DE2124820A1 - Verfahren und einrichtung zum trocknen von feuchten gasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Trocknen von feuchten Gasen.
• Die-Erfindung bezieht sich auf das kontinuierliche Trocknen von feuchten Gasen, insbesondere von Luft bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunictes der Feuchtigkeit unter Verwendung eines Kühlers und unter Ausfrieren der Feuchtig#ceit.
• Grundsätzlich ist es bekannt, Gase mit Hilfe von Adsorptionstrocknern zu trocknen. Derartige Adsorptionstrockner sind sowohl in ihrem Aufbau sehr groß als auch in ihrem Energieverbrauch sehr aufwendig, sie arbeiten ferner diskontinuierlich. Ein weiterer Ifachteil der Adsorptionstrocknun, besteht darin, daß beim Trocknen von Preßluft das Adsorptionsmittel durch das in der Preßluft enthaltene O1 vergiftet und unbrauchbar wird.
• lXeiterhin sind zur LuSttrocknung Molekularsiebe bekannt; sie sind jedoch auf spezielle Aufgaben beschränkt und für reines Gas bestimmt. Der Aufwand für derartige Molekularsiebe ist zu hoch, als daß der kommerzielle Einsatz in Frage käme.
• Auch die Verwendung von Elektrofiltern scheidet wegen des außerordentlich hohen Aufwandes für die kommerzielle Technik aus.
• Aus DRP 564.1i2o ist die Abkühlung von Gasen oder Luft unter die Gefriertemperatur mittels einer Expansionskälizemaschine bekannt. Es ist dort bereits auf die Nachteile derartiger Methoden hingewiesen, wonach der Betrieb zeitweise unterbrochen oder umgeschaltet werden muß, um die vereisten llärmeaustauschflächen wieder aufzutauen. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird dort ein Verfahren zum Entfeuchten von Gasen durch Abkühlung für ununterbrochenen Betrieb vorgeschlagen, bei dem die Abkühlung durch Expansion-des Gases mittels einer Expansionskältemaschine bis unter die Gefriertemperatur der Flüssigkeit erfolgt und die gefrorene Feuchtigkeit durch Umleiten des Gases in einen besonderen Raum durch Fliehkraftwirkung ausgeschieden wird, wobei die abgesonderte, gefrorene Feuchtigkeit in diesem besonderen Raum durch Wärmezufuhr aufgetaut und abgeführt wird. Ein derartiges Verfahren ist relativ aufwendig und deshalb für den praktischen technischen Einsatz, beispielsweise zum Trocknen von technischer Preßluft, nicht tragbar.
• Demgegenüber ist es Ziel vorliegender Erfindung, ein Verfahren zum Trocknen von Gasen unterhalb der Gefriertemperatur seiner Feuchtigkeit anzugeben, das einfach und billig in der Anwendung und effektiv im Betrieb ist; insbesondere soll mit der Erfindung erreicht werden, daß Preßluft für pneumatische Steuerungen auf wirtschaftliche Weise getrocknet werden kann.
• Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, das zu trocknende Gas auf eine Temperatur unter den Gefrierpunkt seiner geforderten Restfeuchte in einem Kühler abzu'mhlen, die Feuchtigkeit in diesem Kühler als Eis - bzw. Reifsohicht an den Kühl flächen abzusetzen und die Eis- bzw. Reifschicht während des Entstehens auf mechanischem bzw. pneumatischem Wege laufend zu entfernen sowie das getrocknete Gas und das entfernte Eis auf getrennten Wegen abzuführen. Vorzugsweise wird das zu trocknende Gas in einem oder mehreren Vorkühlern auf eine Temperatur bis knapp über den Gefrierpunkt und in einem nachgeschalteten Kühler unter den Gefrierpunkt seiner geforderten Restfeuchte abgekühlt.
• Im speziellen Falle der Erfindung wird feuchte Luft aus der Atmosphäre angesaugt und in Vorkühlern auf etwa +1° C abgeühlt, wobei bereits ein Teil der Luftfeuchtigkeit als Kondensat ausfällt, und aus dem Prozeß entfernt wird. Ein weiteres Abkühlen unter 0° C würde zu einer Vereisung des Kühlers führen.
• Diese weitere Abkühlung geschieht in dem nachgeschalteten Kühler.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die einen Kühler aufweist, in dessen Innerem eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die an den Itxühlflächen sich bildende Eis- bzw. Reifsohicht fortlaufend während des Entstehens entfernt. Eine derartige Vorrichtung kann eine mechanische oder pneumatische Vorrichtung sein. Ausschlaggebend für diese Vorrichtung ist, daß sie in der Lage ist, einen Ansatz von Eis bzw. Reif fortlaufend und gründlich zu entfernen, so daß auf alle Fälle vermieden wird, daß eine eine Isolierschicht darstellende Eisschicht auf den KUhlrlEchen auftreten kann.
• Trs Falle der Verwendung einer mechanischen Vorrichtung zur Entfernung der Eisschicht handelt: es sich um ein mechanisches Reinigunfrsgerät, das als Kratzer, Schnecke, Kette, Walze oder dgl.
• ausgebildet sein kann. Es können jedoch auch rotierende oder hin- und herbewegte Bürsten verwendet werden. In weiterer Ausgestaltung der mechanischen Vorrichtung können auch sogenannte Palets vlerwendet werden, die mit dem Gasstrom auf die Kühlflächen gerichtet werden und die Eissohioht bereits bei ihrer Entstehung entfernen.
• Im Falle der pneumatischen Ausgestaltung der Vorrichtung wird ein scharfer Gas- bzw. Luftstrahl gegen die Kühl flächen gerichtet, der etwa den gleichen Effekt auf die sich ausbildende Eis- bzw. Reifsohicht hat, wie die mechanische Vorrichtung.
• Schließlich kann durch elastisches Verformen der Kühl fläche erreicht werden, daß die Eissohicht abplatzt.
• Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figur zeigt schematisch die Verfahrenssohritte und schematisch eine Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
• Mit 1 ist in der zeichnerischen Darstellung feuchte Luft angedeutet. Die Luft wird in einem ersten Vorkühler 2 im Wärmeaustaus@ mit der getrockneten Luft 10 abgekühlt, wobei bereits ein Teil der Luftfeuchtigkeit als Kondensat 6 ausfällt. In einem zweiten Vorkühler 4 wird die Luft 3 auf etwa +1° C abgekühlt und abennals ein Teil der Luftfeuchtigkeit als Kondensat 6t abgeführt. Die Luft 7 wird dem fühler 8 zugeführt, in dem die eigentliche Lufttrocknung stattfindet. In diesem Kühler 8 wird die Luft durch ein Kühlmittel 9 soweit unter 0 C abgekühlt, bis der gewünschte Trocknungsgrad, Endfeuchte genannt, erreicht ist. Bei der Abkühlung der Luft unter 0° C im Kühler 8 fällt die der Luit entzogene Feuchtigkeit an den Kühl flächen 11 in Form einer Eis-bzw. Reifschicht an. Diese Schicht wird unmittelbar bei ihrer Entstehung durch eine Vorrichtung 12 kontinuierlich entfernt.
• Die entfernten Eis- bzw. Reifteilohen fallen nach unten bzw, werden sie auch vom Luftstrom ausgetragen, wenn die Kühl fläche z.B. nicht senkrecht angeordnet ist. In einer Schleuse) werden die Eispartikel 14 abgesondert. Die Vorrichtung 12 ist beispielsweise als Kratzervorrichtung ausgebildet, die fortlaufend in Eingriff mit den Kühl flächen 11 kommt und die sich bildende Eis-bzw. Reifsohioht sofort von den Kühl flächen 11 abnimmt, damit die Ausbildung einer isolierenden Eis- bzw. Reifsohicht, die den Wirkungsgrad erheblich verringern würde, mit Sicherheit vermieden wird. Die getrocknete Luft 10 wird dann als Kühlmittel für die angesaugte Luft 1 im Vorkühler 2 verwendet und tritt bei 15 aus.
• Wird das bei 14 ausgeschiedene Eis nicht benötigt, kann dessen Kälteenergie ausgenützt werden, indem die feuchte Luft 1 vor Eintritt in den Kühler 2 in Wärmeausta,usch mit dem Eis 14 gebracht wird.

