DE2935145A1

DE2935145A1 - Oil-less gas compressor - has upstream lubricant e.g. water desorption and downstream adsorption unit preferably switched alternately

Info

Publication number: DE2935145A1
Application number: DE19792935145
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. 8000 München Benkmann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1981-03-19

Abstract

The arrangement is intended for compressing a dry gas by an oil-less compressor (6). Before reaching the compressor, the gas passes through a first adsorption-desorption unit (3 or 9) where it takes up lubricant, and after the compressor it passes through a similar unit (9 or 3) where the lubricant is removed. The units (3,9) are preferably switched over (valves 2,4,8, 10,12-15) to operate alternately as adsorption and desorption units. The lubricant may be water.

Description

Verfahren zum Verdichten trockener Gase Process for compressing dry gases

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines trockenen Gases mittels ölfreier Kompressoren.The invention relates to a method for compacting a dry Gas using oil-free compressors.

Bei der Verdichtung von Gasen oder Gasgemischen ist es häufig erforderlich, einen ölfreien Gasstrom zu erhalten, da im Gas enthaltene öldämpfe oder ölnebel sich als Störfaktoren erweisen. Eine solche Störung kann beispielsweise darin bestehen, daß bei einer nachfolgenden Aufarbeitung des Gases in einer Tieftemperaturanlage Feststoffausscheidungen erfolgen oder auch einfach darin, daß das verdichtete Gas unmittelbar einer Verwendung zugeführt werden soll, bei der bestimmte Reinheitsanforderungen einzuhalten sind. Da sich die Abtrennung von bedämpfen oder ölnebel aus den verdichteten Gasen oft als schwierig erweist, wird deshalb häufig auf die Verwendung trockenlaufender Kompressoren ohne Schmierung zurückgegriffen. Bei der Verdichtung von trockenen Gasen ist jedoch auch diese Art der Verdichtung ungünstig, da es zu einem starken Verschleiß der Dichtungsmaterialien der Kolben kommt.When compressing gases or gas mixtures, it is often necessary to to obtain an oil-free gas flow, since the gas contains oil vapors or oil mist turn out to be disruptive factors. Such a disorder can consist, for example, in: that in a subsequent work-up of the gas in a cryogenic system Solid precipitations take place or simply in that the compressed gas is to be supplied directly to a use in which certain purity requirements must be adhered to. As the separation of steam or oil mist from the compressed Gassing often proves difficult, so it is often turned to dry-running use Compressors resorted to without lubrication. When compacting dry However, this type of compression is also unfavorable for gases, since it becomes a strong one Wear of the piston sealing materials occurs.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunue, ein möglichst einfaches Verfahren zum Verdichten eines trockenen Gases mittels öl freier Kompressoren zu entwickeln, bei dem der Verschleiß der icheungsmaterialien verringert wird.The invention is therefore based on the task of being as simple as possible Method for compressing a dry gas by means of oil-free compressors in which the wear and tear of the protective materials is reduced.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gas vor der Verdichtung durch inen in einer Desorptionsphase betriebenen, mit einem Schmiermittel beladenen ersten Adsorber und nach der Verdichtung durch einen in einer Adsorptionsphase betriebenen zweiten Adsorber geführt wird.This object is achieved in that the gas prior to compression by operating in a desorption phase loaded with a lubricant first adsorber and after compression by one operated in an adsorption phase second adsorber is performed.

Erfindungsgemäß wird damit ein Verfahren vorgeschlagen,bei dem das trockene Gas vor der Verdichtung mit einem Schmiermittel versetzt wird, das nach erfolgter Verdichtung wieder abgetrennt wird, so daß der trockene Gasstrom nach Verlassen des zweiten Adsorbers die gleiche Reinheit aufweist, wie vor dem Eintritt in den ersten Adsorber.According to the invention, a method is proposed in which the dry gas is mixed with a lubricant before compression, which after completed compression is separated again, so that the dry gas stream after Leaving the second adsorber has the same purity as before entry in the first adsorber.

