DE3634612A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen eines gasstroms - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines Gasstroms durch Ausfrieren in dem Gasstrom enthaltener Feuchtigkeit, bei dem der Gasstrom abwechselnd durch in zyklischem Wechsel einen Ausfriertakt und einen Regenerierungstakt durchlaufende Ausfriertrockner geleitet wird, wobei jeder Ausfriertrockner im Ausfriertakt gekühlt und im Regenerierungstakt erwärmt und vor Beginn des Ausfriertaktes vorgekühlt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Der Bedarf an trockenen Gasen hat in den letzten Jahren ständig zugenommen. Auf verschiedenen Anwendungsgebieten, wie z.B. in der Forschung, der elektronischen Industrie oder der Kerntechnik, werden große Mengen an trockenen Gasen benötigt. Um einen kontinuierlichen Betrieb einer nach dem Ausfrierbetrieb arbeitenden Trocknungsanlage zu gewährleisten, sind bei den Trocknungsverfahren zwei Ausfriertrockner oder zwei Gruppen von Ausfriertrocknern vorgesehen, die in periodischem Wechsel umgeschaltet werden. Ein derartiges Verfahren ist in der DE-AS 12 40 821 beschrieben. Die beiden Ausfriertrockner werden abwechselnd gekühlt und erhitzt, wobei der zu trocknende Gasstrom jeweils durch den gekühlten Ausfriertrockner geleitet wird, um die in dem zu trocknenden Gasstrom enthaltene Feuchtigkeit auszufrieren. Der andere der beiden Ausfriertrockner wird durch Hindurchleiten eines erhitzten Gasstroms regeneriert, wobei die in der vorangegangenen Schaltperiode ausgefrorene Feuchtigkeit abgetaut und entfernt wird. Nach Beendigung des Abtauvorgangs wird der Ausfriertrockner abgekühlt und die Funktion der Ausfriertrockner umgeschaltet.

Eine derartige Verfahrensweise stellt aufgrund des instationären Kältebedarfs hohe Anforderungen an die Kälteanlage. Während des Abtauens des Ausfriertrockners wird keine Kälte benötigt, beim Vorkühlen ist dagegen ein maximaler Kältebedarf vorhanden. Die Kälteanlage muß entsprechend dem hohen Kälteverbrauch beim Abkühlen dimensioniert sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem der Kältebedarf weitgehend stationär ist und das mit einem minimalen Einsatz an Kälteleistung durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Vorkühlen, der Ausfrier- und der Regenerierungstakt parallel zueinander in mindestens drei voneinander getrennten Ausfriertrocknern durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß sind im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren nicht zwei, sondern mindestens drei unterschiedliche Schaltperioden vorgesehen, die gleichzeitig ablaufen.

Das Vorkühlen des Ausfriertrockners läuft damit nicht in der Regenerierungsperiode ab, sondern parallel dazu. Da erfindungsgemäß mindestens drei Ausfriertrockner vorgesehen sind, die in zyklischem Wechsel umgeschaltet werden, ist ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet. Der Kältebedarf für das Vorkühlen des Ausfriertrockners ist über die gesamte Dauer der Vorkühlperiode nahezu konstant. Dadurch können problemlos Standardkälteanlagen eingesetzt werden. Da überdies die drei Arbeitsphasen nach Beendigung eines Taktes lediglich um eine Einheit verschoben werden, ist für die Kälteanlage keine Steuerung erforderlich.

Als weiterer Vorteil ist anzuführen, daß erfindungsgemäß für das Vorkühlen die gesamte Zeitspanne des Ausfriertaktes und nicht nur ein Teil dieser Zeitspanne zur Verfügung steht, so daß die aufzubringende Kälteleistung entsprechend geringer ist.

Zwar bedeutet der mindestens eine zusätzliche Ausfriertrockner einen erhöhten apparativen Aufwand, in der Gesamtbilanz wird dieser Nachteil jedoch doch durch die erzielten Vorteile übertroffen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die Trocknungsleistung mit geringem Aufwand verdoppelt oder sogar verdreifacht werden kann, wenn ein oder zwei zusätzliche Ausfriertrockner zugeschaltet werden und jeweils zwei oder drei Ausfriertrockner im Ausfrierbetrieb arbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit sehr flexibel und ermöglicht eine rasche Anpassung an rasch wechselnde Anforderungen.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Spülgas durch den zu regenerierenden Ausfriertrockner geleitet wird. Beim Regenerieren wird der Ausfriertrockner beheizt, um die ausgefrorene Feuchtigkeit abzutauen und das entstehende Kondensat entfernen zu können. Ein zusätzliches Spülen mit einem Spülgas verhindert, daß Restfeuchtigkeit beim Vorkühlen des Ausfriertrockners ausfriert.

