DE3911574C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen oder Fraktionieren von Gas - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen oder Fraktionieren von GasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des
Umschaltens der Trocknungstürme einer
Druckwechseladsorptionsanlage mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 7.
Zweiturm-Druckwechsel-Trockner oder -Adsorptionsanlagen werden üblicherweise dazu
verwendet, um eine Gasfraktion von einer Gasmischung zu
trennen. Beispielsweise werden solche Trockner allgemein
dazu verwendet, um Feuchtigkeit aus komprimierter Luft
auszuscheiden, um trockene, komprimierte Luft mit Taupunkten
unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser zu erzeugen
oder um den Feuchtigkeitsgehalt von komprimierter Luft zu
reduzieren, die in kritischen Prozeßanwendungen verwendet
werden soll. Mit bekannten Trocknern werden Taupunkte bis
herunter auf minus 100°C (minus 150°F) erreicht.
Bekannte Trockner sind dazu in der Lage, kontinuierlich
komprimierte Luft zu trocknen unter Verwendung von zwei
identischen Türmen, von denen jeder ein Trocknungsmittelbett enthält.
Während der eine Turm in die Strömung eingeschaltet
ist und komprimierte Luft trocknet, indem die Luftströmung
durch das Trocknungsmittelbett hindurchgeleitet wird, das sich
darin befindet, ist der andere Turm aus der Druckluftströmung
ausgeschaltet, und sein Trocknungsmittelbett wird
regeneriert (d. h. reaktiviert oder getrocknet). Die beiden
Türme sind abwechselnd durch ein geeignetes Kontrollsystem
in die Druckluftströmung eingeschaltet, so daß ein Trocknungsmittelbett
immer in Berührung mit der Strömung feuchter
Druckluft steht, die durch den Trockner fließt, woraus
sich eine kontinuierliche Förderung von trockener
komprimierter Luft strömungsabwärts des Trockners ergibt.
Bekannte Druckwechsel-Trockner verwenden eine Vielzahl von
Verfahren zur Trocknungsmittel-Regenerierung. Bei wärmelosen
oder Druckwechsel-Trocknern wird das Trocknungsmittel
durch Expandierung einer kleinen Menge des trockenen
Luftprodukts aus dem gerade eingeschalteten Turm in den
umgebenden atmosphärischen Druck und durch Hindurchleitung
der expandierten Luft durch das feuchtigkeitsbeladene
Trocknungsmittelbett in dem gerade zu regenerierenden Turm wieder
aufbereitet. Die Adsorptionswärme, die in dem feuchtigkeitsbeladenen
Trocknungsmittelbett gespeichert ist, wird
dazu verwendet, um in Verbindung mit dem expandierenden Luftteil
die Feuchtigkeit aus dem Trocknungsmittelbett zu extrahieren
(oder zu desorbieren). Im Gegensatz hierzu erfordern
beheizbare Trockner äußere Energiequellen für die Erzeugung
der Desorptionswärme und ein Trägergas, um das desorbierte
Wasser aus dem System zu entfernen. Die vorliegende
Erfindung betrifft einen wärmelosen oder Druckwechsel-
Trockner von der Art der Regenerativ-Trockner.
Solche Druckwechsel-Trockner sind seit vielen Jahren bekannt.
Beispielsweise beschreibt die US-PS 2 944 627 einen
solchen Druckwechsel-Trockner. Weil diese Trockner so gut
bekannt sind, wird angenommen, daß die Einbeziehung einer
detaillierten Beschreibung solcher bekannten Trockner im
vorliegenden Zusammenhang für das
Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Es wird auf die oben zitierte
US-PS verwiesen oder auf ein beliebiges anderes der verschiedenen
früheren Patente, die in der genannten Patentschrift
zitiert sind, um damit den Stand der Technik auf
dem Gebiet der Zweiturm-Druckwechsel-Trockner zu schildern.
