CS230806B1 - Způsob úpravy vlhkého plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu úpravy vlhkého plynu a zařízení k: provedení tohoto způsobu odstranění vodní páry a souěasně ohřev plynu zbaveného vlhkosti. K ohřevu se využívá například kompresního tepla upraveného plynu. Takto upravený plyn se rozvádí k pneumatickým strojům a zařízením. Podstatou způsobu úpravy vlhkého plynu podle vynálezu, je to, že ochlazený a vlhkosti zbavený plyn se ohřívá vlhkým plynem, který se přitom předchladí e potom se vlhký plyn dále chladí chladicí vodou ze sítě. Po ochlazení vodou ze sítě se vlhký plyn dochlazuje na teplotu blízkou 0 °C vhodným chladivém nebo studenou vodou, která se ochlazuje rovněž vhodným chladivém a může cirkulovat v uzavřeném okruhu. Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že vstupní potrubí vlhkého plynu do zařízení je připojeno přes prostor vlhkého předchlazújicího výměníku a vodní chladič na dochlazující chladič, kdežto výstupní potrubí upraveného plynu ze zařízení je připojeno přes prostor vlhkosti zbaveného plynu předchlazújicího výměníku na výstup ochlazeného a vlhkosti zbaveného plynu z dochlazujlcího chladiče plynu. Využití vynálezu může být především u energetických rozvodů vzduchu, nebo jiných plynů, kde je požadovaná úprava plynu, která spočívá v ohřátí plynu a v odstranění vlhkosti, přičemž~pro ohřev plynu se využívá tepla upraveného plynu.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy vlhkého plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu, přičemž vynález řeSí odstranění vodní páry a současně ohřev plynu zbeveného vlhkosti.

Vodní páre se odstraňuje ochlazením plynu a vzniklý kondenzát se odloučí. K ohřevu plynu se využije teplota upraveného plynu.

Doposud známé způsoby odstraňování z plynu spočívají v tom, že horký plyn, např. po kompresi, se ochladí chladicí vodou ze sítě ha teplotu 25 až 45 °C a takto ochlazený plyn se potom suěí. Jedním ze známých ekonomických způsobů odstranění vlhkosti z plynu je sušení ochlazením, při kterém se vlhký plyn ochlazený na teplotu 25 ež 45 °C předchladí již ochlazeným a vlhkosti zbaveným plynem a potom se příkladně chladí na teplotu 1 až 4 °C vhodným chladivém nebo ochlazovanou vodou. Převážná část vodní páry vykondenzuje a odloučí se. Plyn zbavený vlhkosti se potom zpětně ohřeje pouze na teplotu blízkou teplotě plynu ochlazeného chladicí vodou ze sítě.

Tím je částečně zabráněno kondenzaci vodních par. Za nepříznivých okolností může věak i tak docházet k vypadávání vlhkosti z plynu. Další nevýhodou tohoto řeěení věak je, že ochlazením plynu, příkladně ze 100 na 30 °C', vzroste v pneumatických zařízeních jeho spotřeba o 18 %,

Tento nedostatek je odstraněn způsobem úpravy plynu podle vynálezu, jehož podstatou je, že ochlazený a vlhkosti zbavený plyn se ohřívá vlhkým plynem ,který se přitom předchladí a potom se vlhký plyn déle chladí vodou ze sítě. Po ochlazení vodou ze sítě se vlhký plyn dochlazuje na teplotu blízkou 0 °C ”hddným chladivém nebo studenou vodou, která se ochlazuje rovněž vhodným chladivém.

Tato studená voda může cirkulovat v uzavřeném okruhu. Podstatou zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, sestávajícího především z předchlezujícího výměníku, vodního chladiče, dochlazujlcího chladiče a propojovacího potrubí je to, že vstupní potrubí vlhkého plynu do zařízení je připojeno přes prostor vlhkého plynu předchlazujicího výměníku a vodní chladič na dochlazující chladič, kdežto výstupní potrubí upraveného plynu ze zařízení je připojeno přes prostor vlhkosti zbaveného plynu předchlazujicího výměníku na výstup ochlazeného a vlhkosti zbaveného plynu z dochlazujlcího chladiče plynu. Toto zařízení může být uspořádáno tak, že vodní chladič i dochlazující chladič je umístěn ve společném plášti.

Podstatou jiného řeěení zařízení k provedení způsobu podle vynálezu, které sestává především z předcházejícího výměníku, chladiče vody, přímého chladiče plynu z propojovacího potrubí, je to, že přímý chladič plynu je dvoustupňový, přičemž do spodní části přímého chladiče plynu je připojeno přes prostor vlhkého plynu předchlazujicího výměníku vstupní potrubí vlhkého plynu do zařízení, kdežto výstupní potrubí upraveného plynu ze zařízení je připojeno přes prostor vlhkosti zbaveného plynu předchlazujicího výměníku na výstup ochlazeného a vlhkosti zbaveného plynu z horní části přímého chladiče plynu. U tohoto zařízeni je do horní části přímého chladiče plynu připojeno přívodní potrubí studené vody z chladiče vody, zatímco do spodní části přímého chladiče plynu je připojeno přívodní potrubí chladicí vody ze sítě.

