CZ305090B6

CZ305090B6 - Zařízení pro sušení plynu

Info

Publication number: CZ305090B6
Application number: CZ2011-804A
Authority: CZ
Inventors: David Krivánka; Vojtěch Vambera
Original assignee: ATMOS Chrást s.r.o.
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2015-04-29
Also published as: CZ2011804A3

Abstract

Zařízení pro sušení plynu, zejména vzduchu, který je veden přes adsorpční a/nebo absorpční látku. Přívod (P) plynu je volitelně přiveden do tlakových komor (1) obsahujících adsorpční a/nebo absorpční látku. Výstupy (11) z tlakových komor (1) jsou vedeny do výstupu (V) plynu a do ohřívače (3) plynu, přičemž tlakové komory (1) jsou opatřeny odfukovými uzávěry (12).

Description

Oblast techniky

Vynálezem je zařízení pro sušení plynu, zejména vzduchu, který je veden přes adsorpční a/nebo absorpční látku, a to zejména stlačeného plynu.

Dosavadní stav techniky

Stlačený plyn se suší nejčastěji ochlazením na výstupu z kompresoru, kde v důsledku ochlazení dochází ke kondenzaci vodních par obsažených ve stlačeném plynu. Stlačený plyn lze rovněž skrz vrstvu adsorpční anebo absorpční látky uložené v tlakové nádobě. Tuto látku je však nezbytné po jejím nasycení regenerovat opětným vysušením.

Cyklické regenerování sušicího účinku takové látky řeší patent EP 1 973 631. Podstatou vynálezu je zařízení, které omezuje chvilkový nárůst rosného bodu za sušičem po startu kompresoru. K nárůstu rosného bodu dochází v důsledku redistribuce vlhkosti v komoře s adsorpční a/nebo absorpční látkou, není-li kompresor v chodu. Regeneračního efektu se dosahuje přepouštěním stlačeného plynu z rozvodu adsorpční zóny sušiče v opačném směru za klidu kompresoru. Toto uspořádání využívá zařízení pro sušení plynu, ve kterém je adsorpční a/nebo absorpční látkou naplněn rotor, jehož náplň plynule v důsledku otáčení rotoru, prochází sušicí a regenerační zónou. Zařízení je popsané v patentu BE 1005764 aje určené pro sušení plynu zbezmazných kompresorů, kde lze využít vyšší pracovní teploty pro účinnou regeneraci nasyceného adsorbentu plynem odebraným na výtlaku ze sušicího zařízení. Toto zařízení se pro sušení plynu z olejem mazaných kompresorů nehodí, protože teplota plynu na výstupu z kompresoru je nižší.

Nový způsob úpravy zemního plynu je popsán ve sborníku přednášek APROCHEM 2007, Ciahotný a kol. v kapitole „Nová technologie sušení a čištění zemního plynu pro pohon motorových vozidel“. Popsaná technologie sušení a čištění zemního plynuje určená pro úpravu stlačeného zemního plynu určeného pro provoz pozemních vozidel. Stlačený plyn je veden na sušení do přepínacích adsorbérů, ve kterých probíhá střídavě proces sušení a regenerace adsorbentu nasyceného vodou a organickými látkami. K regeneraci se využívá vnějšího ohřevu adsorbérů a malého množství vysušeného plynu, který se zavede do vyhřívaného adsorbérů. Po dosažení předem nastavené teploty pláště adsorbérů se teplota udržuje řídicím systémem po dobu potřebnou k regeneraci náplně. Regenerační plyn s obsahem uvolněné vlhkosti se vrací zpět do kompresoru s hlavním proudem plynu a následně uvolněna v mezistupňovém separátoru kompresoru. Vnější ohřev přídavným spalováním snižuje ekonomiku takového zařízení.