Wie weiter oben schon bemerkt, werden die Trocknungsmittelbetten
in den Trocknungstürmen eines solchen Trockners regeneriert,
indem sie einem expandierten Teil des komprimierten Luftprodukts
ausgesetzt werden. Beispielsweise können ungefähr
15% (bei 100 psig) der getrockneten komprimierten Luft auf
nahe den Atmosphärendruck expandiert und dann als Reinigungsluftstrom
durch den zu regenerierenden Turm geleitet
werden. Infolge dieses Druckwechsels der getrockneten
komprimierten Luft wird die expandierte Luft extrem
trocken, und die Durchströmung der getrockneten reinen Luft
durch einen Turm bewirkt, daß Feuchtigkeit aus dem Trocknungsmittel
desorbiert wird, wonach dann die desorbierte
Feuchtigkeit durch den Reinigungsluftstrom aus dem Trockner
herausgetragen wird.
Um abwechselnd die Feuchtigkeit aus dem einen und sodann
dem anderen der beiden Türme einer solchen Trocknungsvorrichtung
reinigend herauszuführen, werden allgemein bekannte
Rohrleitunges- und Ventil-Netze verwendet, wie sie
ebenfalls bereits in dem oben zitierten US-Patent 2 944 627
und in anderen früheren Patenten, die weiter unten angeführt
werden, beschrieben sind.
Im allgemeinen können Druckwechsel-Trockner, die nach einem
festgesetzten Zeitzyklus mit einer festgesetzten Reinigungsströmungsmenge
arbeiten, recht ordentlich arbeiten. Wenn die
Durchströmmenge von komprimierter Luft konstant auf einem Maximalwert
bleibt, gibt es im allgemeinen keine Notwendigkeit, um
den Operationszyklus solcher Trockner zu ändern. In vielen
industriellen Umgebungen jedoch bleiben die Anforderungen
an komprimierte Luft und die Umgebungsbedingungen nicht
konstant, sondern ändern sich im Laufe der Zeit. Mit solchen
Veränderungen kann der Zustand der komprimierten Luft, die
in den Trockner eintritt, in weiten Grenzen sich ändern,
und zwar bezüglich der Strömungsmenge, des Druckes, der
Temperatur und des Taupunkts. Außerdem ist der Energieverbrauch
solcher Trockner möglicherweise tatsächlich beträchtlich,
speziell für Trockner mit größeren Kapazitäten.
Eine wirksame Steuerung des Arbeitens des Trockners kann
wirksam die Trockner-Betriebskosten senken.
Mehr im einzelnen gesehen können beträchtliche Einsparungen erreicht
werden, wenn ein Trocknersystem überwacht werden
und der Regenerationszyklus eingestellt werden kann, um die
Reinigungserfordernisse zu reduzieren. Beispielsweise würde
ein Trockner mit einer Einlaßströmungskapazität von 28 300 Liter pro Minute (Tausend-
Standardkubikfuß pro Minute) eine
Menge an Reinigungsluft von ungefähr 4245 Liter pro Minute (150 Kubikfuß pro Minute)
benötigen (15% der Einlaßströmung).
Die Erzeugung dieser Reinigungsluft mit Kosten von beispielsweise
20 Cent pro 235 Liter (Tausend-Standardkubikfuß)
würde etwa 15 770 Dollar kosten. Wenn die jährliche komprimierte
Luftmenge, die erforderlich ist, geringer wäre als
die Systemkapazität (d. h. Anforderung nur 50% der Kapazität),
dann wird ebenfalls eine entsprechende Reduktion in den
Regenerierungserfordernissen verwirklicht, und dementsprechend
könnte die Hälfte der Reinigungsluftkosten
(7885 Dollar) gespart werden durch die Verwendung eines
Druckluft-Anforderungs-Steuerungssystems, das wirksam die
Verwendung von Reinigungsluft reguliert.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Mengenanforderungs-
Steuersystemen für Druckwechsel-Trockner bekannt.
Beispielsweise beschreibt die US-PS 3 448 561 ein System zur
Steuerung der Frequenz der Regenerierung für entweder einen
wärmelosen oder einen beheizbaren Trockner durch Verwendung
eines Hydrometersystems, das Luft aus dem Trocknungsmittelbett
sammelt und deren Feuchtigkeitsgehalt mißt. Wenn der
Feuchtigkeitsgehalt auf einen vorbestimmten Wert abgesunken
ist, dann wird der regenerierte Turm wieder in die Hauptleitung
eingeschaltet, wogegen der andere Turm auf die
Regenerierungsbetriebsweise umgeschaltet wird.
