DE102014012418B4 - Apparatus and method for drying - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Trocknen eines feuchten Luftstroms, aufweisend mindestens ein Einlassventil (16) und ein Auslassventil (18) sowie mindestens einen Raum für ein adsorptives Trocknungsmittel (26), wobei die Vorrichtung (14) über eine Einlassöffnung (17) mit einem Behälter (10) für ein Medium (12) verbindbar ausgebildet ist und wobei die Vorrichtung (14) eine hygroskopisch imprägnierte Einrichtung (24) aufweist. Die als hygroskopisch imprägnierte Scheibe (24) ausgebildete Einrichtung weist dabei einen Trägerstoff auf, der mit einem hygroskopischen Material imprägniert ist.A device is proposed for drying a moist air stream, comprising at least one inlet valve (16) and one outlet valve (18) and at least one space for an adsorptive desiccant (26), the device (14) via an inlet opening (17) with a container (10) is designed to be connectable to a medium (12) and wherein the device (14) has a hygroscopically impregnated device (24). The device formed as a hygroscopically impregnated disc (24) in this case has a carrier, which is impregnated with a hygroscopic material.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung eines feuchten Luftstroms.The invention relates to a device and a method for drying a moist air stream.
Stand der TechnikState of the art
Hygroskopische Stoffe wie beispielsweise Hydrauliköle, Chemikalien und Treibstoffe werden üblicherweise in Tanks gelagert, die mit der umgebenden Luft im Ausgleich und damit in Kontakt stehen. Das in der Luft enthaltene Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit kann beim Eindringen in diesen Tank den Stoff kontaminieren und nachhaltig schädigen.Hygroscopic substances such as hydraulic oils, chemicals and fuels are usually stored in tanks which are in equilibrium with and in contact with the surrounding air. The airborne moisture in the form of atmospheric moisture can contaminate the fabric and cause lasting damage when it enters this tank.
So kann es bei Hydrauliköl durch Kontamination mit Luftfeuchtigkeit unter anderem zur Alterung des Öls kommen. Dies hat eine Verschlechterung der Schmierwirkung und des Verschleißschutzes durch Zersetzung von Additiven zur Folge. Zudem kann es Dichtungen durch Hydrolyse zerstören und fördert die Korrosion von Metallteilen. Weiterhin führt Luftfeuchtigkeit beispielsweise bei Kontakt mit Isocyanaten zu deren Kristallisation. Dies kann zur Zerstörung einer Polyurethan-Anlage führen. Im Bereich der Kraftstoffe bilden sich beispielsweise bei biologischen Kraftstoffen Mikroben und Algen und führen damit zu einem erheblichen Qualitätsverlust des Kraftstoffs.For example, hydraulic oil may contaminate the air due to contamination with atmospheric moisture. This results in a deterioration of the lubricity and wear protection by decomposition of additives result. In addition, it can destroy seals due to hydrolysis and promote the corrosion of metal parts. Furthermore, atmospheric moisture, for example, in contact with isocyanates leads to their crystallization. This can lead to the destruction of a polyurethane plant. In the field of fuels, for example, biofuels and algae are formed in biological fuels and thus lead to a considerable loss of quality of the fuel.
Die in Behälter für derartige Stoffe nachströmende Luft muss somit trocken sein, damit keine Feuchtigkeit in den Behälter eindringen kann.The air flowing into containers for such substances must therefore be dry, so that no moisture can penetrate into the container.
Um den Eintrag von Luftfeuchtigkeit in die oben genannten Anlagen zu verhindern, sind bereits entsprechende Vorrichtungen bekannt. Dabei werden Belüftungstrockner oder Luftentfeuchter auf die Be- und Entlüftungsöffnungen des Tanks montiert. Die durch diese Vorrichtungen hindurchströmende Luft wird adsorptiv getrocknet.In order to prevent the entry of humidity in the above systems, such devices are already known. Ventilation dryers or dehumidifiers are mounted on the ventilation openings of the tank. The air flowing through these devices is dried by adsorption.