Als Spülgas wird mit Vorteil mindestens ein Teil des getrockneten Gasstroms verwendet.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Anwärmen und das Spülen parallel zueinander in zwei voneinander getrennten Ausfriertrocknern durchgeführt.

Bei dieser Verfahrensweise finden gleichzeitig jeweils vier verschiedene Arbeitsphasen statt, nämlich neben Vorkühlen und Ausfrieren noch Anwärmen mit Abführung des dabei gebildeten Kondensats sowie Spülen.

Das Anwärmen erfolgt mit Vorteil durch elektrische Beheizung des Ausfriertrockners.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Vorkühlen mit einem Kältekreislauf durchgeführt. Der Kältekreislauf enthält mit Vorteil ein Gas als Kreislaufmedium, vorzugsweise Stickstoff. Jedoch können je nach Arbeitstemperatur auch andere Kreislaufmedien zum Einsatz kommen.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens das getrocknete Gas in Wärmetausch mit dem Kältekreislauf angewärmt wird. Auf diese Weise kann der größte Teil der in dem getrockneten Gasstrom enthaltenen Kälte durch Übertragen auf das Kreislaufmedium zurückgewonnen werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält eine Zuführungseinrichtung für ein zu trocknendes und eine Abführungseinrichtung für ein getrocknetes Gas sowie beheizbare und kühlbare Ausfriertrockner, von denen jeweils einer in zyklischem Wechsel mit einem zweiten Ausfriertrockner mit der Zu- und Abführungseinrichtung verbunden bzw. mit einer Beheizung versehen ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein dritter an dem zyklischen Wechsel beteiligter Ausfriertrockner vorgesehen ist.

Jeder Ausfriertrockner enthält einen Strömungsquerschnitt für das zu trocknende Gas sowie eine Kühleinrichtung, vorzugsweise Wärmetauschflächen, die mit einem Kühlkreislauf verbindbar sind. In jedem Schalttakt sind jeweils zwei der Ausfriertrockner vorzugsweise mit einer Kühlung versehen, wobei zumindest einer der beiden Ausfriertrockner mit der Zuführungs- und Abführungseinrichtung verbunden ist. Der dritte Ausfriertrockner ist jeweils mit einer Beheizung versehen. Durch geeignete Umschalteinrichtungen werden die Arbeitsphasen der Ausfriertrockner in zyklischem Wechsel vertauscht.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind vier Ausfriertrockner vorgesehen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Ausfriertrockner in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und thermisch voneinander isoliert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes weist jeder Ausfriertrockner eine Zuführung für getrocknetes Gas auf. Diese Anordnung ermöglicht es, den getrockneten Gasstrom oder einen Teilstrom davon oder ein anderes trockenes Gas als Spülgas in den zu regenerierenden Ausfriertrockner zu leiten.

Bei weiteren bevorzugten Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes weist jeder Ausfriertrockner eine elektrische Heizung sowie einen Strömungskanal für ein Kühlmittel auf.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 Ein Verfahrensschema mit vier Ausfriertrocknern,

Fig. 2+3 Einen Ausfriertrockner im Quer- und Längsschnitt,

Fig. 4a, b, c, Eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Kältebedarfs,

Fig. 5 Ein Verfahrensschema mit drei Ausfriertrocknern,

Fig. 6 Ein Verfahrensschema mit fünf Ausfriertrocknern,

Fig. 7 Ein Verfahrensschema für eine zweistufige Trocknung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren sind vier Ausfriertrockner 1, 2, 3, 4 vorgesehen, von denen jeder einen Strömungsweg 5 a, 5 b, 5 c, 5 d für ein Kühlmedium aufweist. Ein zu trocknender Gasstrom, z.B. Luft oder ein Inertgas, wird über eine Leitung 6 zugeführt. Die Leitung 6 ist über Ventile 7, 8, 9, 10 mit den Ausfriertrocknern 1, 2, 3, 4 verbunden. An der Oberseite jedes Ausfriertrockners ist eine Gasentnahmeleitung 16, 17, 18, 19 vorgesehen, die über Ventile 11, 12, 13, 14 mit einer Leitung 15 für die Abführung von getrocknetem Gas verbunden ist. Von der Leitung 15 zweigt eine Leitung 20 ab, die über Ventile 21, 22, 23, 24 mit den Gasentnahmeleitungen 16, 17, 18, 19 verbunden ist. Von den Verbindungsleitungen zwischen den Ventilen 7, 8, 9, 10 und den Ausfriertrocknern 1, 2, 3, 4 zweigen Leitungen 25, 26, 27, 28 ab, die über jeweils ein Ventil 29, 30, 31, 32 mit der Leitung 6 verbunden sind. Am Boden jedes Ausfriertrockners ist eine Kondensatabführungsleitung 33, 34, 35, 36 vorgesehen.