Die US-PS 4 247 311 beschreibt ein Druckwechsel-Trocknersystem,
in dem ein Mikroprozessor verwendet wird in Verbindung
mit Meßwertwandlern, welche die Feuchtigkeit abtasten
unter Berücksichtigung des Fortschreitens der Feuchtigkeitsfront
durch die Trocknungstürme. Diese Information wird
verwendet, um das Umschalten der Türme zwischen Trocknungs-
und Regenerierungsvorgang zu steuern. Entsprechend dieser
Veröffentlichtung arbeitet das System in einem fixen Zyklus,
wobei das Signal an dem Feuchtigkeitsabtast-Meßwertwandler
dazu verwendet wird, um die Frequenz der Regenerierungszyklen
zu steuern (d. h. für eine Anforderung von 50%
würde ein Turm während einander abwechselnden
Zyklen regeneriert, während im Bereitschaftszustand
während der dazwischenliegenden Zyklen unter Druck bleibt). Andere bekannte,
sich nach der angeforderten Menge richtende
Steuerungssysteme umfassen
ein Anforderungs-Steuerungssystem
für einen Druckwechsel-Trockner, der auf einem
fixen 10 Minuten Zyklus arbeitet und Messungen
der Einlaßtemperatur, des Einlaßdruckes und der Auslaßmassenströmung
durchführt, und diese einem Mikroprozessor
zuführt, der dann die Reinigungsströmungsmenge und die
Reinigungszeit für die Regenerierungszyklen errechnet und
einsteuert.
Des weiteren wird ein Anforderungs-Steuerungssystem
für Druckwechsel-Trockner angeboten, das Feuchtigkeitssensoren
verwendet, die nahe am Naßlufteinlaß in die
Trocknungsmittelbetten angeordnet sind. Die Sensoren übermitteln
eine Information über den Einlaßluft-Feuchtigkeitsgehalt
an einen Mikroprozessor, der die Dauer der Regenerationszyklen
bestimmt und einsteuert.
Ein technisches Handbuch mit dem Titel "A Heaterless
Dryer Design Manual" von Ed Peacock schlägt ein Anforderungssteuerungssystem
vor, das auf einer Überwachung
des Temperaturanstiegs durch das Trocknungsmittelbett hindurch
unter Verwendung von Temperatursonden in den Einlaß-
und Auslaß-Luftströmungen basiert.
Bei den bekannten Anforderungssteuerungssystemen für Druckwechsel-
Trockner werden ganz allgemein gesehen teure,
empfindliche Steuerungskomponenten benötigt, die kontinuierlich
gewartet und rejustiert werden müssen, um ein verläßliches
Trocknungsturm-Umschalten zu gewährleisten.
Beispielsweise erfordert das unmittelbar vorstehend beschriebene
Anforderungssteuerungssystem, das auf dem
Temperaturanstieg durch das Trocknungsmittelbett hindurch
beruht, wie erwähnt, Temperatur-Meßwertwandler im Einlaß- und
Auslaßrohr oder nahe der Einlaß- und Auslaßenden des
Trocknungsturms. Da ein solches System auf genauer Abtastung
der Einlaß- und Auslaßtemperaturen beruht, können
bereits geringe Abweichungen entweder des Einlaß- oder des
Auslaß-Temperatur-Meßwertwandlers von dem richtigen Wert zu
einer Verzögerung oder Verfrühung der Umschaltung der
Türme zwischen den Trocknungs- und Regenerierungs-Zyklen
führen. Zusätzlich können in einem solchen System kleine
Abweichungen in der Einlaßlufttemperatur eine unerwünschte
Veränderung im Regenerationszyklus bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Verfahren sowie eine gattungegemäße Vorrichtung zum Durchführen
des Verfahrens im Hinblick auf die geschilderten Nachteile zu
verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Das Steuerungssystem nach der Erfindung umfaßt das Messen
und Aufzeichnen der Temperatur in der Reinigungsmittel-
Auslaßleitung oder in einem benachbarten Abschnitt des
Turms bei Beginn eines Regenerations- oder Reinigungsvorgangs
von feststehender Dauer, und einen Vergleich
dieser Temperatur mit der Temperatur an derselben Stelle
zu Ende des Reinigungs- oder Regenerationszyklus. Diese Temperaturdifferenz
hat ein vorbestimmbares proportionales Verhältnis zu dem
Temperaturdifferential, das in einer Zone des Turms
strömungsoberhalb (in Bezug auf die Richtung der Reinigungsströmung)
von der erstgenannten Stelle zwischen dem
Beginn eines Trocknungszyklus im selben Turm und einem
Zeitpunkt nach Beginn des Trocknungszyklus auftritt.
