DE202008012985U1 - Device for generating purified compressed air - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung gereinigter Druckluft, mit einem Luftverdichter (2), der über eine Rohrleitung (6) mit einer Reinigungseinrichtung (7) verbunden und mit Mitteln zum Abziehen gereinigter Druckluft (8) aus der Reinigungsvorrichtung (7), gekennzeichnet durch Mittel (10, 11, 12, 13, 14) zum Eindüsen von Wasser in die Rohrleitung (6).contraption for the production of purified compressed air, with an air compressor (2), the via a pipe (6) with a cleaning device (7) connected and with means for removing purified compressed air (8) from the cleaning device (7), characterized by means (10, 11, 12, 13, 14) for injecting water into the pipeline (6).

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung gereinigter Druckluft, bei der Luft in einem Luftverdichter verdichtet wird, die verdichtete Luft über eine Rohrleitung einer Reinigungseinrichtung zugeführt und dort gereinigt wird und bei dem aus der Reinigungsvorrichtung gereinigte Luft abgezogen wird.The The invention relates to a device for producing purified compressed air, is compressed in the air in an air compressor that compacted Air supplied via a pipe to a cleaning device and is cleaned there and in the case of the cleaning device cleaned air is withdrawn.

Die gereinigte Druckluft kann beispielsweise als Einsatzluft in einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage, aber auch für jeden anderen Zweck verwendet werden. Die Reinigungsvorrichtung wird üblicherweise adsorptiv betrieben und weist mindestens zwei umschaltbare Behälter mit Adsorptionsmittel, beispielsweise einem Molekularsieb, auf.The cleaned compressed air can be used, for example, as feed air in a Cryogenic air separation plant, but also for everyone be used for another purpose. The cleaning device is usually adsorptively operated and has at least two switchable container with adsorbent, such as a molecular sieve on.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 3336427 A1 bekannt. Zwischen dem Luftverdichter und der Reinigungseinrichtung muss die Verdichtungswärme mindestens teilweise entfernt werden. Dies geschieht in DE 3336427 A1 in einem Direktkontaktkühler, einem eigenen Apparat, der einen Druckbehälter aufweist.Such a device is off DE 3336427 A1 known. Between the air compressor and the cleaning device, the heat of compression must be at least partially removed. This happens in DE 3336427 A1 in a direct contact cooler, a separate apparatus, which has a pressure vessel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung mit besonders geringem apparativem Aufwand herzustellen.Of the Invention is based on the object, such a device produce with very little equipment.

Diese Aufgabe wird durch Mittel zum Eindüsen von Wasser in die Rohrleitung gelöst. Es wird also Wasser in die Rohrleitung zwischen Luftverdichter und Reinigungseinrichtung eingedüst. Das Eindüsen dient der Erzeugung feiner Wassertröpfchen und damit einer großen Oberfläche zum Wärme- und Stoffaustausch mit dem verdichteten Luftstrom.These Task is by means of injecting water into the Pipeline solved. So it gets water into the pipeline injected between air compressor and cleaning device. The injection serves to produce fine water droplets and thus a large surface area for heating and mass transfer with the compressed air stream.

Auf diese Weise wird die verdichtete Luft unmittelbar in der Rohrleitung durch direkten Wärmeaustausch mit dem eingedüsten Wasser abgekühlt. Ein separater Druckbehälter für den Direktkontaktkühler kann entfallen. Damit fallen geringere Investitionskosten an und die Anlage benötigt weniger Platz. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem mehrstufigen Luftverdichter auch den oder die Zwischenkühler des Verdichters ersetzen. "Luftverdichter" im Sinne des Patentanspruchs 1 ist dann die Verdichterstufe stromaufwärts der Wassereindüsung.On This way, the compressed air is directly in the pipeline by direct heat exchange with the injected Water cooled. A separate pressure vessel for the direct contact cooler can be omitted. In order to incur lower investment costs and the system requires less space. The inventive method In the case of a multistage air compressor, the intercooler (s) can also be used replace the compressor. "Air compressor" within the meaning of the claim 1 is then the compressor stage upstream of the water injection.