Dabei kommt ein Trocknungsmittel, beispielsweise Silikagel, zum Einsatz, mit dem ein Behälter befüllt wird. Die durch den Behälter durchströmende Luft wird mit Hilfe der adsorbierenden Wirkungen des Trocknungsmittels getrocknet. Die weiter durchströmende Luft wird durch ein Filterelement gereinigt.In this case, a drying agent, such as silica gel, is used, with which a container is filled. The air flowing through the container is dried by means of the adsorbing effects of the desiccant. The further air flowing through is cleaned by a filter element.
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Zur Trocknung werden also Vorrichtungen verwendet, die mindestens ein Trocknungsmittel, z. B. Silikagel oder Molekularsieb, aufweisen, um feuchte Volumenströme zu trocknen. Durch den jeweiligen Aufbau des Gehäuses wird der feuchte Luftstrom durch die Schüttung geleitet und das Wasser von diesem entnommen.For drying so devices are used, the at least one drying agent, eg. As silica gel or molecular sieve, to dry moist volume flows. Due to the particular structure of the housing, the moist air flow is passed through the bed and the water is removed from this.
Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, dass durch die begrenzte Kapazität der Trocknungsmittel (bei Silikagel ca. 40% und Molekularsieb ca. 25%) die Nutzungszeit ohne eine Regeneration der Trocknungsmittel gering ist. A disadvantage of the known devices is that due to the limited capacity of the drying agent (silica gel about 40% and molecular sieve about 25%) the useful life is low without a regeneration of the drying agent.
Auch wenn eine Regeneration erfolgt, ist die Verwendung der hygroskopischen Substanz ohne ein Trocknungsmittel nur bedingt zur Trocknung von feuchten Luftstömen geeignet. Die Bindungskräfte und die absolute Wasseraufnahmekapazität sind somit beschränkt, da eine kontinuierliche Beladung der hygroskopischen Stoffe stattfindet. Daraus resultieren eine kurze Nutzungszeit und das Fehlen der Regeneration durch den Abluftstrom, da dieser feucht in die Anlage strömen kann.Even if a regeneration takes place, the use of the hygroscopic substance without a drying agent is only conditionally suitable for drying humid air streams. The binding forces and the absolute water absorption capacity are thus limited, since a continuous loading of the hygroscopic substances takes place. This results in a short period of use and the lack of regeneration by the exhaust air flow, since it can flow moist into the system.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die eine längere Nutzungszeit der verwendeten Trocknungsmittel und eine höhere Trocknungsleistung ermöglichen.The object of the invention is therefore to provide an apparatus and a method that allow a longer useful life of the drying agent used and a higher drying performance.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen eines feuchten Luftstroms durch eine Kombination adsorptiver Trocknungsmittel und hygroskopischer Substanzen offenbart.A device and method for drying a moist air stream by a combination of adsorptive desiccants and hygroscopic substances is disclosed.
Dazu wird das adsorptive Trocknungsmittel mit einer hygroskopisch imprägnierten Einrichtung, insbesondere ausgebildet als Scheibe, kombiniert. Damit wird eine bessere Trocknungsleistung erzielt als beim Einsatz von hygroskopischen Substanzen ohne Trocknungsmittel. Dabei wird der trockene Abluftstrom dazu eingesetzt, die verwendeten Trocknungsmittel zu regenerieren.For this purpose, the adsorptive drying agent is combined with a hygroscopically impregnated device, in particular designed as a disk. This results in better drying performance than when using hygroscopic substances without desiccant. The dry exhaust air stream is used to regenerate the desiccants used.
