DE202009019161U1 - Adsorptionstrocknungsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Adsorptionstrocknungsvorrichtung zur Trocknung eines insbesondere verdichteten Gases, umfassend eine Adsorptionskammer (11) mit einer Vielzahl von Adsorptionskanälen (101), die ein Adsorptionsmaterial (123) enthalten, wobei an einem ersten Ende (111) der Adsorptionskammer (11) eine erste Zuleitung (106) sowie eine erste Ableitung (109) angeordnet ist, und an einem zweiten Ende (112) der Adsorptionskammer (11) eine zweite Zuleitung (108) sowie eine zweite Ableitung (107) angeordnet ist, wobei die Adsorptionskammer (11) gegenüber den Zu- und Ableitungen (106, 107, 108, 109) rotierbar ist, so dass die Adsorptionskanäle in zeitlichem Wechsel mit der ersten Zuleitung (106) und der zweiten Ableitung (109) oder der ersten Ableitung (107) und der zweiten Zuleitung (108) fluidtechnisch verbindbar sind, so dass ein Trocknungssektor (102) sowie ein Regenerationssektor (103) definiert ist, wobei im Trocknungssektor (102) das Gas getrocknet wird und im Regenerationssektor (103) das Adsorptionsmaterial (123) regeneriert wird, wobei die erste Zuleitung (106) derart ausgebildet ist, dass der zu trocknende Gasstrom als Vollstrom dem Regenerationssektor (103), zuführbar ist, wobei die zweite Ableitung (107) mit der zweiten Zuleitung (108) verbunden ist und somit eine Verbindungsleitung ausbildet, in der ein Kondensator vorgesehen ist, wobei in der Verbindungsleitung eine Druckerhöhungseinrichtung (18) vorgesehen ist, um den Druck des von der zweiten Ableitung (107) zu der zweiten Zuleitung (108) strömenden Gases zu erhöhen, wobei ggf. am ersten (111) oder zweiten Ende (112) der Adsorptionskammer (11) ein Kühlstrom abzweigbar ist, um die Adsorptionskammer (11) innerhalb eines Kühlsektors (119) zu kühlen, und wobei Regenerationssektor (103) und Trocknungssektor (102) zur seriellen Druckströmung hintereinander angeschlossen sind, derart dass der dem Trocknungssektor (102) zugeführte Gasstrom im wesentlichen vollständig dem aus dem Regenerationssektor (103), ggf. einschließlich des Gasstroms aus dem Kühlsektor, abgeführten Gastrom entspricht.An adsorption drying apparatus for drying a particularly compressed gas, comprising an adsorption chamber (11) having a multiplicity of adsorption channels (101) containing an adsorption material (123), a first feed line (106) being provided at a first end (111) of the adsorption chamber (11). and a first discharge line (109) is arranged, and at a second end (112) of the adsorption chamber (11), a second supply line (108) and a second discharge line (107) is arranged, wherein the adsorption chamber (11) opposite the inlet and Derivatives (106, 107, 108, 109) is rotatable, so that the adsorption channels in fluid communication with the first supply line (106) and the second discharge (109) or the first derivative (107) and the second supply line (108) are defined so that a drying sector (102) and a regeneration sector (103), wherein in the drying sector (102) the gas is dried and in the regeneration sector (103) the Adsorptionsma wherein the first supply line (106) is designed such that the gas stream to be dried can be supplied as a full flow to the regeneration sector (103), the second discharge line (107) being connected to the second supply line (108) and thus forms a connecting line in which a condenser is provided, wherein in the connecting line a pressure increasing means (18) is provided to increase the pressure of the second derivative (107) to the second supply line (108) flowing gas, wherein optionally a cooling flow is branchable at the first (111) or second end (112) of the adsorption chamber (11) to cool the adsorption chamber (11) within a cooling sector (119), and wherein the regeneration sector (103) and drying sector (102) are serial Pressure flow are connected in series, such that the drying sector (102) supplied gas flow substantially completely that of the regeneration sector (103), if necessary Lich gas flow from the cooling sector, discharged gas stream corresponds.
Description
Die Erfindung betrifft eine Adsorptionstrocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. The invention relates to an adsorption drying apparatus according to claim 1.
Für die Trocknung von Gasen werden vielfach Adsorptionsverfahren eingesetzt. Beispielhaft sei hier die Entfeuchtung von Druckluft, Stickstoff, Erdgas oder Gasen aus chemischen Produktionsprozessen erwähnt. Neben Verfahren, in dem zwei oder mehr separate Adsorptionsbehälter eingesetzt werden, die im gegenseitigen Wechsel einen Trocknungszyklus und einen Regenerationszyklus durchlaufen, gibt es Verfahren, die mit einem rotierenden Adsorptionsmittel arbeiten, bei dem das Adsorptionsmittel innerhalb einer Trommel fixiert ist und kontinuierlich durch einen Sektor, in dem es regeneriert wird (Regenerationssektor), und einem Sektor, in dem es zur Trocknung eingesetzt wird (Trocknungssektor) bewegt wird. Auf den Stirnseiten des Adsorptionsmittels befinden sich Kammern, durch die die verschiedenen Gasströme durch die Sektoren geleitet werden. Adsorption processes are often used for the drying of gases. As an example, dehumidification of compressed air, nitrogen, natural gas or gases from chemical production processes may be mentioned here. In addition to methods employing two or more separate adsorption vessels that undergo a drying cycle and a regeneration cycle in mutual alternation, there are methods employing a rotating adsorbent in which the adsorbent is fixed within a drum and continuously through a sector, in which it is regenerated (regeneration sector), and a sector in which it is used for drying (drying sector) is moved. On the end faces of the adsorbent are chambers through which the various gas streams are passed through the sectors.
Die Sektoren werden jeweils durch die Teile einer Trommel gebildet, die sich in den durch die Kammern definierten Bereichen befinden, so dass jeder Teil der Trommel zyklisch durch die Sektoren bewegt wird. The sectors are each formed by the parts of a drum which are located in the areas defined by the chambers, so that each part of the drum is cyclically moved by the sectors.
