DE3536673A1

DE3536673A1 - Verfahren zur trocknung von gasen

Info

Publication number: DE3536673A1
Application number: DE19853536673
Authority: DE
Inventors: Helmut Schimonek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1987-04-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Gasen, insbesondere Druckluft, bei denen das Gas, mit Hilfe einer Kältemaschine oder einen anderen Verfahren zum Entzug von Wärme abgekühlt und das auskondensierende Wasser abgeleitet wird.

Es besteht häufig die Notwendigkeit Gase zu trocknen. Insbesonders ist dies bei Gasen der Fall, die zur Weiterverarbeitung mittels Kompressor auf einen höheren Druck gebracht werden müssen wie: Druckluft, Biogas, Deponiegas, usw.

Solche Druckluft findet immer vielfältigere Anwendung, z. B. für pneumatische Steuerungen oder pneumatische Antriebe. Dabei besteht die absolute Notwendigkeit, daß die Druckluft sehr trocken ist, damit die sehr empfindlichen Geräte, die mit ihr gespeist werden, nicht durch Feuchtigkeit, Schaden nehmen.

Aber auch andere Gase und Stoffe müssen für viele Zwecke während oder für die Weiterverarbeitung getrocknet werden.

Ein weit verbreitetes Verfahren zur Trocknung besteht darin, die Luft über sogenannte Kühl oder Verdampferflächen bis in die Nähe des Gefrierpunktes abzukühlen, sodaß sich die darin befindliche Feuchtigkeit, an den Kühlflächen an denen die Abkühlung stattfindet niederschlägt. Auch sind zur Trocknung bis in die Nähe des Gefrierpunktes Verfahren bekannt, bei denen sich abgekühltes Wasser, in direkten Wärmekontakt mit dem abzukühlenden Gasen, vorwiegend Druckluft, befindet.

Wenn nach dem Abkühlvorgang das Gas wieder auf Raumtemperatur erwärmt wird, oder sich erwärmt hat und verwendet wird, hat es nur noch einen sehr geringen Feuchtigkeitsinhalt.

Bis in die Nähe des Gefrierpunktes bereiten die Verfahren keinerlei Schwierigkeiten, da die Feuchtigkeit in flüssiger Form anfällt (Wasser) und somit leicht entsorgt werden kann.

Da bekanntlich Feuchtigkeit unterhalb des Gefrierpunktes gefriert und in Form von Eis, Reif oder Schnee an den Kühlflächen haften bleibt, können die Verfahren unterhalb des Gefrierpunktes nur bedingt, oder mit erheblichen Aufwand für die Abtauung angewendet werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Nachteile des gefrierens der auskondensierenden Feuchtigkeit bei Abkühlung unterhalb des Gefrierpunktes nicht auftreten.

Die erfinderische Lösung besteht darin, daß für den Wärmekontakt zwischen dem zu trocknenden Gas, vorwiegend Druckluft, und der dem Wärmekontakt dienenden Flüssigkeit, eine solche verwendet wird, die bis zu einem bestimmten Mischungsverhältnis mit Wasser, (Konzentration) unterhalb des Gefrierpunktes, in der Regel bis -15°C nicht gefriert, sondern flüssig bleibt.

Werden Gase oder Druckluft mit dieser auf beispielsweise -15°C abgekühlten Flüssigkeit in Wärmekontakt gebracht, wird sich das Gas entsprechend abkühlen und die in dem Gas enthaltene Feuchtigkeit auskondensieren und sich mit der Flüssigkeit vermischen, ohne dabei zu gefrieren.
Dabei verdünnt sich die dem Wärmekontakt dienende Flüssigkeit um die aus dem Gas ausgeschiedene Feuchtigkeitsmenge, sodaß von Zeit zu Zeit verdünnte Flüssigkeit abgelassen und durch unverdünnte ersetzt werden muß.

Besonders vorteilhaft und wirtschaftlich arbeitet das Verfahren, wenn der entsorgten Flüssigkeit, der überschüssige Wasseranteil, durch den umgekehrten Vorgang des Verdunstens, wieder entzogen wird. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit immer wieder neu verwendet werden.
Als Flüssigkeit können alle bekannten und handelsüblichen Kühlsolen und Kühlflüssigkeiten verwendet werden.

Nachfolgend wird beschrieben wie das Verfahren in der Praxis angewendet werden kann.