Zařízení pro současné sušení plynu a vzduchuje popsané ve spisu CS 191 297. Zde uvedené zařízení je tvořeno sušicími kolonami, ve kterých jsou umístěny sušicí články, systém potrubí a ovládací prvky, které umožňují sušení vzduchu v jedné koloně a současnou regeneraci sušicího prostředku ve druhé koloně. K ohřevu se využívá topných ústrojí, vložených do dutin, zasahujících do každé ze sušicích kolon. Rovněž i tohoto provedení je závislé na vnějším zdroji energie potřebné k sušení.

Řešení popsané ve spisu EP 0 332 724 obsahuje dvojici kolon obsahující vysoušedlo, které střídavě přijímá vlhkost nasyceného vzduchu a následně přijímají suchý vzduch k regeneraci vysoušedla, které přijalo vlhkost z nasyceného vzduchu. Obsahuje odváděči ventily, které uvolňují vzduch použitý k regeneraci vysoušedla a ovládací prvky k odvzdušňovacímu ventilu, který se střídavě otevírá a zavírá tak, aby každá kolona byla během regenerace střídavě natlakována a odtlakována. Množství vzduchu uvolněného přes odvzdušňovací ventil bylo omezeno, aniž by došlo ke zvýšení rosného bodu suchého vzduchu. U tohoto řešení se nevyužívá žádného ohřevu vysoušecího vzduchu.

- 1 CZ 305090 B6

Ve spisu WO 2006/012 711 je popsané zařízení pro sušení plynu z kompresoru. Obsahuje tlakovou nádobu uvnitř opatřenou sušicí a regenerační zónou, které spolu rotují. Jedná se o podstatně odlišné řešení oproti námi přihlášenému. Pohyblivé části mají nepochybně vliv na životnost takového řešení.

Podstata vynálezu

Vynálezem je zařízení pro sušení plynu, zejména vzduchu, který je veden přes adsorpční a/nebo absorpční látku. Přívod plynu je volitelně přiveden do tlakových komor obsahujících adsorpční a/nebo absorpční látku. Výstupy z tlakových komor jsou vedeny do výstupu plynu a do ohřívače plynu. Tlakové komory jsou opatřeny odfukovými uzávěry. Plyn určený k sušení lze volitelně přivádět do kterékoliv z komor, jejichž počet není omezen. Vysušený plyn je veden do výstupu a současně do ohřívače plynu. Otevřením kteréhokoliv odfukového uzávěru se umožní přívod ohřátého plynu, který byl při předešlém průchodu adsorpční a/nebo absorpční látkou v tlakové komoře zbaven vlhkosti. Ohřev plynu zvyšuje účinnost regenerace, protože se zvýšenou teplotou plynu klesl rovnovážný stav vlhkosti v adsorpční a/nebo absorpční látce jejím ohřevem.

Pro zvýšení účinnosti provozu zařízení podle vynálezu je vhodné, když pro ohřev plynuje ohřívač plynu tvořen tlakovou nádobou kompresoru, čímž se využije odpadní teplo.

Pokud jsou výstupy z tlakových komor opatřeny zpětnými ventily, lze oddělit právě regenerovanou adsorpční a/nebo absorpční látku ve zvolené tlakové nádobě od ostatních tlakových nádob, které jsou v provozu.

Plynulý proces sušení plynu umožňuje obtočné potrubí, které je vedené z přívodu plynu a je opatřené proporcionálním ventilem. Obtočné potrubí ústící do výstupu. Výstup je opatřen senzorem sledujícím vlhkost plynu na výstupu. Senzor je propojen s proporcionálním ventilem a řídí jeho funkci v závislosti na vlhkosti. Spojitá regulace směšování vysušeného plynu a plynu přivedeného z kompresoru umožňuje získat plyn s požadovaným rosným bodem, aniž by se muselo celé množství přivedené z kompresoru sušit. Vedením části vzduchu obtočným potrubím se snižuje ztráta v rámci jednoho cyklu.

