu, přes mezitrubkový prostor předchlazovače 2, kde se v protiproudu vysušený vzduch ohřívá vlhkým tlakovým vzduchem na teplotu 40 °C, v horní části 15. výstupem 12. Relativní vlhkost vysušeného vzduchu je 11,82 %. Takto vysušený tlakový vzduch se rozvádí do potrubního rozvodu k dalšímu použití.Moisture condenses from the moist air. Compressed air along with moisture vykondensovanou the connecting pipe 2 ^of 2 precooler introduced into the bottom 14 of the dryer 2 gas under the direct installation of the radiator 2 · Here ^are separated vykondensovaná humidity. The pre-cooled air is passed further through the installation of the direct cooler 2 · 2 to direct contact with the cooled water at a temperature of 3 C. Compressed air is cooled to 5 ° C in countercurrent with the water flowing through the installation of the direct cooler 2. it contains air in the form of steam. Both water and condensate are collected at the bottom of the bottom 14 of the dryer 2 · The heated water is led from the bottom of the dryer 2 through a pipe 11 of heated water to the suction of the circulation pump 2. The circulation pump 2 transports the heated water to cooler 4, water provided with 2 , where it is cooled to 3 ° C and is introduced through cooled water inlet 10 into the gas dryer 2 above the direct cooler 2 installation. The condensation moisture from both the pre-cooler 2 and the direct cooler 2 ^is drained from the bottom of the dryer 2 via condensate line 8. The cooled and dehumidified air at a temperature of 5 ° C exits the gas dryer 2, through the inter-tube space of the pre-cooler 2, where the countercurrent-dried air is heated with humid compressed air to 40 ° C. is 11.82%. The compressed air thus dried is distributed to the piping for further use.

Způsob sušení plynu chlazením a zařízení k realizaci tohoto způsobu dle vynálezu najde uplatnění především tam, kde vyhovuje rosný bod plynu 2 až 5 °C. Pro chlazení oběhové vody lze s výhodou použít blokového uspořádáni chladicí jednotky, které se používají pro klimatizaci. Snížení vlhkosti v plynu tímto způsobem je výhodné i před adsorpčním sušením.The method of drying the gas by cooling and the apparatus for carrying out the method according to the invention will find application especially where the gas dew point is 2 to 5 ° C. For cooling the circulating water, it is advantageous to use a block arrangement of the cooling unit used for air conditioning. Reducing the moisture in the gas in this way is also advantageous before adsorption drying.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1 to 5 ° C, the cooling water circulating in a closed cooling circuit.

Process for drying a gas by cooling water cooled by evaporating refrigerant, characterized in that the moist gas is first precooled with already cooled gas at a temperature of 2 to 6 ° C, and then cooled by direct contact with cooled cooling water of temperature

2. An apparatus for carrying out the drying method according to claim 1, comprising a water cooler, a circulation pump, and a gas drier having a tubular bundle of precoolers at the top and a direct gas cooler at the bottom, characterized in that the inlet (13). d) the humid gas is connected through the tubular space of the precooler (2) via a connecting line (9) to the lower part (14) of the gas dryer (1) under the direct cooler (3) and the dried gas outlet (12) from the upper part (15) 1) of the gas is connected via the inter-tube space of the precooler (2) to the top of the direct cooler (3), wherein the cooled water inlet (10) above the direct cooler (3) is connected via a water cooler (4) to a circulation pump (5). connected to the foot (14) of the gas dryer (1) by a warm water pipe (11).