Diese Verfahren werden häufig in der Klimatechnik eingesetzt, sind aber auch in der Drucklufttechnik bekannt. In diesem Zusammenhang wird nur beispielhaft auf die
Das Trockenmittel ist hierbei als drehbare, trommelartige Adsorptionskammer
Ein Teil des in einem Kompressorblock
Der Hauptstrom und der aus dem Regenerationssektor
Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird als nachteilig empfunden. Aufgrund der Verdichtung im Eingangskompressor wird das Gas erwärmt. Es steht jedoch ein nur geringer Teil der Wärme für die Regeneration zur Verfügung, da nur der erwähnte Teilstrom durch den Regenerationssektor geleitet wird. Im Allgemeinen ist die Regenerationskapazität innerhalb des Trocknungssektors oftmals nicht ausreichend, insbesondere wenn durch niedrige Drücke oder hohe Temperaturen von Kühlmedien der eingesetzten Wärmetauscher (Nachkühler
Weiterhin ist der Ejektor
Gemäß dem Stand der Technik ist der Ejektor
Insbesondere wenn die relative Feuchtigkeit des zu trocknenden Gases 100 % beträgt, können nicht abgeschiedene Tropfen enthalten sein. Wenn solche Tropfen auf ein Adsorptionsmaterial in der Adsorptionskammer
Aus der
Weiterhin sei an dieser Stelle auf die
Zusammenfassend lässt sich der Stand der Technik in zwei Gruppen von Adsorptionstrocknungsanlagen bzw. –verfahren einteilen. Bei einer ersten Gruppe wird nur ein Teilstrom zur Regeneration verwendet, was die Effizienz aus den oben geschilderten Gründen verringert. Bei einer zweiten Gruppe wird der gesamte Strom zur Regeneration verwendet, was jedoch entweder zu einer Leckage und damit einem geringeren zu erreichenden Trocknungsgrad führt oder mit einem vergleichsweise hohen Konstruktionsaufwand verbunden ist. In summary, the prior art can be divided into two groups of adsorption drying plants or processes. In a first group, only a partial flow is used for regeneration, which reduces the efficiency for the reasons described above. In a second group, the entire stream is used for regeneration, which, however, either leads to a leakage and thus a lower degree of drying to be achieved or is associated with a comparatively high construction effort.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Adsorptionstrocknungsvorrichtung vorzuschlagen, das möglichst effizient arbeitet, wobei gleichzeitig der erzielbare Trocknungsgrad hoch sowie der konstruktive Aufwand niedrig sein soll. Insbesondere sollen die Vorteile eine rotierenden Adsorptionskammer genutzt und zugleich eine hohe Regenerationskapazität und damit Betriebssicherheit erreicht werden, ohne die Nachteile, die hohe Differenzdrücke innerhalb der Adsorptionstrocknungsvorrichtung verursachen. It is therefore an object of the invention to provide an adsorption drying apparatus which works as efficiently as possible, at the same time the achievable degree of drying high and the design effort should be low. In particular, the advantages of using a rotating adsorption chamber and at the same time a high regeneration capacity and thus reliability can be achieved without the disadvantages that cause high differential pressures within the Adsorptionstrocknungsvorrichtung.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Adsorptionstrocknungsvorrichtung nach den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by an adsorption drying apparatus according to the features of claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Adsorptionstrocknungsvorrichtung zur Trocknung eines insbesondere verdichteten Gases, umfassend eine Adsorptionskammer mit einer Vielzahl von Adsorptionskanälen, die ein Adsorptionsmaterial enthalten, wobei an einem ersten Ende der Adsorptionskammer eine erste Zuleitung sowie eine erste Ableitung angeordnet ist und an einem zweiten Ende der Adsorptionskammer eine zweite Zuleitung sowie eine zweite Ableitung angeordnet ist, wobei die Adsorptionskammer gegenüber den Zu- und Ableitungen rotierbar ist, so dass die Adsorptionskanäle in zeitlichem Wechsel mit der ersten Zuleitung und der zweiten Ableitung oder der ersten Ableitung und der zweiten Zuleitung fluidtechnisch verbindbar sind, so dass ein Trocknungssektor sowie ein Regenerationssektor definiert ist, wobei im Trocknungssektor das Gas getrocknet wird, und im Regenerationssektor das Adsorptionsmaterial regeneriert wird, wobei die erste Zuleitung derart ausgebildet ist, dass der zu trocknende Gasstrom als Vollstrom dem Regenerationssektor zuführbar ist, wobei die zweite Ableitung mit der zweiten Zuleitung verbunden ist und somit eine Verbindungsleitung ausbildet, in der ein Kondensator vorgesehen ist, und wobei in der Verbindungsleitung eine gegenüber dem Kondensator stromabwärts angeordnete Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen ist, um den Druck des von der zweiten Ableitung zu der zweiten Zuleitung strömenden Gases zu erhöhen, wobei gegebenenfalls am ersten und/oder zweiten Ende der Adsorptionskammer ein Kühlstrom abzweigbar ist, um die Adsorptionskammer innerhalb eines Kühlsektors zu kühlen, und wobei Regenerationssektor und Trocknungssektor zur seriellen Durchströmung hintereinander angeschlossen sind, derart dass der dem Trocknungssektor zugeführte Gasstrom im Wesentlichen vollständig dem aus dem Regenerationssektor, ggf. einschließlich des Gasstroms aus dem Kühlsektor, abgeführten Gasstrom entspricht. Es kann ein Eingangskompressor vorgesehen sein, um das zu trocknende Gas der ersten Zuleitung im verdichteten Zustand zuzuführen. The object is in particular achieved by an adsorption drying apparatus for drying a particularly compressed gas, comprising an adsorption chamber with a plurality of adsorption channels containing an adsorption material, wherein at a first end of the adsorption chamber, a first supply line and a first discharge line is arranged and at a second end the adsorption chamber is arranged a second supply line and a second discharge line, wherein the adsorption chamber is rotatable relative to the supply and discharge lines, so that the adsorption channels are fluidly connectable in temporal change with the first supply line and the second discharge line or the first discharge line and the second supply line so that a drying sector and a regeneration sector is defined, wherein in the drying sector, the gas is dried, and in the regeneration sector, the adsorption material is regenerated, wherein the first supply line is designed such that the t rocknende gas stream is fed as a full flow to the regeneration sector, wherein the second derivative is connected to the second supply line and thus forms a connecting line in which a capacitor is provided, and wherein in the connecting line with respect to the capacitor downstream pressure increasing means is provided to the pressure increase the gas flowing from the second discharge line to the second supply line, wherein optionally at the first and / or second end of the adsorption chamber, a cooling flow is branched to the adsorption chamber within a Cooling sector to be cooled, and wherein the regeneration sector and drying sector are connected to the serial flow one behind the other, such that the gas stream supplied to the drying sector substantially completely corresponds to the discharged from the regeneration sector, possibly including the gas flow from the cooling sector, gas stream. An input compressor may be provided to supply the gas to be dried to the first supply line in the compressed state.
Unter dem Begriff „Leitung“, insbesondere Zuleitung, Ableitung, Verbindungsleitung, soll im Folgenden funktionell eine entsprechende Zuführung, Abführung oder Verbindung verstanden werden. Der Begriff „Leitung“ kann jedoch alternativ auch einschränkend im Sinne einer körperlichen Abgrenzung verstanden werden. Unter „im zeitlichen Wechsel“ soll allgemein verstanden werden, dass die Adsorptionskanäle einerseits mit der ersten Zuleitung und der zweiten Ableitung und andererseits mit der ersten Ableitung und der zweiten Zuleitung verbindbar sind. Im Allgemeinen soll darunter jedoch nicht verstanden werden, dass die Adsorptionskanäle nicht mit noch anderen Leitungen oder Gasführungen verbindbar sind. The term "line", in particular supply line, discharge, connection line, is to be understood in the following functionally a corresponding supply, discharge or connection. However, the term "management" may alternatively be understood to be limiting in the sense of a physical delimitation. By "in temporal change" is to be understood in general terms that the adsorption channels are connectable on the one hand to the first supply line and the second discharge line and on the other hand to the first discharge line and the second supply line. In general, however, this is not to be understood as meaning that the adsorption channels can not be connected to other lines or gas ducts.
Unter einem Kondensator wird hier die funktionelle Einheit (ggf. auch die strukturelle Einheit) aus einem Kühler und einem Kondensatabscheider verstanden, wobei im Kühler zumindest ein Teil einer kondensierbaren Komponente auskondensiert und danach im Kondensatabscheider abgeschieden wird. A condenser is here understood to mean the functional unit (possibly also the structural unit) comprising a condenser and a condenser, wherein in the condenser at least part of a condensable component is condensed out and then separated in the condenser.
Unter Vollstrom soll insbesondere ein Anteil des Gasstromes von mindestens 95 %, vorzugsweise mindestens 99 %, weiter vorzugsweise (im wesentlichen) 100 % verstanden werden. By full flow is meant in particular a proportion of the gas stream of at least 95%, preferably at least 99%, more preferably (substantially) 100%.