Die Rohrleitung, in die gemäß der Erfindung Wasser eingedüst wird, unterscheidet sich dadurch von einem Direktkontaktkühler oder ähnlichen Kühlvorrichtungen durch eine horizontale Strömungsrichtung, einen besonders niedrigen Querschnitt (Durchmesser beispielsweise 20 bis 200 cm, abhängig vom Durchsatz). Es wird kein separater Apparat zur Entfernung der Verdichtungswärme benötigt, insbesondere kein Rohrbündel oder Ähnliches.The Pipe, in accordance with the invention, water is thereby different from a direct contact cooler or similar cooling devices by a horizontal Flow direction, a particularly low cross-section (Diameter, for example, 20 to 200 cm, depending on throughput). There is no separate apparatus for removing the heat of compression requires, in particular no tube bundle or the like.

Vorzugsweise wird bei dem Betrieb der Vorrichtung nicht nur an einer Stelle, sondern an mindestens zwei Stellen, insbesondere an mindestens drei Stellen, insbesondere an mindestens vier Stellen der Rohrleitung Wasser eingedüst. Die Eindüse-Stellen sind nacheinander in Strömungsrichtung entlang der Rohrleitung angeordnet.Preferably in the operation of the device not only in one place, but at least two places, in particular at least three places, in particular at least four points of the pipeline injected water. The injection points are successively in the flow direction arranged along the pipeline.

Grundsätzlich funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung mit jeder Art von Verteileinrichtung innerhalb der Rohrleitung, in vielen Fällen sogar ohne Verteileinrichtung. Es kann aber günstig sein, wenn einer Stelle der Wassereindüsung eine Packung in der Rohrleitung angeordnet ist. Dies erhöht die Austauschfläche und verbessert somit den Wärmeübergang. Die Packung kann beispielsweise durch Drahtgestrick oder durch jede Art geordneter Packung aus gewellten Metallblechen oder Kunststoff gebildet werden. Zum Beispiel ist hinter jeder Eindüse-Stelle eine derartige Packung angeordnet.in principle the device according to the invention works with any kind of distribution device inside the pipeline, in many cases even without distribution device. It can but be beneficial if a point of water injection a pack is placed in the pipeline. This increases the exchange surface and thus improves the heat transfer. The pack can be made by wire knitting or by any means Sort of ordered packing of corrugated metal sheets or plastic be formed. For example, behind each injection spot is one arranged such pack.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist stromaufwärts der Reinigungseinrichtung und stromabwärts der Wassereindüsung beziehungsweise der Packung eine Wasserabscheidevorrichtung angeordnet. Diese Maßnahme verhindert oder verringert den Wassereintrag in die Reinigungsvorrichtung. Die Wasserabscheidevorrichtung kann beispielsweise als Demister ausgebildet sein.In a further embodiment of the invention Device is upstream of the cleaning device and downstream of the water injection respectively the pack arranged a Wasserabscheidevorrichtung. This measure prevents or reduces the water entry into the cleaning device. The Wasserabscheidevorrichtung can, for example, as a demister be educated.

Die verdichtete Luft kann stromaufwärts oder stromabwärts der Wassereindüsung durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel abgekühlt werden. Der erfindungsgemäßen Form der Vorkühlung der verdichteten Luft kann also ein Maschinennachkühler vorgeschaltet sein. Als Kühlmittel wird üblicherweise Wasser verwendet.The compressed air may be upstream or downstream the water injection by indirect heat exchange be cooled with a coolant. The inventive Form of pre-cooling of the compressed air can thus a Machine aftercooler upstream. As a coolant usually water is used.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Verfahren beziehungsweise einer Vorrichtung zur Tieftemperatur-Luftzerlegung eingesetzt indem zur Tieftemperatur-Luftzerlegung, bei dem gereinigte Druckluft nach dem Verfahren mindestens ein Teil der gereinigten Druckluft abgekühlt und einer Trennsäule zugeführt wird.Preferably the device according to the invention in a Method or a device for cryogenic air separation Used by the cryogenic air separation, in which purified Compressed air after the process at least part of the cleaned Cooled compressed air and fed to a separation column becomes.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:The Invention and further details of the invention are hereinafter with reference to embodiments illustrated in the drawings explained. Hereby show:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel ohne Direktkontaktkühler und 1 a first embodiment without direct contact cooler and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit Direktkontaktkühler 2 a second embodiment with direct contact cooler

Einander entsprechende Bauteile beziehungsweise Verfahrensschritte tragen in beiden Zeichnungen mit dieselben Bezugszeichen.Corresponding components or method steps carry in both Drawings with the same reference numerals.