In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung werden die Adsorber nach Abschluß einer Adsorptions- bzw. Desorptionsphase in ihrer Funktionsweise gegeneinander ausgewechselt, was durch einfache Schaltungsmaßnahmen bewirkt werden kann. Der unter dem Druck des verdichteten Gases beladene Adsorber wird dann unter dem verringerten Druck des zugeführten trockenen Gases regeneriert, während der vorher regenerierte Adsorber unter dem Förderdruck des Verdichters nunmehr das Schmiermittel aus dem Gasstrom abtrennt.In a favorable embodiment of the invention, the adsorbers after completion of an adsorption or desorption phase in their mode of operation against each other replaced, which can be achieved by simple switching measures. The under the pressure of the compressed gas loaded adsorber is then under the reduced Pressure of the supplied dry gas is regenerated, while the previously regenerated Now the lubricant is removed from the adsorber under the delivery pressure of the compressor Separates gas stream.

Als Schmiermittel lassen sich alle adsorbierbaren und desorbierbaren Stoffe verwenden, die bei der Verdichtung des Gases eine verschleißmindernde Wirkung zeigen. Als besonders einfach und wirkungsvoll hat sich aber eine Ausgestaltung der Erfindung gezeigt, bei der Wasser als Schmiermittel verwendet wird. Als besonders vorteilhaft erweist sich diese Verfahrensweise beispielsweise in solchen Fällen, in denen das verdichtete Gas einer chemischen Umsetzung unterworfen wird, bei der zusätzliches Wasser entsteht.Wenn dieser Verfahrensschritt dann aurchgeführt wird, bevor das Gas durch den zweiten Adsorber geleitet wird, erübrigt sich eine zusätzliche Trocknungsbehandlung.All adsorbable and desorbable lubricants can be used as lubricants Use substances that reduce wear when the gas is compressed demonstrate. However, one embodiment has proven to be particularly simple and effective of the invention is shown in which water is used as a lubricant. As special This procedure proves to be advantageous, for example, in such Cases in which the compressed gas is subjected to a chemical reaction, where additional water is produced. If this process step is then carried out before the gas is passed through the second adsorber, one is not necessary additional drying treatment.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei einer Beladung des trockenen Gases mit Wasser auch bei der Verdichtung durch wassergeschmierte Kompressoren, beispielsweise durch Wasserringpumpen, vorteilhaft anwenden. Da ein trockenes Gas nach Austritt aus derartigen Verdichtern mit Wasserdampf gesättigt ist, mußte der Wasserdampf bisher unter zusätzlichem Aufwand in einer besonderen Trockenstation wieder aus dem Gas abgetrennt werden. Der mit dem Gasstrom abgeführte Wasserdampf stellt dabei letztlich einen Verlust an Schmiermittel für den Verdichter dar.The inventive method can be used with a loading of the dry Gas with water also when compressed by water-lubricated compressors, for example by using water ring pumps. Because a dry gas is saturated with water vapor after leaving such compressors, had to So far, steam with additional effort in a special drying station be separated again from the gas. The water vapor removed with the gas stream ultimately represents a loss of lubricant for the compressor.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand zweier in den Figuren schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.Further details of the invention are given below with reference to two Explained in the figures of embodiments shown schematically.

Während in Figur 1 die allgemeine Verfahrensweise der Erfindung dargestellt ist, zeigt Figur 2 ein Anwendungsbeispiel anhand einer Argonreinigung.While FIG. 1 shows the general procedure of the invention FIG. 2 shows an application example based on argon cleaning.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird über Leitung 1 ein trockenes, zu verdichtendes Gas durch das geöffnete Ventil 2 in den mit Wasser beladenen und in einer Desorptionsphase betriebenen Adsorber 3 geführt.In the embodiment shown in Figure 1 is via line 1 a dry gas to be compressed through the open valve 2 into the water loaded adsorber 3 operated in a desorption phase.

Das wasserhaltige Gas verläßt den Adsorber 3 über das geöffnete Ventil 4 und gelangt über Leitung 5 zur Saugseite des Kompressors 6. Nach der Verdichtung wird im Kühler 7 die Kompressionswärme abgeführt und das Gas tritt anschließend über das geöffnete Ventil 8 in den Adsorber 9 ein. Dieser wird in einer Adsorptionsphase betrieben und mit dem im Gas enthaltenen Wasserdampf beladen. Trockenes verdichtetes Gas verläßt den Adsorber 9 und gelangt über das geöffnete Ventil 10 in die Abgabeleitung 11.The water-containing gas leaves the adsorber 3 via the open valve 4 and reaches the suction side of the compressor 6 via line 5. After compression the heat of compression is dissipated in the cooler 7 and the gas then enters into the adsorber 9 via the open valve 8 a. This is in operated in an adsorption phase and loaded with the water vapor contained in the gas. Dry compressed gas leaves the adsorber 9 and passes through the open Valve 10 in the delivery line 11.