Ein Kerngedanke besteht darin, dass die erste Zuleitung derart ausgebildet ist, dass der zu trocknende Gasstrom als Vollstrom dem Regenerationssektor zuführbar ist, wobei die zweite Ableitung mit der zweiten Zuleitung verbunden ist und somit eine Verbindungsleitung ausbildet, in der ein Kondensator vorgesehen ist, wobei in der Verbindungsleitung eine Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen ist, um den Druck des von der zweiten Ableitung zu der zweiten Zuleitung strömenden Gases zu erhöhen, wobei ggf. am ersten oder zweiten Ende der Adsorptionskammer ein Kühlstrom abzweigbar ist, um die Adsorptionskammer innerhalb eines Kühlsektors zu kühlen, und wobei Regenerationssektor und Trocknungssektor zur seriellen Druckströmung hintereinander angeschlossen sind, derart dass der dem Trocknungssektor zugeführte Gasstrom im wesentlichen vollständig dem aus dem Regenerationssektor, ggf. einschließlich des Gasstroms aus dem Kühlsektor, abgeführten Gasstrom entspricht. Es erfolgt also prinzipiell keine Aufspaltung des Gasstroms in einen Hauptstrom und einen Regenerationsstrom mit den damit verbundenen Nachteilen. Weiterhin ist zum anderen die Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen, was die Ausbildung eines unerwünschten Leckagestroms mit einfachen Mitteln verhindert. Insbesondere kann die bei der Verdichtung im Eingangskompressor anfallende Wärme für die Regeneration des Adsorptionsmittels in der Adsorptionskammer effizient genutzt werden. Besonders effizient ist die Methode, wenn der Eingangskompressor ein Schraubenverdichter und/oder Turboverdichter ist. A key idea is that the first supply line is designed such that the gas stream to be dried can be supplied as a full flow to the regeneration sector, wherein the second derivative is connected to the second supply line and thus forms a connecting line in which a capacitor is provided, wherein a pressure increasing device is provided in the connection line for increasing the pressure of the gas flowing from the second discharge line to the second supply line, it being possible for a cooling flow to be branched off at the first or second end of the adsorption chamber in order to cool the adsorption chamber within a cooling sector, and The regeneration sector and drying sector are connected in series to the serial pressure flow, so that the gas flow supplied to the drying sector substantially completely corresponds to the gas flow discharged from the regeneration sector, possibly including the gas flow from the cooling sector. Thus, there is basically no splitting of the gas stream into a main stream and a regeneration stream with the associated disadvantages. Furthermore, on the other hand, the pressure increasing device is provided, which prevents the formation of an undesirable leakage current by simple means. In particular, the heat produced during compression in the input compressor can be used efficiently for the regeneration of the adsorbent in the adsorption chamber. The method is particularly efficient if the input compressor is a screw compressor and / or turbo compressor.
In der vorgeschlagenen Adsorptionstrocknungsvorrichtung wird durch die Druckerhöhungseinrichtung ein positiver Differenzdruck zwischen Trocknungs- und Regenerationssektor erzeugt, um zu vermeiden, dass ein Luftübertritt aus dem Regenerationsabschnitt in den Trocknungsabschnitt erfolgt. Die Druckerhöhungseinrichtung hat daher den Zweck, den Druckverlust des Gases von der Regenerationseintrittskammer bis zur Trocknungsaustrittskammer über den Regenerationssektor, den Kondensator, den Trocknungssektor sowie den entsprechenden Verbindungsleitungen zur Kammer zu kompensieren und zusätzlich den oben erwähnten positiven Differenzdruck aufzubauen. In the proposed Adsorptionsstrocknungsvorrichtung a positive differential pressure between the drying and regeneration sector is generated by the pressure increasing means, in order to avoid that an air transfer from the regeneration section takes place in the drying section. The pressure-increasing device therefore has the purpose of compensating for the pressure loss of the gas from the regeneration inlet chamber to the drying outlet chamber via the regeneration sector, the condenser, the drying sector and the corresponding connection lines to the chamber and additionally build up the above-mentioned positive differential pressure.
Als Adsorptionsmaterial kommt beispielsweise Silicagel oder alternativ ein Molekularsieb in Frage. Die Umlauffrequenz der Adsorptionskammer kann beispielsweise 2 bis 20 Umdrehungen pro Stunde betragen. Suitable adsorption material is, for example, silica gel or alternatively a molecular sieve. The circulation frequency of the adsorption chamber may be, for example, 2 to 20 revolutions per hour.
Unter der zweiten Zuleitung ist insbesondere der jeweils geöffnete Eintrittsquerschnitt in die Adsorptionskammer gemeint. Der Begriff Verbindungsleitung ist im Allgemeinen als funktionelle Verbindung zu verstehen, kann jedoch auch einschränkend verstanden werden. By the second supply line is meant in particular the respectively opened inlet cross-section into the adsorption chamber. The term interconnect is generally to be understood as a functional compound, but may be understood as limiting.
Dadurch dass die Adsorptionskammer rotierbar ist, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber einer Adsorptionsvorrichtung mit zwei oder mehr separaten Adsorptionsbehältern, bei denen möglicherweise ebenfalls Verdichtungswärme zur Regeneration benutzt wird, den Vorteil, dass nur ein Adsorptionsbehälter erforderlich ist und auch keine aufwändige Verrohrung mit einer Vielzahl von Ventilen und einer entsprechenden Steuerung benötigt wird. By virtue of the fact that the adsorption chamber is rotatable, the device according to the invention has the advantage over an adsorption device with two or more separate adsorption vessels, which may also use compression heat for regeneration, that only one adsorption vessel is required and no complicated piping with a multiplicity of valves and a corresponding control is needed.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Druckerhöhungseinrichtung die Gasstromtemperatur angehoben wird. Dadurch sinkt die relative Feuchte des Gases, so dass ggf. noch vorhandene Wassertropfen verdunsten. Eine Schädigung des Adsorptionsmaterials kann so vermieden bzw. reduziert werden, so dass vergleichsweise lange Standzeiten, insbesondere gegenüber dem Teilstromverfahren realisiert werden können. Another advantage of the invention is that the gas flow temperature is raised by the pressure increasing device. This reduces the relative humidity of the gas, so that possibly existing water droplets evaporate. Damage to the adsorption material can thus be avoided or reduced, so that comparatively long service lives, in particular with respect to the partial flow method, can be realized.
Der Begriff „Trocknung“ kann einschränkend verstanden werden dahingehend, dass aus einem Luftstrom bzw. Gasstrom Wasser entfernt werden soll. Im Allgemeinen soll unter „Trocknung“ jedoch das Entfernen einer adsorbierbaren und/oder kondensierbaren Komponente aus einem Luftstrom bzw. Gasstrom verstanden werden. The term "drying" can be understood to be restrictive in that water is to be removed from an air stream or gas stream. In general, however, the term "drying" should be understood to mean the removal of an adsorbable and / or condensable component from an air stream or gas stream.
Es kann eine Adsorptionskammer bzw. „Trockentrommel“ verwendet werden, wie sie allgemein in der Klimatechnik oder in der Drucklufttrocknung im Teilstromverfahren üblich und bekannt sind (siehe beispielsweise
Vorzugsweise besteht die Trockentrommel beispielsweise aus einem dünnen Trägermaterial aus glatten und gewellten Folien, das eine Struktur aus insbesondere parallelen Kanälen ausbildet und auf dem ein Adsorptionsmittel, beispielsweise Silicagel, fixiert wird, welches beispielsweise chemisch gebunden ist. Je nach Größe der Trockentrommel können um eine Rotationsachse Bleche (Speichen) fixiert werden, die sich entlang der Rotationsachse (Trommelachse) von innen radial nach außen erstrecken. Dadurch wird eine vergleichsweise hohe Stabilität der Trockentrommel erreicht. In den Segmenten, die durch die Ausbildung der Speichen entstehen, können Blöcke mit den oben beschriebenen Kanalstrukturen fixiert sein. Es können auch zwei oder mehr Blöcke bzw. Blockreihen hintereinander angeordnet werden, so dass längere Trockentrommeln bereitgestellt werden können bzw. die Länge der Trockentrommel variiert werden kann, was die Effektivität der Trocknung steigert. The drying drum preferably consists, for example, of a thin carrier material of smooth and corrugated films which forms a structure of, in particular, parallel channels and on which an adsorbent, for example silica gel, which is chemically bound, for example, is fixed. Depending on the size of the drying drum, sheets (spokes) can be fixed around a rotation axis and extend radially from the inside along the axis of rotation (drum axis). As a result, a comparatively high stability of the drying drum is achieved. In the segments formed by the formation of the spokes, blocks may be fixed with the channel structures described above. Two or more blocks or rows of blocks can also be arranged one behind the other, so that longer drying drums can be provided or the length of the drying drum can be varied, which increases the effectiveness of the drying.