Objasnění výkresů

Na přiloženém výkresu je znázorněno schéma zařízení podle vynálezu pro sušení plynu, zejména vzduchu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Přívod P plynu je volitelně rozbočovačem Pl přiveden do dvojice tlakových komor I obsahujících adsorpční a/nebo absorpční látku. Výstupy 11 z tlakových komor 1 jsou vedeny do výstupu

V plynu a do ohřívače 3 plynu. Tlakové komory 1 jsou opatřeny odfukovými uzávěry 12. Výstupy li z tlakových komor i jsou opatřeny zpětnými ventily 4. Z přívodu P plynuje vedeno obtočné potrubí 2 opatřené proporcionálním ventilem 5 a ústící do výstupu V před senzorem VI, kterým je výstup V opatřen. Senzor Vije propojen s proporcionálním ventilem 5.

Z výstupu V kompresoru je stlačený plyn, v tomto případě vzduch, přiveden přívodem P přes rozbočovač Pl do některé z tlakových komor i. Část vzduchuje vedená obtočným potrubím 2 do výstupu V. Průtok obtočným potrubím 2 je průběžně regulován proporcionálním ventilem 5 optimálně v rozsahu 5 až 20 % vstupního průtoku tak, aby po opětovném smíšení před výstupem

V bylo dosaženo rosného bodu nastaveného obsluhou na ovládacím panelu, který není na výkresu znázorněn. Zpětnou vazbu zajišťuje senzor VI. Požadovaný rosný bod se nastavením ventilu 5

-2CZ 305090 B6 podle údajů vyslaných senzorem VI udržuje po celou dobu provozu zařízení. Znázorněné provedení obsahuje dvě identické tlakové nádoby i naplněné adsorbční a/nebo absorpční látkou. V jiném provedení však může zařízení takových tlakových nádob I obsahovat více. Sušení vzduchu v tomto případě probíhá pouze v jedné tlakové nádobě 1, do které je stlačený vzduch přiváděn rozbočovačem PÍ. Současně dochází k regeneraci náplně ve druhé tlakové nádobě 1 za atmosférického tlaku částí toku již vysušeného vzduchu. Vzduch zbavený vlhkosti je veden přes ohřívač 3, kde se ohřeje přibližně na teplotu 85 °C a výstupovým potrubím 11 je přiveden do druhé tlakové nádoby i. Po prostupu vzduchu adsorpční a/nebo absorpční látkou ve druhé tlakové nádobě i tuto náplň zbaví vlhkosti a odfukovým uzávěrem 12 vyfoukne do atmosféry. Po vypotřebování sušicího účinku náplně první tlakové nádoby I se přepnutím rozbočovače PÍ opakuje. Frekvence přepínání rozbočovače PÍ a tím střídavé využívání tlakových nádob I může být fixní nebo proměnná.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Zařízení pro sušení plynu, zejména vzduchu, jeho vedením přes adsorpční a/nebo absorpční látku, vyznačující se tím, že sestává z přívodu (P) plynu do tlakových komor (1) obsahujících adsorpční a/nebo absorpční látku a z výstupů (11) plynu z tlakových komor (1) spojených s výstupem (V) plynu a ohřívačem (3) plynu, přičemž tlakové komory (1) jsou opatřeny odfukovými uzávěry (12).

2. Zařízení pro sušení plynu podle nároku 1, vyznačující se tím, že ohřívač (3) plynuje tvořen tlakovou nádobou kompresoru.

3. Zařízení pro sušení plynu, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výstupy (11) plynu z tlakových komor (1) jsou opatřeny zpětnými ventily (4).

4. Zařízení pro sušení plynu, podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že přívod (P) plynu je spojený s obtoěným potrubím (2) opatřeným proporcionálním ventilem (5) a ústícím do výstupu (V) před senzorem (VI), kterým je výstup (V) opatřen, přičemž senzor (VI) je propojen s proporcionálnám ventilem (5).