Claims (10)

Pa#tentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von feuchten Gasen, insbesondere von Preßluft, bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes der Feuchtigkeit unter Verwendung eines Kühlers und unter Ausfrieren der Feuchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trocknende Gas auf eine Temperatur unter den Gefrierpunkt seiner geforderten Restfeuchte in einem Kühler (8) abgekühlt wird, daß die Feuchtigkeit im Kühler (8) als Eis-2#b. Reifsohicht an den Kühlflächen (11) abgesetzt wird, daß die Eis- bzw. Reifschicht während des Entstehens auf mechanischem pSqr. pneumatischem Weg entfernt wird und daß die so getrocknete Luft und das entfernte Eis getrennt abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (7) vor Eintritt in den Kühler (8) in einem vorgeschalteten Kühler (5) auf eine Temperatur knapp über dem Gefrierpunkt der Feuchtigkeit vorgekühlt wird, wobei ein Teil der Feuchtigkeit kondensiert und abgeführt wird (bei 61).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorkühlung der feuchten Luft (1) die Kälteenergie der getrockneten Luft (10) in einem Vorkühler (2) ausgenützt wird, wobei ein Teil kondensiert und abgeführt wird (bei 6).

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Kälteenergie der Eis-' bzw. Reifpartikel (14) zur weiteren Vorkühlung der Luft (1) bentitzt wird, indem das Eis (14) mit der eintretenden Luft (i) in Wärmeaustausch gebracht wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzelchnet, da im @nneren eines Kühlers (8) eine Vorrichtung (12) vorgesehen ist die die an den Kühl flächen (11) sich bildenden Eis- bzw. Reifschichten fort laufend während des Entstehens entfernt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Vorkühler (2), in welchem die getrocknete Luft (10) zur Vorkühlung der feuchte Luft (l) ausgenützt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) auf pneumatischem Wege arbeitet.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) eine mechanische Vorrichtung, z.B. ein ständig umlaufender oder auf-und abgehender Kratzer ist.

Einrichtunü nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) in Fcrm von Pallets ausgebildet ist, die vor den Vjihler (8) in den Luftstrom eingeführt und hinter dem Kühler (8) aus dem Luftstrom abgetrennt werden.

10. Einrichtung nach Anspruch ##, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlächen (11) elastisch deformierbar sind.

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