Vorzugsweise sind die Kanäle kleiner ausgebildet als Ränder der entsprechenden Bereiche, so dass ein Adsorptionskanal nicht mit zwei durch die Ränder voneinander abgegrenzten Bereiche gleichzeitig in Verbindung sein kann. Preferably, the channels are formed smaller than edges of the respective regions, so that an adsorption channel can not be in communication with two regions separated from each other by the edges.
Die Adsorptionskammer kann innerhalb eines Adsorptionsbehälters rotierbar gelagert sein, der vorzugsweise auch die Zu- und Ableitungen zumindest teilweise umfasst. Derartige Zu- und Ableitungen sind einfach herzustellen und robust. The adsorption chamber can be rotatably mounted within an adsorption container, which preferably also at least partially includes the supply and discharge lines. Such inlets and outlets are easy to manufacture and robust.
Vorzugsweise ist die Druckerhöhungsvorrichtung zumindest teilweise innerhalb des Adsorptionsbehälters, insbesondere zumindest teilweise innerhalb eines Auflagers für die rotierbare Adsorptionskammer vorgesehen. Dadurch kann eine weitere Verrohrung eingespart werden, was den Aufwand in konstruktiver Hinsicht reduziert. Insbesondere kann die Druckerhöhungsvorrichtung an einem Boden des Adsorptionsbehälters angeordnet bzw. befestigt sein. The pressure-increasing device is preferably provided at least partially within the adsorption container, in particular at least partially within a support for the rotatable adsorption chamber. As a result, a further piping can be saved, which reduces the complexity in terms of design. In particular, the pressure-increasing device can be arranged or fastened to a bottom of the adsorption container.
Die Druckerhöhungseinrichtung kann ein mechanischer Verdichter, insbesondere ein Kompressor und/oder ein Gebläse und/oder eine Pumpe und/oder ein Seitenkanalverdichter und/oder ein Turboverdichter, beispielsweise Radialverdichter sein. Seitenkanalverdichter werden im Allgemeinen für Prozesse mit atmosphärischem Ansaugdruck verwendet, um relativ geringe Druckerhöhungen zu erreichen. Im vorliegenden Fall hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass Seitenkanalverdichter auch vorteilhaft eingesetzt werden können, um in der Adsorptionstrocknungsvorrichtung die erforderlichen Druckerhöhungen bei hohen Ansaugdrücken zu realisieren. Bei Radialverdichtern ist das Verdichtergehäuse (beispielsweise ein Spiralgehäuse) im allgemeinen Fall ebenfalls nur für geringe Überdrücke ausgelegt. Wird das Verdichtergehäuse vorzugsweise druckfest gestaltet und insbesondere ein Austritt des Verdichtergehäuses mit einem Eintritt in die Trocknungseintrittskammer verbunden, so kann ein Radialverdichter, ohne die Adsorptionstrocknungsvorrichtung aufwändig anpassen zu müssen, in einfacher Weise integriert werden. The pressure increasing device may be a mechanical compressor, in particular a compressor and / or a fan and / or a pump and / or a side channel compressor and / or a turbocompressor, for example radial compressor. Side channel blowers are generally used for atmospheric suction pressure processes to achieve relatively low pressure increases. In the present case, however, it has surprisingly been found that side channel blowers can also be used to advantage in order to realize the required pressure increases at high suction pressures in the adsorption drying device. In radial compressors, the compressor housing (for example, a spiral housing) is also designed in the general case only for low pressures. If the compressor housing is preferably made pressure-resistant and in particular an outlet of the compressor housing is connected to an inlet into the drying inlet chamber, then a radial compressor can be integrated in a simple manner without having to extensively adapt the adsorption drying apparatus.
Die Verbindungsleitung kann derart beschaffen sein, dass im Betrieb der Adsorptionstrocknungsvorrichtung ein aus der zweiten Ableitung abströmendes Gasstrom im Wesentlichen gleich einem der zweiten Zuleitung zuströmenden Gasstrom ist. Dies soll insbesondere bedeuten, dass weder ein erheblicher Teil der aus der zweiten Ableitung abströmenden Gasstrom abgetrennt wird, noch eine Leitung vorgesehen ist, um der Verbindungsleitung einen weiteren Gasstrom zuzuführen. Die Verbindungsleitung weist in diesem Sinne somit keine Verzweigungen auf. Dies erleichtert die Kontrolle der Adsorptionsvorrichtung und den Aufbau derselben. The connecting line may be such that, during operation of the adsorption drying device, a gas stream flowing out of the second discharge line is substantially equal to a gas flow flowing to the second supply line. This is intended in particular to mean that neither a significant part of the gas stream flowing out of the second discharge line is separated off, nor is a line provided in order to supply a further gas stream to the connecting line. The connection line thus has no branches in this sense. This facilitates the control of the adsorption device and the construction thereof.
Vorzugsweise ist ein Eingangskompressor vorgesehen, um das zu trocknende Gas der ersten Zuleitung in verdichtetem Zustand zuzuführen. Beispielsweise kann der Eingangskompressor ein ein- oder mehrstufiger trockenverdichtender Schraubenverdichter und/oder ein Turboverdichter sein. Die bei der Verdichtung anfallende Wärme kann dann besonders einfach für die Regeneration des Adsorptionsmittels genutzt werden. Vorzugsweise umfasst der Eingangskompressor einen Kompressorkondensator insbesondere mit einem Nachkühler und einem Kondensatorabscheider, wobei weiter vorzugsweise der Kompressorkondensator, insbesondere der Nachkühler und/oder der Kondensatabscheider den in der Verbindungsleitung vorgesehenen Kondensator zumindest teilweise ausbildet/ausbilden. Dadurch kann ein Bauteil der Adsorptionsvorrichtung mindestens teilweise entfallen, was Kosten reduziert, insbesondere den Instandhaltungs- und Montageaufwand verringert. Preferably, an input compressor is provided to supply the gas to be dried of the first supply line in a compressed state. For example, the input compressor may be a single or multistage dry compressing screw compressor and / or a turbo compressor. The heat generated during the compression can then be used particularly easily for the regeneration of the adsorbent. Preferably, the input compressor comprises a compressor condenser, in particular with an aftercooler and a condenser, wherein further preferably, the compressor condenser, in particular the aftercooler and / or the condenser at least partially forms / form the capacitor provided in the connecting line. As a result, a component of the adsorption device can be at least partially eliminated, which reduces costs, in particular reduces the maintenance and assembly costs.
In einer konkreten Ausführungsform ist eine an die Adsorptionskammer angrenzende, erste Querschnittsfläche Q1 der ersten Zuleitung, die einen Regenerationssektor definiert, kleiner ist als eine an die Adsorptionskammer angrenzende, zweite Querschnittsfläche Q2 der zweiten Zuleitung, die einen Trocknungssektor definiert, wobei ein Verhältnis von Q2/Q1 im Bereich von 0,3–3 liegt, vorzugsweise in etwa gleich groß ist. In a specific embodiment, a first cross-sectional area Q 1 of the first supply line, which defines a regeneration sector, adjacent to the adsorption chamber is smaller than a second cross-sectional area Q 2 of the second supply line adjoining the adsorption chamber and defining a drying sector, wherein a ratio of Q 2 / Q 1 is in the range of 0.3-3, preferably approximately equal.