Das Trocknungsmittel ist dabei beispielsweise Silikagel oder Molekularsieb und die hygroskopisch imprägnierte Einrichtung ist aus hygroskopischen Substanzen, oder einer Mischung derselben, ggf. versehen mit einem Bindemittel, auf einem Trägermaterial ausgebildet. Dabei wird die hygroskopische Substanz auf der Scheibe in Strömungsrichtung vor dem Trocknungsmittel angeordnet, so dass der feuchte Luftstrom zuerst durch die imprägnierte Scheibe strömen muss und danach auf das Trocknungsmittel auftrifft und dieses durchströmt.The drying agent is for example silica gel or molecular sieve and the hygroscopically impregnated device is made of hygroscopic substances, or a mixture thereof, optionally provided with a binder, on a carrier material. In this case, the hygroscopic substance is arranged on the disc in the flow direction before the drying agent, so that the moist air flow must first flow through the impregnated disc and then impinges on the drying agent and flows through it.
Trocknungsmittel sind allgemein Stoffe, die Wasser oder andere Lösungsmittel entziehen. Das Wasser kann entweder chemisch gebunden werden, beispielsweise beim Einsatz von Schwefelsäure, Calciumchlorid oder Phosphorpentoxid, oder die Trocknung kann durch Adsorption erfolgen, wie etwa bei Molekularsieben oder Bentonit. Trocknungsmittel werden in der Industrie eingesetzt, um Materialien im Laufe der Produktion zu trocknen, um Endprodukte vor unerwünschtem Durchnässen zu schützen, oder als chemisches Mittel gegen physikalisch bedingte Wasserabgabe oder Kondensation. Dies dient der Langlebigkeit eines Produktes, da hierdurch auch Korrosion und unerwünschte Oberflächenveränderungen eines Werkstoffes vermieden werden können.Desiccants are generally substances that extract water or other solvents. The water can be either chemically bound, for example when using sulfuric acid, calcium chloride or phosphorus pentoxide, or the drying can be carried out by adsorption, such as in molecular sieves or bentonite. Desiccants are used in the industry to dry materials during production to protect end products from unwanted soaking, or as a chemical against physical release or condensation. This serves the longevity of a product, as it also corrosion and undesirable surface changes of a material can be avoided.
Oft werden chemische Verbindungen mit besonderer innerer Struktur als Trocknungsmittel eingesetzt. Solche Mittel sind z. B. Silicagel oder Zeolithe. In organisch-chemischen Labors werden oft wasserfreies Natriumsulfat oder Magnesiumsulfat als Trocknungsmittel verwendet. Diese schließen aufgrund ihrer chemischen und strukturellen Beschaffenheit Wassermoleküle ein und ändern im Anschluss daran durch intermolekulare Kräfte ihre räumliche Molekülstruktur. Wassermoleküle können so nicht mehr aus der Struktur entweichen und bleiben gebunden.Often, chemical compounds having a particularly internal structure are used as drying agents. Such means are for. As silica gel or zeolites. In organic chemical laboratories, anhydrous sodium sulfate or magnesium sulfate is often used as the drying agent. These include water molecules due to their chemical and structural nature, and subsequently change their spatial molecular structure through intermolecular forces. Water molecules can no longer escape from the structure and remain bound.
Weitere allgemein häufig verwendete Trocknungsmittel sind: Aluminiumoxid (regenerierbar) Calcium, Calciumhydrid, Calciumsulfat (regenerierbar), Kaliumcarbonat (regenerierbar), Kaliumhydrisid, Kupfersulfat, Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumhydroxid.Other commonly used drying agents are: alumina (regenerable) calcium, calcium hydride, calcium sulfate (regenerable), potassium carbonate (regenerable), potassium hydride, copper sulfate, lithium aluminum hydride or sodium hydroxide.
Beispielsweise durch Wärmeeinwirkung können einige dieser Trocknungsmittel regeneriert werden, das gebundene Wasser wird so ausgetrieben und das Trocknungsmittel ist erneut verwendbar.For example, by the action of heat, some of these desiccants can be regenerated, the bound water is thus expelled, and the desiccant is reusable.