Nach Beendigung der Adsorptionsphase des Adsorbers 9, die beispielsweise einige Minuten dauern kann, werden die Adsorber 3 und 9 gewechselt, indem die bisher geöffneten Ventile 2, 4, 8 und 10 geschlossen und die bisher geschlossenen Ventile 12, 13, 14 und 15 geöffnet werden.After completion of the adsorption phase of the adsorber 9, for example can take a few minutes, the adsorbers 3 and 9 are changed by the previously open valves 2, 4, 8 and 10 are closed and the previously closed valves 12, 13, 14 and 15 can be opened.

Der Adsorber 9 steht dann über Ventil 14 mit der Rohgaszuführung 1 und über Ventil 13 mit dem Verdichter 6 in Verbindung, während das verdichtete Gas über die geöffneten Ventile 12 und 15 durch den Adsorber 3 in die Leitung 11 abgegeben wird.The adsorber 9 is then connected to the raw gas feed 1 via valve 14 and via valve 13 with the compressor 6 in connection, while the compressed gas Released via the open valves 12 and 15 through the adsorber 3 into the line 11 will.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel soll aus einem Rohargonstrom ein Rest-Sauerstoffanteil von 3 Vol-% durch katalytische Verbrennung entfernt werden . Dazu wird das beispielsweise aus einem Luftzerleger kommende, trockene und drucklose Rohargon in einer Menge von 4,6 kmol/h über Leitung 1 in der bereits beschriebenen Weise durch den Adsorber 3 geführt und in einer asserringpumpe 6 auf 4 bar verdichtet. ueber Leitung 16 wird dem verdichteten Gas Wasserstoff zugemischt und das Gasgemisch geht dann über einen im Reaktor 17 angeordneten Deoxokatalysator, wobei der im Rohargon enthaltene Sauerstoff mit dem über Leitung 16 zugeführten Wasserstoff zu Wasser umgesetzt wird. Das feuchte Gas wird über den Kühler 18 und den Wasserabscheider 19 über das geöffnete Ventil 8 in den Adsorber 9 zur Trocknung geführt, um schließlich über Leitung 11 als getrocknetes und sauerstofffreies Argon abgeführt zu werden. Die Adsorber 3 und 9 bestehen jeweils aus einer Schüttung von 100 1 aktivierter Tonerde oder Silikagel. Sie weisen eine Schütthöhe von 1,4 m und einen Durchmesser von 0,3 m auf und werden bei einer Adsorptionstemperatur von 30 0C mit einer Adsorptionszeit von 4 bis 5 Minuten betrieben.In the embodiment shown in Figure 2 is from one Raw argon stream has a residual oxygen content of 3% by volume through catalytic combustion removed. For this purpose, the material coming from an air separator, for example, is dry and pressureless raw argon in an amount of 4.6 kmol / h via line 1 in the manner already described passed through the adsorber 3 and in a water ring pump 6 compressed to 4 bar. Hydrogen is added to the compressed gas via line 16 and the gas mixture then passes over a deoxo catalyst arranged in reactor 17, wherein the oxygen contained in the crude argon with that supplied via line 16 Hydrogen is converted to water. The moist gas is via the cooler 18 and the water separator 19 via the open valve 8 into the adsorber 9 for drying led to finally via line 11 as dried and oxygen-free argon to be led away. The adsorbers 3 and 9 each consist of a bed of 100 1 activated alumina or silica gel. They have a dump height 1.4 m and a diameter of 0.3 m and are at an adsorption temperature operated from 30 0C with an adsorption time of 4 to 5 minutes.

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Claims

Claims ~ 1. Method for compressing a dry gas by means of oil-free compressors, characterized in that the gas before the compression by one operated in a desorption phase and loaded with a lubricant first adsorber and after compression by one operated in an adsorption phase second adsorber is performed.

2. The method according to claim 1, characterized in that an alternating Exchange of the adsorber takes place after the end of an adsorption or desorption phase.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that Water is used as a lubricant.