In 1 wird über Leitung 1 atmosphärische Luft von einem Luftverdichter 2 angesaugt. Der Luftverdichter kann einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Im letzteren Fall weist er zwischen den Stufen vorzugsweise Vorrichtungen zur Zwischenkühlung auf, in denen die Luft durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel, zum Beispiel Wasser, gekühlt. Alternativ wird der Luftverdichter adiabat betrieben. Die verdichtete Luft 3 strömt in die Rohrleitung 6, die zu einer Reinigungseinrichtung 7 führt. Aus der Reinigungseinrichtung 7 wird gereinigte Druckluft 8 abgezogen und einem Druckluftverbraucher, beispielsweise einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage, zugeführt. Stromaufwärts der Reinigungseinrichtung 7 ist eine Vorrichtung 9 zur Wasserabscheidung angeordnet, zum Beispiel ein Demister. Abgeschiedenes Wasser 5 wird zum Kühlsystem zurückgeführt.In 1 will be over line 1 atmospheric air from an air compressor 2 sucked. The air compressor can be designed in one or more stages. In the latter case, it preferably comprises intermediate cooling devices between the stages, in which the air is cooled by indirect heat exchange with a coolant, for example water. Alternatively, the air compressor is operated adiabatically. The compressed air 3 flows into the pipeline 6 leading to a cleaning device 7 leads. From the cleaning device 7 is cleaned compressed air 8th withdrawn and fed to a compressed air consumer, for example, a cryogenic air separation plant. Upstream of the cleaning device 7 is a device 9 arranged for water separation, for example a demister. Secluded water 5 is returned to the cooling system.

Erfindungsgemäß wird in die Rohrleitung 6 zwischen Luftverdichter 2 und Reinigungseinrichtung 7 Wasser 10 eingedüst, in dem Beispiel an vier in Strömungsrichtung angeordneten Eindüse-Stellen 11, 12, 13, 14. Die Eindüse-Stellen 11, 12, 13, 14 können äquidistant oder in wechselnden Abständen angeordnet sein.According to the invention in the pipeline 6 between air compressor 2 and cleaning device 7 water 10 injected, in the example at four arranged in the flow direction injection points 11 . 12 . 13 . 14 , The injection sites 11 . 12 . 13 . 14 can be arranged equidistantly or at varying distances.

Stromabwärts jeder der Eindüse-Stellen 11, 12, 13, 14 können in der Rohrleitung 6 eine oder mehrere Packungen angeordnet sein (nicht dargestellt).Downstream of each of the injection sites 11 . 12 . 13 . 14 can in the pipeline 6 one or more packages may be arranged (not shown).

Während in 1 auf einen Direktkontaktkühler ganz verzichtet wird, weist das Beispiel der 2 statt der Wasserabscheidevorrichtung 9 einen relativ kleinen Direktkontaktkühler 15 auf, der in dem Beispiel nur einen Packungsabschnitt enthält. Auf den Direktkontaktkühler 15 wird oben Kaltwasser aufgegeben. (nicht dargestellt). Das sich im Sumpf des Direktkontaktkühlers sammelnde Wasser wird über Leitung 5 abgezogen. Zusätzlich kann zwischen Eindüsung 11, 12, 13 und Direktkontaktkühler 15 einkonventioneller Kühler 16 befinden, in dem die verdichtete Luft in indirektem Wärmeaustausch mit Wasser abgekühlt wird.While in 1 On a direct contact cooler is completely omitted, the example of 2 instead of the water separation device 9 a relatively small direct contact cooler 15 on, which in the example contains only one package section. On the direct contact cooler 15 is given up cold water. (not shown). The water collecting in the sump of the direct contact cooler is sent via line 5 deducted. In addition, between injection 11 . 12 . 13 and direct contact cooler 15 conventional radiator 16 in which the compressed air is cooled in indirect heat exchange with water.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3336427 A1 [0003, 0003] - DE 3336427 A1 [0003, 0003]

Claims (1)

Vorrichtung zur Erzeugung gereinigter Druckluft, mit einem Luftverdichter (2), der über eine Rohrleitung (6) mit einer Reinigungseinrichtung (7) verbunden und mit Mitteln zum Abziehen gereinigter Druckluft (8) aus der Reinigungsvorrichtung (7), gekennzeichnet durch Mittel (10, 11, 12, 13, 14) zum Eindüsen von Wasser in die Rohrleitung (6).Device for producing purified compressed air, with an air compressor ( 2 ), which has a pipeline ( 6 ) with a cleaning device ( 7 ) and with means for removing purified compressed air ( 8th ) from the cleaning device ( 7 ), characterized by means ( 10 . 11 . 12 . 13 . 14 ) for injecting water into the pipeline ( 6 ).
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