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbare Kieselgel, Kieselsäuregel oder Silikagel ist ein amorphes Siliziumdioxid von gelartiger, gummiartiger bis fester Konsistenz und ist farblos. Es besitzt eine große innere Oberfläche. Es ist stark hygroskopisch (wasseranziehend) und eignet sich als Geliermittel, Filter-, Adsorbtionsmaterial und Trockenmittel. Man rechnet es zu den Xerogelen.The usable in the device according to the invention silica gel, silica gel or silica gel is an amorphous silica of gel-like, rubbery to solid consistency and is colorless. It has a large inner surface. It is highly hygroscopic (water-attracting) and is suitable as a gelling agent, filter, adsorbent and desiccant. One counts it to the xerogels.
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls einsetzbare Molekularsieb (oder auch kurz Molsieb) ist die funktionelle Bezeichnung für natürliche und synthetische Zeolithe oder andere Stoffe, die ein starkes Adsorptionsvermögen für Gase, Dämpfe und gelöste Stoffe mit bestimmten Molekülgrößen haben. Durch eine geeignete Wahl des Molekularsiebes ist es möglich, Moleküle verschiedener Größen zu trennen. Neben Zeolithen gibt es auch Kohlenstoffmolekularsiebe.The molecular sieve (or also short molecular sieve) which can likewise be used in the device according to the invention is the functional name for natural and synthetic zeolites or other substances which have a strong adsorption capacity for gases, vapors and solutes with specific molecular sizes. By a suitable choice of the molecular sieve, it is possible to separate molecules of different sizes. In addition to zeolites, there are also carbon molecular sieves.
Die Molekularsiebe weisen eine große innere Oberfläche (600–700 m2/g) auf und haben einheitliche Porendurchmesser, die in der Größenordnung der Durchmesser von Molekülen liegen. In Abhängigkeit von der Porenweite variiert die Adsorptionsfähigkeit des Materials.The molecular sieves have a large internal surface area (600-700 m 2 / g) and have uniform pore diameters which are on the order of the diameters of molecules. Depending on the pore size, the adsorption capacity of the material varies.
Das Verhältnis zwischen dem Trocknungsmittel und der hygroskopischen Substanz der hygroskopisch imprägnierten Scheibe bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt sich nach den Anlagen- und Umgebungsbedingungen, ist aber stets zu Gunsten des Trocknungsmittels ausgelegt. Es wird bei Standardbedingungen beispielsweise eine 15 bis 25 mm dicke, imprägnierte Scheibe gemeinsam mit 500 bis 800 g Trocknungsmittel eingesetzt. The ratio between the desiccant and the hygroscopic substance of the hygroscopically impregnated disc in the device according to the invention is determined according to the plant and environmental conditions, but is always designed in favor of the desiccant. For example, under standard conditions, a 15 to 25 mm thick, impregnated disk is used together with 500 to 800 g desiccant.
Um eine gute und gleichmäßige Beladung der hygroskopischen Substanz der damit imprägnierten Scheibe und damit eine gute Lufttrocknung zu erhalten, weist die Vorrichtung in einer Ausgestaltung der Erfindung gleichmäßig verteilte Einlassöffnungen auf. Dabei ist dazu eine Vorkammer angeordnet, in der sich der eintretende Luftstrom verteilen kann, um dadurch über die Einlassöffnungen gleichmäßig auf die imprägnierte Scheibe aufzutreffen und in diese einzutreten.In order to obtain a good and uniform loading of the hygroscopic substance of the disk impregnated therewith and thus a good air drying, the apparatus in one embodiment of the invention has uniformly distributed inlet openings. In this case, an antechamber is arranged, in which the incoming air flow can be distributed, thereby impinge on the inlet openings uniformly on the impregnated disc and enter into this.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat dabei den Vorteil, dass auf diese Weise eine gute, gleichmäßige Beladung der hygroskopischen Substanzen der Scheibe erreicht wird.The device according to the invention has the advantage that in this way a good, uniform loading of the hygroscopic substances of the disc is achieved.
Aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften der Trocknungsmittel und der Imprägnierten Scheibe müssen diese Bestandteile vor unnötiger Beladung mit Luftfeuchtigkeit geschützt werden. Bei zahlreichen Anlagen findet der Luftaustausch in wiederkehrenden und zeitlich regelmäßigen Abständen satt. Zwischen diesen Phasen dürfen die verwendeten Stoffe keinen Kontakt mit der Umgebungsluft haben, da diese sich ansonsten mit Luftfeuchtigkeit beladen und ihre Trocknungsleistung verlieren. Aus diesem Grund werden erfindungsgemäß Einlass- und Auslassventile angeordnet. Die Vorrichtung weist dabei mindestens in Einlass- und mindestens ein Auslassventil auf. Die Ventile sorgen dafür, dass es zu keinem Austausch zwischen dem Innenraum der Vorrichtung und der Umgebung kommt, so lange kein aktiver Luftaustausch der gesamten Anlage benötigt wird.Due to the hygroscopic properties of the desiccant and the impregnated disc, these components must be protected from unnecessary loading with atmospheric moisture. In many systems, the air exchange is replete in recurrent and regular intervals. Between these phases, the substances used must not be in contact with the ambient air, otherwise they will be laden with humidity and lose their drying performance. For this reason, intake and exhaust valves are arranged according to the invention. The device has at least in inlet and at least one outlet valve. The valves ensure that there is no exchange between the interior of the device and the environment, as long as no active air exchange of the entire system is needed.
Die Anordnung der Ventile in der Vorrichtung erfolgt dabei derart, dass der Einlasszustrom (Zuluft) und der Auslassluftstrom (Abluft) durch die gesamte Vorrichtung strömen.The arrangement of the valves in the device takes place in such a way that the inlet flow (supply air) and the outlet air flow (exhaust air) flow through the entire device.
Das in der Vorrichtung verwendete Trocknungsmittel weist adsorptive Eigenschaften auf und nimmt die Luftfeuchtigkeit aufgrund der polaren Oberflächenanziehungskräfte auf. Die Bindungskräfte können durch Erhöhung der Temperatur oder Änderung des Wasserdampfpartialdruckes wieder gelöst werden. Ein Trocknungsmittel wie beispielsweise Silikagel lässt sich unter normalen Bedingungen wieder zumindest teilweise regenerieren. Das Trocknungsmittel ist im Allgemeinen in der Lage, Wasser reversibel zu adsorbieren. Das Trocknungsmittel liegt dabei beispielsweise in Form von Perlen vor. Eine Perlform der einzelnen Teilchen ermöglicht einen optimalen Durchgang der feuchten Prozessluft ohne Ausbildung von Kanälen. Hierzu trägt auch eine gleichmäßige Karngrößenverteilung bei hohem Schüttgewicht bei. Außerdem ist bei einer Perlform der einzelnen Teilchen ein Abrieb sehr klein.The drying agent used in the device has adsorptive properties and absorbs the humidity due to the polar surface attractive forces. The binding forces can be resolved by increasing the temperature or changing the partial pressure of water vapor. A desiccant such as silica gel can be at least partially regenerated under normal conditions. The desiccant is generally capable of reversibly adsorbing water. The drying agent is present, for example, in the form of beads. A bead shape of the individual particles allows optimal passage of the moist process air without the formation of channels. A uniform Karngrößenverteilung at high bulk density contributes to this. In addition, abrasion is very small in a bead form of the individual particles.