Die Strömungswege 5 a, 5 b, 5 c, 5 d sind Bestandteil eines Kältekreislaufs. Sie sind einerseits über Ventile 37, 38, 39, 40 mit einer Kältemittelvorlaufleitung 41 und andererseits mit einer Kältemittelrücklaufleitung 42 verbunden. Die Kältemittelrücklaufleitung ist an die Saugseite eines Kreislaufverdichters 43 angeschlossen. Das in der Vorlaufleitung 41 geführte komprimierte Kältemittel wird in Wärmetauschern 44, 45 in Wärmetausch mit einer externen Kältequelle, z.B. flüssigem Stickstoff, sowie in Wärmetauscher 44 in Wärmetausch mit dem in Leitung 15 geführten getrockneten Gasstrom gekühlt. Alternativ zu einer externen Kältequelle ist der Einsatz eines geschlossenen Kältekreislaufs mit einem geeigneten Kältemittel möglich.

Bei dem Verfahren werden in den vier Ausfriertrocknern 1, 2, 3, 4 gleichzeitig vier Arbeitstakte durchgeführt und die Funktionen der Ausfriertrockner am Ende jedes Schalttaktes in zyklischer Reihenfolge umgeschaltet. Da die vier Schalttakte abgesehen von den Funktionswechseln in analoger Weise ablaufen, wird hier der Einfachheit halber nur ein einziger Schalttakt ausführlich beschrieben. Hierbei sei angenommen, daß der Ausfriertrockner 1 im Ausfrierbetrieb arbeitet, der Ausfriertrockner 2 auf Arbeitstemperatur vorgekühlt, der Ausfriertrockner 3 gespült und der Ausfriertrockner 4 abgetaut wird. In dem zu beschreibenden Schalttakt sind die Ventile 37, 38 geöffnet, während die Ventile 39, 40 geschlossen sind. Das kalte Kreislaufgas durchströmt die Strömungskanäle 5 a, 5 b, wobei der Ausfrierkühler 2, der sich zu Beginn des Arbeitstaktes noch auf Regenerierungstemperatur befunden hatte, auf Arbeitstemperatur vorgekühlt wird, während der Ausfriertrockner 1, der zu Beginn des Arbeitstaktes bereits vorgekühlt war, auf der Ausfriertemperatur gehalten wird. Das Ventil 7 ist geöffnet, während die Ventile 8, 9, 10 geschlossen bleiben. Das zu trocknende Gas gelangt somit in den Wärmetauscher 1. Dort friert die in dem Gasstrom enthaltene Feuchtigkeit an den Wärmetauschflächen des Strömungskanals 5 a aus. Das getrocknete Gas verläßt den Ausfriertrockner 1 über die Leitung 16. Das Ventil 11 ist geöffnet, während die Ventile 12, 13, 14 geschlossen sind. Über die Leitung 15 gelangt das kalte getrocknete Gas zum Wärmetauscher 44, wo es in Wärmetausch mit dem Kreislaufmedium erwärmt wird.

Gleichzeitig wird der im vorangegangenen Schalttakt mit ausgefrorener Feuchtigkeit beladene Ausfriertrockner 4 abgetaut. Dies geschieht zweckmäßigerweise mittels elektrischer Beheizung. Das dabei sich bildende Kondensat wird über die Leitung 36 aus dem Ausfriertrockner 4 entfernt.