In Fig. 1 tritt das warme feuchte Gas durch eine entsprechende Öffnung 1 beispielsweise als Rohranschluß, in den Kühler ein und wird über einen Verteiler 7 mit entsprechenden Bohrungen 8 in Form von Gasbläschen in ein vertikales Gefäß geleitet, wo sich die Glasbläschen 5 mit der Kühlflüssigkeit 12 in direkten Wärmekontakt befindenden. Durch den Wärmekontakt zwischen Gas und beispielsweiser -15°C kalter Kühlflüssigkeit kühlt sich das Gas ab und gibt entsprechend der Temperaturdifferenz mehr oder weniger Feuchtigkeit an die Kühlflüssigkeit 12 ab, die sich dabei verdünnt.
Nach dem Durchströmen einer Beruhigungszone 6 tritt das abgekühlte Gas aus dem Kühler über die Öffnung 3 aus.
Da durch die ausgefallene Feuchtigkeit der Flüssigkeitspegel ansteigt, muß von Zeit zu Zeit verdünnte Flüssigkeit über die Vorrichtung 2 abgelassen und durch unverdünnte ersetzt werden.

In Fig. 2 tritt das feuchte, warme Gas über die Öffnung 1 über der Kühlflüssigkeit 12 in den als vertikales Gefäß ausgebildeten Kühler ein wo es sich mit der über eine oder mehrere Düsen zerstäubten Kühlflüssigkeit 12 in der Zone 4 in direkten Wärmekontakt befindet.

Das abgekühlte Gas tritt oberhalb der Sprühdüse 9 über die öffnung 3 entsprechend abgekühlt aus dem Kühler aus.
Im unteren Bereich des Gefäßes befindet sich ein Auffangbehälter für die Flüssigkeit, welcher gleichzeitig als Vorrats und Ausgleichsbehälter für die Flüssigkeit 12 dient.
Da durch die ausgefallene Feuchtigkeit der Flüssigkeitsspiegel ansteigt, muß von Zeit zu Zeit verdünnte Flüssigkeit über die Vorrichtung 2 abgelassen und durch unverdünnte ersetzt werden. Der Transport der Kühlflüssigkeit vom Auffangbehälter zur Sprühdüse 9 erfolgt über eine Umwälzpumpe und die Leitung 11 und Leitung 10.

Das Verfahren nach Fig. 2 wird in der Regel dann angewendet werden wenn zum Transport des Gases eine geringe Druckdifferenz zur Verfügung steht oder wenn die Leitungen und der Behälter drucklos gefahren werden müssen.

Die Kühlung der Flüssigkeit kann in Fig. 1 und Fig. 2 durch eine automatisch arbeitende Kühlmaschine mit Ein und Ausschaltregelung und über Verdampferschlangen die sich durch das Flüssigkeitsbad erstrecken, vorgenommen werden.
Bei Fig. 2 kann der Wärmeentzug auch über einen extern angeordneten Solekühler der zwichen die Leitungsanschlüsse 11 und 10 geschaltet wird, erfolgen.

Besonders wirtschaftlich arbeiten die Verfahren wenn der verdünnten Kühlflüssigkeit die aufgenommene Feuchtigkeit durch das umgekehrte Verfahren wieder entzogen wird, wodurch die Kühlflüssig immer wieder neu verwendet werden kann

Da das Gas in der Regel nach dem Austritt aus dem Kühler wieder auf Raumtemperatur erwärmt werden muß, ist es sinnvoll zwischen Gaseintritt und Gasaustritt einen Wärmeaustausch vorzunehmen. Dies geschieht über einen Wärmetauscher mit dem das ankommende warme Gas mit dem austretenden kalten Gas vorgekühlt wird.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von Gasen, insbesondere Druckluft bei dem das Gas mit Hilfe einer Kältemaschine oder einem anderem Verfahren auf eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes abgekühlt und das aus dem Gas auskondensierende Wasser mit der Flüssigkeit eine innige Verbindung eingeht ohne im Minusbereich zu gefrieren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit die diese Fähigkeiten aufweist auf eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes abgekühlt wird, mit der das Gas in Wärmekontakt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die die Abkühlung des Gases im wesentlichen nur über die Flüssigkeit erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gas direkt durch die Flüssigkeit geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch das Gas geleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit das hineinkondensierte Wasser zu einem späteren Zeitpunkt durch Verdunsten wieder entzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit verwendet wird, mit der das aus dem Gas auskondensierende Wasser keine Verbindung eingeht und im Minusbereich in Form von Eis, Reif oder Schnee ausfällt.