In konkreten Ausführungsformen ist die Querschnittsfläche Q1 kleiner als eine an die Adsorptionskammer angrenzende dritte Querschnittsfläche Q3 der zweiten Ableitung, wobei vorzugsweise Q1/Q3 größer als 0,9, also im Bereich von 0,9 bis 1,0 ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Querschnittsfläche Q2 kleiner als eine an die Adsorptionskammer angrenzende vierte Querschnittsfläche Q4 der ersten Ableitung sein. Im Ergebnis kann die Adsorptionskammer innerhalb eines Kühlsektors gekühlt werden. Dadurch wird in besonders einfacher Weise der Wirkungsgrad der Adsorptionsvorrichtung gesteigert. In specific embodiments, the cross-sectional area Q 1 is smaller than a third cross-sectional area Q 3 of the second derivative adjacent to the adsorption chamber, wherein preferably Q 1 / Q 3 is greater than 0.9, ie in the range from 0.9 to 1.0. Alternatively or additionally, the cross-sectional area Q 2 may be smaller than a fourth cross-sectional area Q 4 of the first discharge line adjoining the adsorption chamber. As a result, the adsorption chamber can be cooled within a cooling sector. As a result, the efficiency of the adsorption device is increased in a particularly simple manner.
Die Dimensionierung der Querschnittsflächen Q1 und Q3 erfolgt vorzugsweise derart, dass eine Druckdifferenz über dem Kühlsektor, bei welcher der erforderliche Kühlluftstrom durch den Kühlsektor strömt, um einen vergleichsweise geringen Betrag (beispielsweise 1 bis 4 Millibar) oberhalb der Druckdifferenz über dem Regenerationssektor liegt. Wählt man den Kühlsektor im Verhältnis zum Regenerationssektor zu groß, stellt sich beim für die Kühlung erforderlichen Kühlluftstrom in der Regenerationseintrittskammer ein höherer Druck als in der Trocknungsaustrittskammer
In einer weiteren konkreten Ausführungsform ist ein Kühlstrom am ersten oder zweiten Ende der Adsorptionskammer abzweigbar, um die Adsorptionskammer innerhalb eines Kühlsektors zu kühlen. Dadurch kann die Kühlung unabhängig von dem Strom des zu trocknenden Gases gesteuert werden. Dies verbessert die Betriebssicherheit im Hinblick auf veränderliche Volumenströme. In another specific embodiment, a cooling stream is branchable at the first or second end of the adsorption chamber to cool the adsorption chamber within a cooling sector. Thereby, the cooling can be controlled independently of the flow of the gas to be dried. This improves the reliability with regard to variable volume flows.
Insbesondere wenn ein Radialverdichter vorgesehen ist, kann die Druckerhöhungsvorrichtung einen Ringdiffusor umfassen. Dann kann beispielsweise auf ein Spiralgehäuse verzichtet werden, wobei ausgenutzt werden kann, dass prozessbedingt die Druckluft über einen vergleichsweise großen Querschnitt in den Trocknungssektor einströmt und von daher die an einem Verdichterradumfang des Radialverdichter austretende Luft (Gas) nicht in einem Rohrquerschnitt zusammengeführt werden muss. In particular, when a radial compressor is provided, the pressure increasing device may comprise a ring diffuser. Then, for example, can be dispensed with a volute casing, which can be exploited that process-related, the compressed air flows over a relatively large cross-section in the drying sector and therefore the exiting at a Verdichterradumfang the centrifugal compressor air (gas) does not have to be brought together in a pipe cross-section.
Vorzugsweise wird der Ringdiffusor zumindest teilweise durch den Adsorptionsbehälter, insbesondere das Auflager gebildet. Dadurch kann Material für die Ausbildung des Ringdiffusors eingespart werden, was die Kosten senkt. Preferably, the ring diffuser is at least partially formed by the adsorption container, in particular the support. This material can be saved for the formation of the ring diffuser, which reduces the cost.
Vorzugsweise ist eine Antriebswelle zum Antrieb der Druckerhöhungseinrichtung zumindest teilweise in einem Leitungsabschnitt der Verbindungsleitung geführt. Im Allgemeinen gilt, dass, wenn eine Antriebswelle zum Antrieb der Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen ist, durch den Ringdiffusor die radialen Kräfte auf die Welle minimiert werden, was sich positiv auf die Lagerung und Durchführung der Antriebswelle auswirkt. Eine Durchführung der Antriebswelle durch einen Leitungsabschnitt der Verbindungsleitung ist konstruktiv besonders einfach. Preferably, a drive shaft for driving the pressure increasing device is at least partially guided in a line section of the connecting line. In general, when a drive shaft is provided to drive the pressure increasing means, the radial forces on the shaft are minimized by the ring diffuser, which has a positive effect on the bearing and passage of the drive shaft. A passage of the drive shaft through a line section of the connecting line is structurally particularly simple.
In einer konkreten Ausführungsform weist ein Leitungsabschnitt der Verbindungsleitung, insbesondere der oben erwähnte Leitungsabschnitt, mindestens eine Gaseintrittsöffnung auf, die in einer Verbindungsleitungswand ausgebildet ist. Die zu trocknende Luft kann dann besonders einfach zugeführt werden. In a specific embodiment, a line section of the connecting line, in particular the above-mentioned line section, at least one gas inlet opening, which is formed in a connecting line wall. The air to be dried can then be supplied particularly easily.
Vorzugsweise ist eine Antriebseinheit zum Antrieb der Druckerhöhungseinrichtung außerhalb eines Druckraums, insbesondere außerhalb eines Verdichtergehäuses und/oder außerhalb des Adsorptionsbehälters angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die entsprechende Antriebswelle aus dem Druckraum zu der außenliegenden Antriebseinheit geführt werden kann. Dies hat weiterhin zur Folge, dass durch die Druckerhöhungseinrichtung keine Schmiermittel in die Druckluft gelangen können, was insbesondere bei der Trocknung nach trockenlaufenden Kompressoren vorteilhaft ist. Ein trockenlaufender Kompressor kann eingesetzt werden, um zu vermeiden, dass Verunreinigungen, insbesondere Kohlenwasserstoffe in der Druckluft enthalten sind. Preferably, a drive unit for driving the pressure increasing device outside a pressure chamber, in particular outside a compressor housing and / or outside of the adsorption container is arranged. This ensures that the corresponding drive shaft can be guided from the pressure chamber to the external drive unit. This also has the consequence that no lubricant can get into the compressed air by the pressure increasing device, which is particularly advantageous when drying after dry running compressors. A dry running compressor can be used to prevent contaminants, especially hydrocarbons, from being contained in the compressed air.
Vorzugsweise ist die Welle eines Verdichterrades einseitig, insbesondere außerhalb des Druckraumes, vorzugsweise außerhalb eines Verdichtergehäuses und/oder außerhalb des Adsorptionsbehälters, gelagert. Dies hat zur Folge, dass Lagerschmierstoffe nicht in direktem Kontakt mit dem zu trocknenden Gas kommen bzw. im Allgemeinen die Antriebswelle außerhalb des Druckraums gelagert ist. The shaft of a compressor wheel is preferably mounted on one side, in particular outside the pressure space, preferably outside a compressor housing and / or outside the adsorption vessel. This has the consequence that bearing lubricants do not come in direct contact with the gas to be dried or in general the drive shaft is mounted outside the pressure chamber.