Der Ausfriertrockner 3, der im vorangegangenen Schalttakt abgetaut worden ist, wird zur Entfernung von Restfeuchtigkeit mit einem Spülgas durchströmt. Als Spülgas wird ein Teilstrom des getrockneten Gasstroms über die Leitung 20 entnommen und durch Öffnen des Ventils 23 in den Ausfriertrockner 3 geleitet. Die Ventile 21, 22, 24 bleiben dabei geschlossen. Das Ventil 31 wird geöffnet, um das Spülgas aus dem Ausfriertrockner 3 abzuführen. Es wird über Spülgasrückleitung 27 dem zu trocknenden Gasstrom wieder zugemischt. Die Ventile 29, 30, 32 bleiben hierbei geschlossen.

Wenn die Kapazität des Ausfriertrockners 1 erschöpft ist, was durch einen erhöhten Druckabfall zwischen dem zu trocknenden und dem getrockneten Gasstrom und/oder durch einen Feuchtigkeitsanstieg im Produktgas angezeigt wird, dann wird der zu trocknende Gasstrom durch entsprechende Ventilschaltungen in den Ausfriertrockner 2 umgeleitet, der sich jetzt auf Arbeitstemperatur befindet. Parallel dazu werden alle anderen Ausfriertrockner um einen Arbeitstakt weiter geschaltet. Ausfriertrockner 1 wird angewärmt, Ausfriertrockner 3 abgekühlt, Ausfriertrockner 4 gespült. Auf diese Weise ist ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet und alle Zellen durchlaufen periodisch die verschiedenen Funktionen.

Für die Druckmessung ist ein Druckmeßgerät 46 zwischen dem zu trocknenden und dem getrockneten Gasstrom vorgesehen. Für die Schalttakte 2, 3, 4 werden nachstehend die jeweiligen Ventilpositionen angegeben:

Schalttakt 2 geöffnet: Ventile 8, 12, 24, 32, 38, 39. Arbeitstakt 3 geöffnet: Ventile 9, 13, 21, 29, 39, 40. Arbeitstakt 4 geöffnet: Ventile 10, 14, 22, 30, 40, 37.

Die übrigen Ventile sind jeweils geschlossen.

Die Ausfriertrockner 1, 2, 3, 4 sind thermisch voneinander isoliert, aber apparatetechnisch als Einheit, z.B. aneinander angeflanscht, ausgeführt.

Durch den geschlossenen Kühlkreislauf kommt das Kühlmedium nicht mit dem Verfahrensgas in Kontakt und kann somit beispielsweise bei kerntechnischen Anwendungen nicht kontaminiert werden. Die Kälteversorgung ist apparativ entkoppelt und kann wegen des quasi-stationären Kältebedarfs regeltechnisch sehr einfach ausgeführt werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Schnittdarstellungen eines bevorzugten Ausfriertrockners. Der Ausfriertrockner weist ein etwa quaderförmiges Gehäuse 50 auf, das an einer Seitenwand eine Wärmeisolierung 51 besitzt. Der Boden des Gehäuses ist trichterförmig ausgebildet und besitzt an seinem tiefsten Punkt einen Kondensatablaß 52. Am Boden des Gehäuses befindet sich eine Einlaßöffnung 53 für zu trocknendes Gas, am oberen Ende des Gehäuses eine Auslaßöffnung 54 für getrocknetes Gas. Im Innern des Gehäuses befindet sich ein Strömungsweg 5 für ein Kühlmittel. Der Strömungsweg 5 weist abwechselnd schräge Abschnitte 56 und vertikale Abschnitte 57 auf, wobei die schrägen Abschnitte gegeneinander geneigt und abwechselnd mit der einen und mit der anderen Gehäusewand verbunden sind, so daß ein im wesentlichen zick-zack-förmiger Strömungsweg für das zu trocknende Gas entsteht, der durch Pfeile 55 angedeutet ist. Durch die Umlenkung des Gasstroms wird ein intensiver Kontakt zwischen dem Gas und der Kühlfläche erreicht. Die Neigung der einzelnen Abschnitte des Strömungswegs ermöglichen es, daß das Kondensat beim Abtauen nach unten abtropfen kann. Die Abstände zwischen den geneigten Abschnitten 56 nehmen zum oberen Ende des Ausfriertrockners hin ab, da der größte Teil des Eises beim Ausfrieren am Gaseintritt gebildet wird, so daß sich über die Behälterlänge ein einigermaßen konstanter Druckabfall einstellt. Zum Abtauen sind Heizdrähte 58 mit den Abschnitten 56 verbunden.

Derartige Ausfriertrockner lassen sich nach einem Baukastensystem zu Einheiten beliebiger Größe miteinander verbinden, so daß eine problemlose Anpassung an den jeweiligen Bedarf vorgenommen werden kann.