Das verwendete Trägermaterial der imprägnierten Scheibe kann beispielsweise, aber nicht einschränkend ein offenporiger Schaumstoff sein, der insbesondere in Form einer Scheibe ausgestanzt wird. Die Größe der Poren wird je nach Anforderung der Anlage ausgewählt, da sich danach der im Betriebsprozess entstehende Druckaufbau bestimmt. Eine hygroskopische Mischung von geeigneten Substanzen wird auf das Trägermaterial der Scheibe aufgebracht oder die Scheibe darin eingetaucht und endet mit der Trocknung der Scheiben im Trockenschrank. Auf diese Weise ist die hygroskopische Mischung bei Verwendung in trockener, kristalliner Form in die Poren des Trägermaterials aufgebracht. Dadurch wird eine vergrößerte Oberfläche erzeugt, um die Wasserpartikel der Zuluft durch den Kontakt mit der Substanz zu binden.The used carrier material of the impregnated disc can be, for example but not limited to, an open-pore foam which is punched out in particular in the form of a disc. The size of the pores is selected according to the requirements of the plant, since then determines the resulting pressure build-up in the operating process. A hygroscopic mixture of suitable substances is applied to the substrate of the disc or the disc immersed therein and ends with the drying of the discs in the oven. In this way, when used in dry, crystalline form, the hygroscopic mixture is applied to the pores of the support material. As a result, an enlarged surface is created in order to bind the water particles of the incoming air through the contact with the substance.
Zur Imprägnierung der Scheibe kommen dabei hygroskopische Substanzen oder eine Mischung aus hygroskopischen Substanzen wie beispielsweise Magnesiumsulfat, Lithiumchlorid oder Calciumchlorid zum Einsatz. Diese Substanzen werden dann gemischt oder jeweils einzeln mit hygroskopischen Bindemitteln wie beispielsweise Polyvinylpyrrolidon vermischt, um eine frühe Verflüssigung bei der Wasseraufnahme zu vermeiden.Hygroscopic substances or a mixture of hygroscopic substances such as, for example, magnesium sulfate, lithium chloride or calcium chloride are used to impregnate the pane. These substances are then mixed or individually blended with hygroscopic binders such as polyvinylpyrrolidone to prevent early liquefaction upon ingestion.
Magnesiumsulfat ist ein farbloser, geruchloser, stark hygroskopischer Feststoff mit bitterem Geschmack. Es existieren mehrere Hydrate, von denen das wichtigste das Magnesiumsulfat-Heptahydrat MgSO4·7H2O ist.Magnesium sulfate is a colorless, odorless, highly hygroscopic solid with a bitter taste. There are several hydrates, the most important being the magnesium sulfate heptahydrate MgSO 4 .7H 2 O.
Calciumchlorid ist ein Chlorid des Erdalkalimetalls Calcium mit der Summenformel CaCl2. Calciumchlorid bildet in Reinform farblose Kristalle und ist in wasserfreiem Zustand stark hygroskopisch. Es nimmt leicht Wasser aus der Umgebung auf und bildet dabei einen Hydrat-Komplex. Wasserfreies Calciumchlorid ist aufgrund seiner Hygroskopie ein wichtiges Trocknungsmittel im Labor, beispielsweise im Exsikkator, und in der technischen Chemie für Gase und Flüssigkeiten.Calcium chloride is a chloride of the alkaline earth metal calcium with the molecular formula CaCl 2 . Calcium chloride forms colorless crystals in pure form and is strongly hygroscopic in the anhydrous state. It easily absorbs water from the environment, forming a hydrate complex. Anhydrous calcium chloride is due to its hygroscopy an important desiccant in the laboratory, for example in the desiccator, and in the technical chemistry of gases and liquids.
Lithiumchlorid LiCl, das Lithiumsalz der Chlorwasserstoffsäure, bildet farblose, stark hygroskopische Kristalle. Neben dem wasserfreien Lithiumchlorid existieren noch verschiedene Hydrate. Lithiumchloridlösungen sind stark hygroskopisch. Sie reduzieren den Wasserdampfdruck um ca. 90%. Aus konzentrierten wässrigen Lösungen kristallisiert wasserfreies Lithiumchlorid erst bei Temperaturen oberhalb von 98°C aus. Bei niedrigeren Temperaturen erhält man eine der Hydratformen. Die Löslichkeit in Wasser beträgt ca. 450 g LiCl/kg Lösung.Lithium chloride LiCl, the lithium salt of hydrochloric acid, forms colorless, highly hygroscopic crystals. In addition to the anhydrous lithium chloride, various hydrates still exist. Lithium chloride solutions are highly hygroscopic. They reduce the water vapor pressure by approx. 90%. Out In aqueous solutions, anhydrous lithium chloride crystallizes only at temperatures above 98 ° C. At lower temperatures you get one of the hydrate forms. The solubility in water is about 450 g LiCl / kg solution.