In möglichen konkreten Ausführungsformen ist zur Abdichtung der Welle eine Dichtvorrichtung, vorzugsweise eine Drosselspaltdichtung und/oder eine Labyrinthdichtung und/oder eine insbesondere trockenlaufende Lippendichtung und/oder mindestens eine Dichtung, die aufweitbar ist, und/oder mindestens eine Dichtung, die im Stillstand der Welle abdichtet und/oder eine gas- oder flüssigkeitsgeschmierte Gleitringdichtung vorgesehen, wobei die Dichtvorrichtung weiter vorzugsweise von außerhalb des Druckraumes, insbesondere von außerhalb des Verdichtergehäuses und/oder Adsorptionsbehälters zugänglich ist. Insbesondere bei aufweitbaren Dichtungen können diese derart angepasst werden, dass sie nur im Stillstand die Welle berühren, was auch bei vergleichsweise langem Stillstand der Adsorptionstrocknungsvorrichtung Leckageverluste minimiert. Im Allgemeinen kann dadurch eine zusätzliche Abdichtung im Stillstand der Adsorptionstrocknungsvorrichtung erreicht werden. In possible concrete embodiments is for sealing the shaft, a sealing device, preferably a throttle gap seal and / or a labyrinth seal and / or a particular dry-running lip seal and / or at least one seal that is expandable, and / or at least one seal, the standstill of the shaft seals and / or provided a gas- or liquid-lubricated mechanical seal, wherein the Sealing device is further preferably accessible from outside the pressure chamber, in particular from outside the compressor housing and / or adsorption vessel. In particular, in the case of expandable seals, these can be adapted such that they only touch the shaft when at a standstill, which minimizes leakage losses even with a comparatively long standstill of the adsorption drying device. In general, an additional seal at standstill of the adsorption drying apparatus can be achieved thereby.
Eine Zugänglichkeit der Dichtvorrichtung von außerhalb des Verdichtergehäuses bzw. des Adsorptionsbehälters soll insbesondere bedeuten, dass die Dichtung ohne Entnahme der Adsorptionskammer zugänglich ist bzw. ausgetauscht werden kann. Accessibility of the sealing device from outside the compressor housing or the adsorption container should in particular mean that the seal is accessible without removal of the adsorption chamber or can be replaced.
Es kann eine (zusätzliche) Dichtung vorgesehen sein, die im Stillstand der Welle berührend abdichtet. Dies minimiert Leckagenverluste bei einem Stillstand der Welle. Beispielsweise können eine oder mehrere aufweitbare Dichtungen (Beispiel: aufblasbare O-Ring-Dichtungen) und/oder Dichtungen, die im Stillstand auf einer Dichtfläche aufliegen und sich aufgrund einer Verformung durch die Fliehkraft beim Drehen der Welle von der Dichtfläche lösen (Beispiel: Lippendichtung), vorgesehen sein. It can be provided an (additional) seal that seals contact when the shaft is stationary. This minimizes leakage losses at a standstill of the shaft. For example, one or more expandable seals (example: inflatable O-ring seals) and / or seals that rest on a sealing surface at a standstill and due to a deformation by the centrifugal force when rotating the shaft from the sealing surface solve (Example: lip seal) , be provided.
Die Dichtvorrichtung ist vorzugsweise derart in der Adsorptionstrocknungsvorrichtung installiert, dass ein Austausch der Dichtvorrichtung ohne Öffnen eines gesamten Adsorptionsbehälterquerschnitts (oder eines Teiles desselben), Demontage der Kammern (insbesondere Regenerationseintrittskammer, Regenerationskammer, Trocknungseintrittskammer und Trocknungsaustrittskammer), herausnehmen der Adsorptionskammer und/oder eines Trommellagers möglich ist. The sealing device is preferably installed in the adsorption drying apparatus such that replacement of the sealing device without opening an entire adsorption vessel cross section (or a part thereof), dismantling the chambers (in particular regeneration inlet chamber, regeneration chamber, drying inlet chamber and drying exit chamber), removing the adsorption chamber and / or a drum bearing possible is.
Hierzu kann die Welle so geteilt sein, dass ein Lösen einer Wellenverbindung von außerhalb des Adsorptionsbehälters möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung von Verdichterrad und Welle so gestaltet sein, dass ein Lösen von außerhalb des Adsorptionsbehälters möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Behälterboden so gestaltet sein, dass ein Herausziehen des Verdichterrades möglich ist. Eine weitere Alternative besteht in der Verwendung (in dem Einsatz) einer von außen zugänglichen Dichtung mit geteilten Dichtungsringen. For this purpose, the shaft may be divided so that a release of a shaft connection from outside the adsorption container is possible. Alternatively or additionally, the connection of compressor wheel and shaft can be designed so that a release from outside the adsorption is possible. Alternatively or additionally, a container bottom can be designed so that a pulling out of the compressor wheel is possible. Another alternative is to use (in use) an externally accessible seal with split seal rings.
In einer möglichen Ausführungsform ist eine Antriebseinheit zum Antrieb der Druckerhöhungseinrichtung innerhalb des Druckraumes, insbesondere innerhalb des Verdichtergehäuses und/oder des Adsorptionsbehälters angeordnet. Dadurch kann ein Betrieb der Druckerhöhungseinrichtung ohne oder zumindest mit nur geringem Leckageverlust ermöglicht werden. In one possible embodiment, a drive unit for driving the pressure-increasing device is arranged within the pressure space, in particular within the compressor housing and / or the adsorption container. As a result, an operation of the pressure increasing device can be made possible without or at least with only a slight loss of leakage.
In einer möglichen Ausführungsform ist eine Magnetkupplung vorgesehen, um die Druckerhöhungseinrichtung anzutreiben. Auch hier wird insbesondere ein Betrieb der Druckerhöhungseinrichtung ohne oder nur mit geringem Leckageverlust ermöglicht. Weiterhin ist eine Durchführung einer rotierenden Welle in das Gehäuse der Druckerhöhungsvorrichtung bzw. den Adsorptionsbehälter nicht notwendig. In one possible embodiment, a magnetic coupling is provided to drive the pressure increasing device. Again, in particular, an operation of the pressure increasing device is made possible without or only with a slight leakage loss. Furthermore, a passage of a rotating shaft in the housing of the pressure-increasing device or the adsorption is not necessary.
In weiteren Alternativen ist das Antriebsrad und/oder die Antriebswelle der Druckerhöhungsvorrichtung gasschmierbar und/oder trockenlaufend gelagert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Magnetlagerung zur Lagerung vorgesehen sein und/oder eine Wälzlagerung, bei der beispielsweise durch eine Drosselleitung in einem Lagerbereich ein Unterdruck herstellbar ist. Im Ergebnis werden so Verunreinigungen des zu trocknenden Gases vermieden bzw. zumindest reduziert. In further alternatives, the drive wheel and / or the drive shaft of the pressure-increasing device is mounted gas-lubricated and / or dry-running. Alternatively or additionally, a magnetic bearing may be provided for storage and / or a rolling bearing, in which, for example, by a throttle line in a storage area, a negative pressure can be produced. As a result, so impurities of the gas to be dried are avoided or at least reduced.
Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Drehzahl der Druckerhöhungseinrichtung, beispielsweise über eine Frequenzumwandlung, vorgesehen. Die Frequenzumwandlung ist vorzugsweise über ein Signal aus dem Eingangskompressor, beispielsweise über die Drehzahl des Eingangskompressors und/oder über einen Druck im Eingangskompressor und/oder in der Adsorptionstrocknungseinrichtung ansteuerbar. Eine derartige Steuereinrichtung bzw. Messeinrichtungen erhöhen die Effektivität der Adsorptionstrocknungsvorrichtung. Preferably, a control device for controlling the rotational speed of the pressure increasing device, for example via a frequency conversion, is provided. The frequency conversion is preferably controllable via a signal from the input compressor, for example via the speed of the input compressor and / or via a pressure in the input compressor and / or in the adsorption drying device. Such a control device or measuring devices increase the effectiveness of the adsorption drying device.