Wenn die Differenz zwischen den anfänglich und zu Ende
nahe des Reinigungsmittelauslasses oder in der Reinigungsmittelleitung
während eines Reinigungszyklus, multipliziert
mit einem vorbestimmbaren Proportionalitätsfaktor (Konstante)
überschritten wird durch den Temperaturanstieg, der
an der vorbestimmten strömungsaufwärtsliegenden Stelle
während des nachfolgenden Trocknungszyklus überschritten
wird, dann wird das System betätigt, um das übliche Umschalten
zu bewirken, wodurch der Trocknungszyklus für
diesen Turm beendet wird und ein neuer Regenerationszyklus
beginnt. Gleichzeitig geht der andere Turm (der vorher
seinen Regenerationszyklus beendet hat und auf Druck gebracht
worden ist) wieder in die Hauptleitung, um einen
weiteren Gastrocknungszyklus zu beginnen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist jeder Regenerationszyklus von feststehender Dauer,
während jeder Trocknungszyklus, anders als der allererste
Trocknungszyklus, von veränderlicher Dauer ist, die zumindest
so lange ist wie die Zeitdauer des mit feststehender Zeitspanne
erfolgenden Regenerationszyklus zuzüglich des nachfolgenden
Wideraufdruckbringens. Nach der Regeneration
und dem Wiederaufdruckbringen eines Turms bleibt dieser Turm
fertig vorbereitet für den Beginn eines weiteren Trocknungszyklus,
wenn die Temperaturdifferenz-Proportionalitätsfunktion,
die anwendbar ist, erfüllt wird und die Umschaltung
erfolgt.
Es ist festzustellen, daß die Erfindung auf Temperaturdaten
nur als ein Indiz für die Energieübertragung
beruht. Die Temperaturanzeigen geben nichts wesentliches
über den Vorgang an, durch den ein Körper eine vorbestimmte
Temperatur erreicht, aber im Arbeitsprozeß von
Trocknern ist die Verläßlichkeit auf Temperaturanzeigen
eine nutzvolle Annäherung an eine Anforderungssteuerung,
weil Temperaturveränderungen generell so betrachtet werden
können, als ob sie ein Proportionalverhältnis zu der
thermischen Energiespeicherung in den Trocknungsmittelbetten
haben. So ist festzustellen, daß die Temperaturanzeigen,
die hier für die Zwecke der Erfindung verwendet
werden, Indizien für eine Komponente thermischer
Energiewerte sind, wobei dies die Komponente an fühlbarer Energie
gegenüber latenter thermischer Energie ist.
Die Erfindung umfaßt sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zur
Erzielung einer neuartigen Trocknerzyklus-Anforderungssteuerungsfunktion
entsprechend der nachfolgenden Beschreibung.
Demgemäß ist es ein Aspekt der Erfindung,
ein neues und verbessertes Verfahren zur Steuerung des
Umschaltens der Trocknungstürme eines Druckwechsel-
Lufttrockners zwischen dem Adsorptions- oder Gastrocknungs- und dem Desorptions-
oder Regenerationszyklusabschnitt bzw.
Abschnitten zu schaffen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Schaffung eines
neuen und verbesserten Verfahrens zur Steuerung des Umschaltens
von Druckwechsel-Trocknertürmen zwischen
den Trocknungs- und Regenerationszyklenabschnitten,
welches nur die Überwachung bestimmter Trockenturmenergiehöhen
durch Überwachung der Temperatur für die
Steuerung der Turmumschaltung ausnutzt.