Ochlazením vlhkého plynu na teplotu blízkou 0 °C vykondenzuje z plynu převážná část vodní páry a následujícím jeho zpětným ohřevem se vyloučí možnot kondenzace a vymrzáni vodních par v potrubních rozvodech a pneumatických zařízeních. Tak se zabrání možnosti zamrznutí potrubí. Odstranění vlhkosti a·zpětný ohřev vede k vyloučení koroze v potrubí, v navazujících pneumatických zařízeních a nástrojích. Tím se prodlužuje životnost potrubních rozvodů, pneumatických zařízení a nástrojů.

b potrubních rozvodů odpadá nutnost použití odvaděčů kondenzátu a tím i nutnost jejich otápění i zimních období, které má zabránit jejich zamrznutí. Vyloučením odváděčů kondenzátu se vylučuje i event. možnost úniku tlakového plynu přes špatně pracující odvaděče.

23080ο

Ohřevem ochlazeného e vlhkosti zbaveného plynu před jeho použitím v pneumatických zařízeních a nástrojích dojde navíc ke snížení hmotnostní spotřeby plynu. Je to způsobeno tím, že ohřevem plynu se zvětší jeho měrný objem. Používá-li se v pneumatických zařízeních příkladně tlakový vzduch, který se ohřeje ze 40 °C na 160 °C dojde ke snížení jeho hmotnostní spotřeby o 27,7 %.

Je-li zapotřebí např. 13 000 kg/h vzduchu o tlaku 1,0 MPa, potom jeho ohřevem ze 40 na 160 °C se sníží jeho spotřeba o 3 600 kg/h to je na 9 400 kg/h. Tím se sníží i spotřeba energie na jeho kompresi. Při roční provozní době 8 000 h se sníží spotřeba elektrické energie o 2 216 000 kWh za rok-.

Na výkresech jsou příkladně zobrazeny dvě schémate, ze kterých je zřejmý způsob úpravy vlhkého plynu podle vynálezu e zároveň je zřejmé i zařízení k provádění tohoto způsobu. Na obr. 1 je schéma zařízení pro úpravu vlhkého vzduchu, kde po předchlazení vzduchu ochlazeným a vlhkosti zbaveným vzduchem se vlhký vzduch chladí nejdříve chledicí vodou ze sítě a potom se dochlazuje na 5 °C vhodným chladivém, kdežto na obr. 2 je schéma zařízení, kde po předchlazení vzduchu ochlazeným a vlhkosti zbaveným vzduchem sa vlhký vzduch nejdříve chladí rovněž vodou za sítě, ale potom se dochlazuje studenou vodou, ochlazovanou vnějším zdrojem chladu.

Vlhký tlakový vzduch o teplotě 180 °C a tlaku 0,7 KPa se přivádí potrubím vlhkého plynu do předchlazujícího výměníku i (obr. 1), který má dva prostory - prostor 2, vlhkého plynu a prostor Q vlhkosti zbaveného plynu. Vlhký vzduch prochází přes prostor 2. vlhkého plynu předchlazujícího výměníku i a předchlazuje se na teplotu 40 °C ochlazeným a vlhkosti zbaveným vzduchem, který se přitom ohřeje na teplotu 160 °C. Vlhký vzduch o teplotě 40 °C spolu s vykondenzovanou vlhkostí se z předchlazujícího výměníku i vede potrubím 10 vlhkého plynu do spodní části vodního chladiče 2..

Zde se z tlakového vzduchu odloučí vykondenzovaná vlhkost a tlakový vzduch se dále ochlazuje ve vodním chladiči 4 chladicí vodou ze sítě na teplotu 25 až 30 °C dle teploty chladicí vody. Do vodního chladiče 2 je chladicí voda převedena ze sítě přívodním potrubím 12 a oteplená voda z vodního chladiče se odvádí výstupním potrubím 1 1 oteplené vody.

Dochlazení tlakového vzduchu na teplotu 1 až 5 °C se uskutečňuje vhodným chladivém v dochlazujícím chladiči 2, který může být s výhodou umístěn spolu s vodním chladičem 4 ve společném plášti 2· Chladivo do dochlazujícího chladiče 2 J^e přiváděno vstupním potrubím 13 chladivá a odpařené nebo oteplené chladivo se z dochlezujícího chlsdiče 2. odvádí výstupním potrubím 14 chladivá.

Z dochlazujícího chladiče 2 ^se ochlazený tlakový vzduch vede přes odlučovací vrstvu 18, kde se odloučí kapénková vlhkost a potom tlakový vzduch vstupuje do prostoru 2 vlhkosti zbaveného plynu předchlazujícího výměníku 2. Zde se ohřeje na teplotu 160 °C a výstupním potrubím JjJ upraveného plynu se odvádí do potrubního rozvodu. Jiné zařízení je zobrazeno na obr. 2 . Po předchlazení vlhkého tlakového vzduchu v předchlazujícím výměníku 2 se vlhký vzduch dále chladí v přímém chladiči 15 plynu, který'je řešen jako dvoustupňový.