Es kann vorzugsweise auf Parameter zurückgegriffen werden, die in der Kompressorsteuerung bereits vorliegen und/oder hinterlegt sind. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, um mindestens ein Druckerhöhungseinrichtungsparameter, insbesondere die Drehzahl des Eingangskompressors und/oder den Druck im Eingangskompressor und/oder den Druck in der Adsorptionstrocknungsvorrichtung, auszuwerten und entsprechend die Drehzahl der Druckerhöhungseinrichtung zu steuern. Der Druckerhöhungseinrichtungsparameter kann alternativ oder ergänzend mithilfe einer dafür vorgesehene Messeinrichtung ermittelt werden. It may preferably be used on parameters that are already present in the compressor control and / or deposited. The control device is preferably designed to evaluate at least one booster parameter, in particular the speed of the input compressor and / or the pressure in the inlet compressor and / or the pressure in the adsorption drying device, and to control the speed of the pressure booster accordingly. The pressure increase device parameter may alternatively or additionally be determined by means of a dedicated measuring device.
Die oben genannten Aufgabe wird unabhängig gelöst durch eine Adsorptionstrocknungsanlage, ggf. mit einer Adsorptionstrocknungsvorrichtung der vorbeschriebenen Art, jedoch auch unabhängig von einer Adsorptionstrocknungsvorrichtung der vorbeschriebenen Art, wobei ein Eingangskompressor vorgesehen ist, um das zu trocknende Gas zu verdichten, wobei das zu trocknende, verdichtete Gas vom Eingangskompressor zu der ersten Zuleitung als Vollstrom zuführbar ist. Dabei umfasst der Eingangskompressor vorzugsweise einen Kompressorkondensator, insbesondere mit einem Nachkühler und einem Kondensatabscheider, wobei weiter vorzugsweise der Kompressorkondensator, insbesondere der Nachkühler und/oder der Kondensatabscheider den in einer Verbindungsleitung vorgesehenen Kondensator zumindest teilweise ausbildet. Die Adsorptionstrocknungsanlage weist im Wesentlichen dieselben Vorteile auf, wie die weiter oben beschriebene Adsorptionstrocknungsvorrichtung. The above object is achieved independently by an adsorption drying plant, optionally with an adsorption drying apparatus of the type described above, but also independent of an adsorption drying apparatus of the type described above, wherein an input compressor is provided to compress the gas to be dried, wherein the compressed, to be dried Gas from the inlet compressor to the first supply line can be supplied as a full flow. In this case, the input compressor preferably comprises a compressor condenser, in particular with an aftercooler and a Kondensatabscheider, wherein further preferably, the compressor condenser, in particular the aftercooler and / or the Kondensatabscheider at least partially forms the capacitor provided in a connecting line. The adsorption drying plant has substantially the same advantages as the adsorption drying device described above.
Die Steuereinrichtung für die Adsorptionstrocknungsvorrichtung kann in der Adsorptionstrocknungsvorrichtung selbst implementiert sein. Bevorzugterweise ist die Steuereinrichtung in der Eingangskompressorsteuerung implementiert, die bevorzugtermaßen selbst in oder am Eingangskompressor angeordnet ist. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, dass die Steuereinrichtung der Adsorptionstrocknungsvorrichtung teilweise oder ganz extern vorgesehen wird, beispielsweise mit einer externen zentralen Steuereinrichtung zusammenwirkt. The control device for the adsorption drying device may be implemented in the adsorption drying device itself. Preferably, the controller is implemented in the input compressor control, which is preferably located in or on the input compressor itself. Of course, it is also possible that the control device of the adsorption drying device is provided partially or completely externally, for example, cooperating with an external central control device.
Es kann eine Antriebseinheit zur Erhöhung des Druckes mit variabler Drehzahl betrieben werden. Entscheidend für die Drehzahl der Druckerhöhungseinrichtung ist der Ansaugvolumenstrom des Eingangskompressors bzw. genauer der Luftmassenstrom, der in die Adsorptionstrocknungseinrichtung eintritt, sowie die Ansaugdichte. Dabei kann die Drehzahl insbesondere durch Auswertung einer oder mehrerer der folgenden Parameter bestimmt werden kann:
- – Ansaugvolumenstrom eines Eingangskompressors (Liefermenge);
- – Drehzahl des Eingangskompressors;
- – in die Druckerhöhungseinrichtung emittierter Luftstrom;
- – Ansaugdichte der Druckerhöhungseinrichtung;
- – Eintrittsdruck in einer Druckerhöhungseinrichtung;
- – Eintrittstemperatur in der Druckerhöhungseinrichtung;
- – Ansaugdruck bzw. Umgebungsdruck des Eingangskompressors;
- – Ansaugtemperatur des Eingangskompressors;
- – Differenzdruck zwischen einem ersten Ende des Trocknungssektors und einem zweiten Ende des Regenerationssektors.
- - intake flow rate of an input compressor (delivery quantity);
- - speed of the input compressor;
- - Air stream emitted into the pressure increasing device;
- - Suction density of the pressure booster;
- - Entry pressure in a pressure booster device;
- - inlet temperature in the pressure booster;
- - suction pressure or ambient pressure of the input compressor;
- - intake temperature of the intake compressor;
- Differential pressure between a first end of the drying sector and a second end of the regeneration sector.
Im Ergebnis kann der Ablauf besonders effizient durchgeführt werden. Im Allgemeinen haben die Drehzahl des Eingangskompressors und der Eintrittsdruck in die Druckerhöhungseinrichtung den stärksten Einfluss auf einen Ansaugvolumenstrom der Druckerhöhungsvorrichtung. An Stelle der aufgeführten Größen können alternativ auch andere Werte gemessen werden, die eng mit den aufgeführten Werten korreliert sind, wie beispielsweise der Austrittsdruck der Druckerhöhungseinrichtung an Stelle des Eintrittsdrucks. Wenn ein Differenzdruck zwischen Trocknungsaustrittskammer und Regenerationseintrittskammer auf einen geringen, jedoch positiven Wert (beispielsweise 1 bis 4 Millibar) gehalten wird, hat es zum einen zur Folge, dass die Druckanhebung durch die Druckerhöhungseinrichtung ausreichend ist, so dass keine Leckage von feuchter zu trockener Luft erfolgen kann und zum anderen, dass eine Mindestdruckdifferenz über einen gegebenenfalls vorgesehenen Kühlluftbereich vorliegt und so eine Adsorptionsmittelkühlung erfolgt. Es ist von daher möglich, alleine diesen Differenzdruck als Regelgröße zu verwenden und durch Einstellung einer Drehzahl der Druckerhöhungseinrichtung auf einen konstanten Wert zu halten. As a result, the process can be carried out particularly efficiently. In general, the speed of the input compressor and the inlet pressure into the pressure increasing device have the strongest influence on a suction volume flow of the pressure increasing device. Alternatively, other values may be measured instead of the listed variables, which are closely correlated with the listed values, such as the outlet pressure of the pressure increasing device instead of the inlet pressure. When a differential pressure between the drying exit chamber and the regeneration entry chamber is maintained at a low but positive value (for example, 1 to 4 millibars), on the one hand, the pressure increase by the pressure increasing means is sufficient so that no leakage of wet to dry air occurs and on the other hand, that a minimum pressure difference over an optionally provided cooling air area is present and so takes place Adsorptionsmittelkühlung. It is therefore possible to use this differential pressure alone as a control variable and to keep it at a constant value by setting a speed of the pressure booster.
Eine Änderung eines Betriebsvolumenstroms bringt, sofern keine sehr niedrige Umgebungsfeuchte vorliegt, in der Regel auch eine Änderung der eingetragenen Feuchtigkeitsmenge mit sich. Dadurch ändert sich auch eine optimale Drehzahl der Adsorptionskammer, die entsprechend angepasst werden kann. Für die optimale Drehzahl der Adsorptionskammer ist zum einen der Betriebsvolumenstrom wichtig, der ähnlich wie bei der Ermittlung der Drehzahl der Druckerhöhungseinrichtung bestimmt wird, und zum anderen die Temperaturen am ersten oder zweiten Ende des Regenerationssektors. Parameter, die mit den oben genannten korrelieren, können berücksichtigt werden. A change in an operating volume flow, if there is no very low ambient humidity, usually also entails a change in the amount of moisture introduced. This also changes an optimal speed of the adsorption chamber, which can be adjusted accordingly. For the optimum speed of the adsorption chamber, on the one hand, the operating volume flow which is determined in a manner similar to the determination of the speed of the pressure booster and, on the other hand, the temperatures at the first or second end of the regeneration sector is important. Parameters that correlate with the above can be taken into account.