In den Fig. 4a, 4b,4c ist der Verlauf des Kältebedarf Q als Funktion der Zeit t aufgetragen. Kälte wird während des Ausfrierens sowie für das Vorkühlen benötigt. Fig. 4a zeigt den qualitativen Kältebedarf während des Ausfriervorgangs. Der Kältebedarf ist übrigens derselbe wie bei einem konventionellen Verfahren mit zwei in periodischem Wechsel betriebenen Ausfriertrocknern.

Fig. 4b zeigt den Verlauf des Kältebedarf beim Vorkühlen. Da sich das Vorkühlen über den gesamten Zeitraum eines Arbeitstaktes erstreckt, ist der Kältebedarf als in erster Näherung konstant anzusetzen. Hier besteht ein wesentlicher Unterschied zu dem konventionellen Verfahren, bei dem während des Regenerierens der Ausfriertrockner zunächst abgetaut und erst nach etwa der Hälfte des Regeneriertaktes vorgekühlt wird. Da dort für das Vorkühlen nur eine kürzere Zeit zur Verfügung steht, muß eine entsprechend höhere Kälteleistung aufgewendet werden. Dies ist in gestrichelten Linien dargestellt.

Fig. 4c zeigt den Gesamtkältebedarf der Anlage, d.h. eine Summe der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Kälteleistungen. Es ist deutlich zu erkennen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein zumindest quasi-stationärer Kältebedarf vorliegt, wohingegen beim konventionellen Verfahren (gestrichelte Linie) ein instationärer Kältebedarf auftritt und eine höhere Kälteleistung benötigt wird.

Fig. 5 zeigt ein Verfahrensschema mit drei Ausfriertrocknern 60, 61, 62 die periodischem Wechsel betrieben werden. Der einzige Unterschied zu dem in Fig. 1 beschriebenen Verfahren besteht darin, daß das Abtauen und Spülen nicht gleichzeitig in zwei getrennten Ausfriertrocknern durchgeführt wird, sondern zeitlich nacheinander in einem einzigen Ausfriertrockner. Diese Möglichkeit bietet sich an, da üblicherweise die für das Abtauen und Spülen benötigten Zeiten kürzer sind als die Dauer eines Ausfriertaktes. Die für das zyklische Umschalten erforderlichen Ventile sind der übersichtlicheren Darstellung halber weggelassen worden. Die Betriebsweise entspricht der anhand von Fig. 1 beschriebenen Betriebsweise.

Der Ausfriertrockner 60 befindet sich im Ausfriertakt. Der Ausfriertrockner 61 wird vorgekühlt, der Ausfriertrockner 62 wird regeneriert. Das Kühlmedium kühlt die Ausfriertrockner 60, 61. Der Ausfriertrockner 60 wird von dem zu trocknenden Gas 6 durchströmt, das nach Ausfrieren der Feuchtigkeit im Ausfriertrockner 60 als kaltes trockenes Gas über Leitung 15 entnommen und nach Anwärmung im Wärmetauscher 44 abgeführt wird. Im ersten Abschnitt des Schalttaktes wird der Ausfriertrockner 62 mittels der Heizung 58 elektrisch beheizt. Das dabei sich bildende Kondensat wird über Leitung 36 entnommen. Anschließend wird ein Spülgas (Leitung 20) durch den Ausfriertrockner 62 geleitet und verläßt diesen über Leitung 27.

Zur Demonstration der Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Fig. 6 ein Trocknungsverfahren beschrieben, das mit fünf Ausfriertrocknern 1, 1′, 2, 3, 4 arbeitet. Bei diesem Verfahren sind jeweils zwei Ausfriertrockner (im gezeigten Schalttakt sind dies die Ausfriertrockner 1, 1′) parallel geschaltet. Dies bedeutet, daß jeweils zwei Ausfriertrockner im Ausfrierbetrieb arbeiten, während gleichzeitig ein Ausfriertrockner vorgekühlt, ein Ausfriertrockner gespült und ein Ausfriertrockner abgetaut wird. Durch Zuschalten eines einzigen Ausfriertrockners läßt sich somit die Kapazität der Trocknungsanlage verdoppeln. In analoger Weise könnte durch Zuschalten eines weiteren Ausfriertrockners die Kapazität verdreifacht werden.