Des weiteren kann ein hygroskopisches Bindemittel zum Einsatz kommen, beispielsweise Polyvinylpyrrolidon. Polyvinylpyrrolidon (PVP), auch Polyvidon oder Povidon, ist ein Polymer der Verbindung Vinylpyrrolidon. PVP ist ein hygroskopisches, amorphes Pulver mit weißer bis hellgelber Farbe.Furthermore, a hygroscopic binder can be used, for example polyvinylpyrrolidone. Polyvinylpyrrolidone (PVP), also polyvidone or povidone, is a polymer of the compound vinylpyrrolidone. PVP is a hygroscopic, amorphous powder with a white to light yellow color.
Eine Mischung der genannten hygroskopischen Substanzen wie Magnesiumsulfat, Lithiumchlorid oder Calciumdichlorid mit dem hygroskopischen Bindemittel Polyvinylpyrrolidon hat sich als geeignet für die Imprägnierung der oben beschriebenen Scheibe aus dem bereits beschriebenen Trägermaterial gezeigt. Dies schließt jedoch nicht die Mischung aus anderen geeigneten Bestandteilen oder die Verwendung eines anderen geeigneten Trägermaterials aus.A mixture of said hygroscopic substances such as magnesium sulfate, lithium chloride or calcium dichloride with the hygroscopic binder polyvinylpyrrolidone has been found to be suitable for the impregnation of the above-described disk of the already described support material. However, this does not exclude the mixture of other suitable ingredients or the use of another suitable carrier material.
Der feuchte Zuluftstrom aus der Umgebung gelangt dabei über das Einlassventil in den Vorraum, verteilt sich und strömt gleichmäßig durch die Einlassöffnungen in die Imprägnierte, hygroskopisch imprägnierte Scheibe bzw. durch sie hindurch. Danach strömt der Zuluftstrom durch das Trocknungsmittel und dann in die Anlage, also beispielsweise einen Tank.The moist supply air flow from the environment passes through the inlet valve into the antechamber, distributes itself and flows uniformly through the inlet openings into the impregnated, hygroscopically impregnated pane or through it. Thereafter, the supply air flow through the drying agent and then into the system, so for example a tank.
Durch die Verwendung der imprägnierten Scheibe lässt sich der feuchte Zuluftstrom von beispielsweise 80% relativer Feuchte auf 40% relativer Feuchte trocknen. Der restliche Wasseranteil in der Zuluft wird beim Durchströmen des Trocknungsmittels getrocknet.By using the impregnated pane, the moist supply air flow can be dried from, for example, 80% relative humidity to 40% relative humidity. The remaining water content in the supply air is dried as it flows through the desiccant.
Die Menge der Salzmischungen und des Trocknungsmittels sind abhängig von den Bedingungen der Anlage variierbar und die Leistung damit einstellbar.The amount of salt mixtures and the drying agent can be varied depending on the conditions of the system and the performance adjustable.