V prvním stupni ve spodní části 16 přímého chladiče 15 plynu se ochlazuje vzduch chladicí vodou ze sítě, která se přivádí přívodním potrubím 12 chladicí vody ze sítě. Oteplená voda, která vystupuje ze spodní části 16 přímého chladiče 15 plynu se odvádí výstupním potrubím 11 oteplené vody. Vzduch ochlazený chladicí vodou ze sítě na teplotu 30 °G se potom chladí ve druhém stupni, v horní části 17 přímého chladiče 15 plynu, na teplotu 5 °C.

Zde se ochlazuje studenou vodou, která obíhá v okruhu: výstupní potrubí 22 oteplené vody z horní části 17 přímého chladiče 15 plynu, oběhové čerpadlo 20 chladič vody 1 9 a horní část 17 přímého chladiče 15 plynu, oběhové čerpadlo 20., chladič vody 19 a horní

část 17 přímého chladiče 1 5 plynu. Tato voda ae ochlazuje v chladiči 19 vody na teplotu 1 až 4 °C chladivém, které se přivádí vstupním potrubím 13 chladivá a odpařené nebo oteplené chladivo se odvádí výstupním potrubím 14 chladivá. V období, kdy vyhovuje rosný bod upravovaného vzduchu 25 až 30 °C je možné chladit tlakový vzduchu i v horní části 17 přímého chladiče 15 pouze chladicí vodou ze síté. Je to umožněno spojovacím potrubím 23. které propojuje přívodní potrubí 12 chladicí vody ze sítě s přívodním potrubím 21 studené vody z chladiče 19 vody .

Způsob úpravy vlhkého plynu podle vynálezu a zařízení k provádění tohoto způsobu snižuje předevěím náklady na instalaci potrubních rozvodů, pneumatických strojů a zařízení. Sále snižuje náklady na provoz a údržbu potrubních rozvodů, pneumatických strojů, zařízení a nástrojů. Hlavní přínos věak spočívá v tom, že přináší úsporu hmotnostní spotřeby plynu v pneumatických strojích a zařízeních, přičemž k ohřevu plynu je využito teplo, které obsahuje vlhký plyn, např. teplo, které má plyn po jeho stlačení.

Claims (7)

1. Způsob úpravy vlhkého plynu jeho postupným ochlazením, přičemž ochazením vykondenzuje z plynu převážná část vodní páry, která se odloučí,vyznačující se tím, že ochlazený a vlhkosti zbavený plyn se ohřívá vlhkým plynem, který se při tom předchladí a potom se vlhký plyn dále chladí chladicí vodou ze sítě.

2. Způsob úpravy vlhkého plynu dle bodu 1 , vyznačující se tím, že vlhký plyn se po ochlazení vodou ze sítě ďochlszuje na teplotu blízkou 0 °C vhodným chladivém.

3. Způsob úpravy vlhkého plynu podle bodu 1, vyznačující se tím, že vlhký plyn se po ochlazení vodou ze sítě dochlazuje studenou vodou, která se ochlazuje vhodným chladivém.

4. Způsob úprevy vlhkého plynu podle bodu 3, vyznačující se tím, že studená voda qchlazehá vhodným chladivém, cirkuluje v uzavřeném okruhu.

5. Zařízení k provádění způsobu úpravy plynu, podle bodu 1 a 2, sestávající z předchlazujícího výměníku, vodního chladiče a propojovacího potrubí, vyznačující se tím, že vstupní potrubí (1) vlhkého plynu do zařízení je připojeno přes prostor (2) vlhkého plynu předchlazujíoího výměníku (3) e vodní chladič (4) na dochlazující chladič (5), kdežto výstupní potrubí (7) upraveného plynu ze zařízení je připojeno přes prostor (8) vlhkosti zbaveného plynu předchlazujíoího výměníku (3) na výstup (6) ochlazeného a vlhkosti zbaveného plynu z dochlézovacího chladiče (5) plynu.

6. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že vodní chladič (4) e dochlazující chladič (5) je umístěn ve společném plášti (9).

7. Zařízení k provedení způsobu podle bodů 1 a 3, sestávající především z předchlazujícího výměníku, chladiče vody, přímého chladiče plynu a propojovacího potrubí, vyznačující se tím, že přímý chladič (15) plynu je dvoustupňový, přičemž do spodní části (16) přímého chladiče (15) plynu je připojeno přes prostor (2) vlhkého plynu předchlazujíoího výměníku (3) vstupní potrubí (1) vlhkého plynu do zařízení, kdežto výstupní potrubí (7) upraveného plynu ze zařízení je připojeno přes prostor (8) vlhkosti zbaveného plynu předchlazujíoího výměníku (3) na výstup (6)ochlazeného a vlhkosti zbaveného plynu z horní části (17) přímého chladiče (15) plynu a do horní části (17) pří, mého chladiče (15) plynu je připojeno přívodní potrubí (21) studené vody z chladiče ¹ (19) vody zatímco nad epodní části (16) přímého chladiče (15) plynu je připojeno přívodní potrubí (12) chladicí vody ze sítě.