Es ist zweckmäßig, wenn bei zwei parallel im Ausfrierbetrieb arbeitenden Ausfriertrocknern diese zeitlich um einen halben Takt verschoben arbeiten, wobei die Taktzeit für die in den anderen Zyklen befindlichen Ausfriertrockner halbiert wird.

Die problemlose Kapazitätserhöhung ist insbesondere in kerntechnischen Anlagen von Vorteil, bei denen im Lüftungssystem in einem Störfall in kurzer Zeit sehr große Gasvolumina im Vergleich zu den bei Normalbetrieb anfallenden Gasvolumina verarbeitet werden müssen.

Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung ein Verfahren, bei dem die Trocknung des Gasstroms in zwei Stufen erfolgt. Jede Stufe weist vier Ausfriertrockner 1, 2, 3, 4 bzw. 1′, 2′, 3′, 4′ auf, die in analoger Weise wie anhand Fig. 1 beschrieben in zyklischem Wechsel 4 Schaltphasen durchlaufen. Die beiden Stufen werden auf unterschiedlichem Temperaturniveau betrieben und sind bezüglich des zu trocknenden Gasstroms 6 in Serie geschaltet. Die erste Stufe 63 wird auf einem relativ höheren Temperaturniveau betrieben und dient der Vorreinigung des zu trocknenden Gasstroms. Beispielsweise befinden sich die Ausfriertrockner im Ausfrierbetrieb auf einer Temperatur von -2°C.

Der die erste Stufe 63 verlassende Gasstrom, der noch einen Restfeuchtigkeitsgehalt aufweist, wird anschließend der zweiten Stufe 64 zugeführt, die auf einem relativ tieferen Temperaturniveau betrieben wird. Beispielsweise befinden sich die Ausfriertrockner im Ausfrierbetrieb auf einer Temperatur von -30°C. Hier findet eine Feinreinigung des zu trocknenden Gasstroms statt.

Die übrigen Verfahrensschritte wie Vorkühlen, Anwärmen und Kondensatabtrennung, Spülen, Umschalten der Ausfriertrockner sowie der Kühlkreislauf entsprechen denjenigen gemäß Fig. 1, so daß auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die beiden Stufen 63, 64 je nach Bedarf synchron, zeitversetzt zueinander oder in unterschiedlichen Zeitzyklen umgeschaltet werden können.

Claims (15)

1. Verfahren zum Trocknen eines Gasstroms durch Ausfrieren in dem Gasstrom enthaltener Feuchtigkeit, bei dem der Gasstrom abwechselnd durch in zyklischem Wechsel einen Ausfriertakt und einen Regenerierungstakt durchlaufende Ausfriertrockner geleitet wird, wobei jeder Ausfriertrockner im Ausfriertakt gekühlt und im Regenerierungstakt erwärmt und vor Beginn des Ausfriertaktes vorgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkühlen, der Ausfrier- und der Regenerierungstakt parallel zueinander in mindestens drei voneinander getrennten Ausfriertrocknern durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Regenerierungstaktes ein Spülgas durch den zu regenerierenden Ausfriertrockner geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas mindestens ein Teil des getrockneten Gasstroms verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwärmen und das Spülen parallel zueinander in zwei voneinander getrennten Ausfriertrocknern durchgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkühlen mit einem Kältekreislauf durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwärmen durch elektrische Beheizung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das getrocknete Gas in Wärmetausch mit dem Kältekreislauf angewärmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfrieren in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt wird und in jeder Stufe mindestens drei voneinander getrennte Ausfriertrockner in zyklischem Wechsel einen Vorkühl-, einen Ausfrier- und einen Regenerierungstakt durchlaufen und das Ausfrieren in der ersten Stufe auf einem höheren Temperaturniveau als in der zweiten Stufe erfolgt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Zuführungseinrichtung für ein zu trocknendes und einer Abführungseinrichtung für ein getrocknetes Gas sowie mit beheizbaren und kühlbaren Ausfriertrocknern, von denen jeweils einer in zyklischem Wechsel mit einem zweiten Ausfriertrockner mit der Zu- und Abführungseinrichtung verbunden bzw. mit einer Beheizung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein dritter an dem zyklischen Wechsel beteiligter Ausfriertrockner vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Ausfriertrockner mit einer Kühlung versehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier Ausfriertrockner vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfriertrockner in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und thermisch voneinander isoliert sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausfriertrockner eine Zuführung für getrocknetes Gas aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausfriertrockner eine elektrische Heizung aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausfriertrockner einen Strömungskanal für ein Kühlmittel aufweist.