Die aus der Anlage strömende Abluft wird durch die Vorrichtung über das Auslassventil in die Umgebung abgeleitet. Die trockene Abluft strömt entgegengesetzt zum Zuluftstrom durch das Trockenmittel und die hygroskopische Scheibe, die dadurch regeneriert werden.The exhaust air flowing out of the system is discharged into the environment through the device via the outlet valve. The dry exhaust air flows opposite to the supply air flow through the desiccant and the hygroscopic disk, which are thereby regenerated.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat dabei den Vorteil, dass zur Verlängerung der Nutzungszeit der Vorrichtung die verwendeten Trocknungsmittel und die hygroskopisch imprägnierte Scheibe durch die trockene Abluft regeneriert werden. Aufgrund der Bindungskräfte der hygroskopischen Substanzen kann ein sehr großer Anteil des gebundenen Wassers mit jedem Abluftstrom entfernt werden. Dadurch, dass die Bindungskräfte der hygroskopischen Substanzen zu Wasser geringer ausgebildet sind als die Bindungskräfte des Trocknungsmittels, kann die Substanz nach der Beladung mit Wasser einfacher regeneriert werden als das Trocknungsmittel.The method according to the invention has the advantage that to prolong the useful life of the device, the drying agent used and the hygroscopically impregnated disc are regenerated by the dry exhaust air. Due to the binding forces of the hygroscopic substances, a very large proportion of the bound water can be removed with each exhaust air stream. Because the binding forces of the hygroscopic substances to water are less than the binding forces of the desiccant, the substance can be regenerated more easily after being loaded with water than the desiccant.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description of the figures, the drawings and the claims removed.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:An exemplary embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In
Auf dem Behälter
Das verwendete Trägermaterial der Scheibe
Das imprägnierende Mittel kann aus Salzhydraten bzw. deren Mischungen hergestellt werden. Dabei können beispielsweise Magnesiumsulfat Heptahydrat und/oder Calciumchlorid Dihydrat in einer bestimmten Zusammensetzung in destilliertem Wasser gelöst werden und alleine oder in dieser Mischung oder auch insbesondere mit einem Bindemittel, beispielsweise Polyvinylpyrrolidon gemischt zum Einsatz kommen, wobei die Scheibe
Durch die Verwendung der imprägnierten Scheibe
Nach dem Durchströmen der Luft durch die Scheibe
Dabei wird der Luftstrom
Als Trocknungsmittel im Bereich
In einem oberen Bereich der Vorrichtung zum Trocknen
Der Luftstrom
Die feuchte Luft durchströmt also vorab die hygroskopisch imprägnierte Scheibe
In der Vorrichtung
In
In
Im Filterelement
Das Anschlussstück
In
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Behältercontainer
- 1212
- Mediummedium
- 1414
- Vorrichtung zum TrocknenDevice for drying
- 1616
- Einlassventilintake valve
- 1717
- Öffnungopening
- 1818
- Auslassventiloutlet valve
- 1919
- Vorraumanteroom
- 2020
- Luftstromairflow
- 2121
- Einlassöffnungeninlets
- 2222
- Unterseitebottom
- 2424
- hygroskopisch imprägnierte Scheibehygroscopic impregnated disc
- 2626
- Raum mit TrocknungsmittelRoom with desiccant
- 2828
- Anschlussstückconnector
- 3030
- Ölabscheideelementoil separating
- 3232
- Filterelementfilter element
- 3434
- Innenrohrinner tube
- 100100
- Anlage zur LufttrocknungPlant for air drying
Claims (20)
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---|---|---|---|
DE102014012418.5A DE102014012418B4 (en) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | Apparatus and method for drying |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007133403A2 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-22 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and breather filter structure |
US20080193704A1 (en) * | 2005-02-21 | 2008-08-14 | Tatsuya Ogawa | Adsorbent Film and an Organic El Device |
DE102009049546A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Apparatus for drying a media stream |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5575832A (en) | 1994-09-21 | 1996-11-19 | Humidtech Research, Inc. | Regenerative hygroscopic filter and method |
DE10031004B4 (en) | 2000-06-30 | 2005-06-16 | Jochen Giebel | Device for aerating containers with adsorptively dried air |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080193704A1 (en) * | 2005-02-21 | 2008-08-14 | Tatsuya Ogawa | Adsorbent Film and an Organic El Device |
WO2007133403A2 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-22 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and breather filter structure |
DE102009049546A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Hydac Filtertechnik Gmbh | Apparatus for drying a media stream |
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