Vorzugsweise wird die Rotation im Schritt c) erst dann gestartet, wenn ein vorbestimmter Temperaturgrenzwert des Gases und/oder eines Bestandteils einer verwendeten Adsorptionstrocknungsvorrichtung überschritten wird. Wenn beispielsweise der Eingangskompressor keine Druckluft in die Adsorptionskammer fördert, wird diese angehalten und erst bei Wiederaufnahme der Förderung wieder gestartet. Beim Anfahren und nach längerem Stillstand der Adsorptionskammer bzw. der Adsorptionstrocknungsvorrichtung kann das Adsorptionsmittel, das sich zu diesem Zeitpunkt im Regenerationssektor befindet, kalt sein. Weiterhin liefert auch der Eingangskompressor zunächst ein Gas mit einer geringeren Temperatur. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Rotation der Adsorptionskammer in diesem Fall erst dann gestartet wird, wenn eine ausreichende Erwärmung sichergestellt ist. Dies kann über entsprechende Temperatursensoren überwacht werden. Preferably, the rotation in step c) is started only when a predetermined temperature limit of the gas and / or a component of a used adsorption drying device is exceeded. For example, if the input compressor does not deliver compressed air into the adsorption chamber, it will be stopped and restarted only when the delivery resumes. When starting and after a long period of inactivity of the adsorption or adsorption drying device, the adsorbent, which is at this time in the regeneration sector, be cold. Furthermore, the input compressor also initially supplies a gas at a lower temperature. For this reason, it is advantageous if the rotation of the adsorption chamber is not started in this case until sufficient heating is ensured. This can be monitored via appropriate temperature sensors.
Eine Drehachse der Adsorptionskammer kann bevorzugt vertikal ausgerichtet sein. Der Eintritt des zu trocknenden Gases in den Regenerationssektor kann von oben erfolgen. Der Eintritt des zu trocknenden Gases in den Trocknungssektor kann von unten erfolgen. Im Allgemeinen können die Verhältnisse jedoch jeweils genau andersherum sein. Eine horizontale oder sonstige Ausrichtung der Drehachse der Adsorptionskammer ist denkbar. Ist ein Eintritt des zu trocknenden Gases in den Regenerationssektor von unten vorgesehen, so werden bevorzugt Maßnahmen zum Abführen des bei Abkühlung im Stillstand anfallenden Kondensates in einem dann oberen Bereich vorgesehen. A rotation axis of the adsorption chamber may preferably be aligned vertically. The entry of the gas to be dried in the regeneration sector can be done from above. The entry of the gas to be dried in the drying sector can be done from below. In general, however, the circumstances can be exactly the other way round. A horizontal or other orientation of the axis of rotation of the adsorption chamber is conceivable. Is an entry of the gas to be dried in the regeneration sector Provided from below, measures are preferably provided for discharging the accumulating during cooling at standstill condensate in a then upper area.
Weiteren Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further embodiments emerge from the subclaims.
Nachfolgend wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. The invention will also be described in terms of further features and advantages based on embodiments, which are explained in more detail with reference to the drawings.
Hierbei zeigen: Hereby show:
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet. In the following description, the same reference numerals are used for the same and like parts.
Die Adsorptionstrocknungsvorrichtung gemäß
Über eine Leitung
Im Betrieb strömt der Gasstrom von der Regenerationseintrittskammer
Über eine Leitung
Über eine Leitung
Ein aus der Druckerhöhungseinrichtung
Über einer Trocknungsaustrittskammer
Die Adsorptionskammer
Der Kühlsektor
Eine Antriebseinheit
Alternativ kann ein Radialverdichter zum Einsatz kommen, wobei die Möglichkeit besteht, ein entsprechendes Verdichtergehäuse (beispielsweise ein Spiralgehäuse), das im Normalfall nur für geringe Überdrücke ausgelegt ist, entsprechend druckfest zu gestalten und/oder den einen Austritt des Verdichtergehäuses mit einem Eintritt in die Trocknungseintrittskammer des Adsorptionsbehälters zu verbinden. Alternatively, a radial compressor can be used, with the possibility of correspondingly pressure-resistant design of a corresponding compressor housing (for example, a spiral housing), which is normally designed only for low pressures, and / or the one outlet of the compressor housing with an entry into the drying inlet chamber to connect the adsorption vessel.
Die Antriebseinheit
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig. It should be noted at this point that all the above-described parts taken alone and in any combination, in particular the details shown in the drawings, are claimed as essential to the invention. Variations thereof are familiar to the person skilled in the art.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- Q1 Q 1
- Querschnittsfläche Cross sectional area
- Q2 Q 2
- Querschnittsfläche Cross sectional area
- Q3 Q 3
- Querschnittsfläche Cross sectional area
- Q4 Q 4
- Querschnittsfläche Cross sectional area
- 1 1
- Eingangskompressor input compressor
- 2 2
- Kompressorblock compressor block
- 3 3
- Nachkühler aftercooler
- 4 4
- Kondensatabscheider condensate
- 5 5
- Adsorptionsbehälter adsorption vessel
- 6 6
- Regenerationseintrittskammer Regeneration inlet chamber
- 7 7
- Regenerationsaustrittskammer Regeneration outlet chamber
- 8 8th
- Trocknungseintrittskammer Drying inlet chamber
- 9 9
- Trocknungsaustrittskammer Drying outlet chamber
- 10 10
- Drosselventil throttle valve
- 11 11
- Adsorptionskammer adsorption
- 12 12
- Kammerantrieb chamber drive
- 13 13
- Regenerationskühler regeneration cooler
- 14 14
- Abscheider separators
- 15 15
- Ejektor ejector
- 16 16
- Trocknungseinheit drying unit
- 18 18
- Druckerhöhungseinrichtung Pressure increasing means
- 22 22
- Antriebseinheit drive unit
- 23 23
- Auflager In stock
- 24 24
- Seitenkanalverdichter Side Channel Blowers
- 25 25
- Austrittsöffnung outlet opening
- 26 26
- Radialverdichterrad radial compressor
- 27 27
- Eintrittsöffnung inlet opening
- 28 28
- Antriebswelle drive shaft
- 29 29
- Wellendichtung shaft seal
- 101 101
- Kanal channel
- 102 102
- Trocknungssektor drying sector
- 103 103
- Regenerationssektor regeneration sector
- 104 104
- Rotationsachse axis of rotation
- 105 105
- Leitung management
- 106 106
- erste Zuleitung first supply line
- 107 107
- zweite Ableitung second derivative
- 108 108
- zweite Zuleitung second supply line
- 109 109
- erste Ableitung first derivative
- 111 111
- erstes Ende der Adsorptionskammer first end of the adsorption chamber
- 112 112
- zweites Ende der Adsorptionskammer second end of the adsorption chamber
- 113 113
- Leitung management
- 114 114
- Leitung management
- 115 115
- Leitung management
- 116 116
- Ausgangsleitung output line
- 117 117
- Pfeil arrow
- 118 118
- Pfeil arrow
- 119 119
- Kühlsektor cooling sector
- 120 120
- Verdichtergehäuse compressor housing
- 121 121
- Ringdiffusor ring diffuser
- 122 122
- Ansaugleitung suction
- 123 123
- Adsorptionsmaterial adsorption
- 124 124
- Flansch flange
- 125 125
- Gehäuse casing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R151 | Term of protection extended to 8 years | ||
R207 | Utility model specification | ||
R152 | Term of protection extended to 10 years | ||
R071 | Expiry of right |