Ein spezieller Aspekt der Erfindung betrifft die Schaffung
eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Steuerung des
Umschaltens von Druckwechsel-Lufttrocknungstürmen zwischen
den Gastrocknungs- und den Regenerations-Arbeitsweisen,
bei dem die Zeitsteuerung jeder der Umschaltungen
veränderlich ist nach Maßgabe auf einen vorbestimmten, veränderlichen
Referenzwert, der während eines vorangegangenen
Regenerationszyklus erzeugt worden ist.
Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, ein neues und
verbessertes Verfahren zur Steuerung des Umschaltens der
Türme eines Druckwechsel-Lufttrockners zwischen der Gastrocknungs-
und der Regenerationsarbeitsweise zu schaffen,
bei dem Parameter, die eine Anzeige für die Energieübertragung
in jedem Turm während aufeinanderfolgender
Regenerationszyklen sind, benutzt werden, um die Zeitsteuerung
jedes Umschaltens zu steuern.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung ergeben sich
im einzelnen aus der folgenden, detaillierten Beschreibung
und aus der Zeichnung, die ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel zeigt, und deren einzige
Figur eine schematische Darstellung eines Zweiturm-Druckwechsel-
Lufttrockners zeigt mit einem Anforderungssteuerungssystem,
welches nach Maßgabe des
erfindungsgemäßen neuen Verfahrens arbeitet.
Wie allgemein bekannt, weist ein Druckwechsel-
Lufttrockner ein Paar von Türmen 1 und 2 auf, von denen
jeder eine bestimmte Menge eines geeigneten Trocknungsmittels oder Entfeuchtungsmaterials
(nicht dargestellt) enthält. Die Türme 1 und 2
sind mit geeigneten Rohrleitungen verbunden, um jeden
Turm 1 und 2 abwechselnd im Gastrocknungs- und Regenerationsbetrieb
zu betreiben, und zwar zyklisch oder periodisch.
Ein Regenerationszyklus kann auch allgemein als ein Desorptionszyklus
oder ein Reinigungszyklus bezeichnet werden.
Wie dargestellt, sind die unteren Enden der Türme 1
und 2 über eine Leitung 3 mit einem Drucklufteinlaß 4 verbunden.
In die Leitung 3 ist ein Ventil 5
zwecks Steuerung der Druckluftströmung zum Turm 1 und
ein Ventil 6 zur Steuerung der Druckluftströmung zum
Turm 2 eingeschaltet. Ein Reinigungs/Druckauflade-Ventil 7 ist mit der
Leitung 3 zwischen dem Turm 1 und dem Ventil 5 verbunden,
und ein ähnliches Reinigungs/Druckaufladeventil 8 ist
mit der Leitung 3 zwischen dem Turm 2 und dem Ventil 6
verbunden.
Die oberen Enden der Türme 1 und 2 sind über Verbindungen
23 und 26 und eine Leitung 9 mit einem zentralen Auslaß 10
verbunden. Geeignete Rückschlagventile 14 und 15 sind,
einander entgegengeschaltet, in der Leitung 9 zwischen dem
Auslaß 10 und den oberen Endverbindungen 25 bzw. 26 vorgesehen,
um die Druckluftströmung von den Türmen 1
und 2 zum Auslaß 10 zu steuern. Eine Leitung 18 ist parallel
zur Leitung 9 geschaltet und steht an ihren gegenüberliegenden
Enden in offener Verbindung mit der Leitung 9
zwischen den Rückschlagventilen 14, 15 und den jeweiligen
Turmanschlüssen 25, 26. In der Leitung 18 sind Rückschlagventile
19 und 20 einander entgegengeschaltet
vorgesehen und in offener Verbindung mit den oberen Enden
der Türme 1 bzw. 2 über die Verbindungen 25 und 26.
Die zwischenliegenden Abschnitte der Leitung 18 (zwischen
den Ventilen 19 und 20) und die Leitung 9 (zwischen den
Ventilen 14 und 15) sind über eine Leitung 22 miteinander
verbunden. Ein geeignetes Reinigungs- oder Trocknungsmittelmengen-Steuerventil
23 ist in Hauptanschluß mit der Leitung 22 und in
Reihe mit einer Trocknungsmittel-Drosselöffnung 24 geschaltet,
so daß die Auslaß- oder Niederdruckseite der
Öffnung 24 in offener Verbindung mit der Leitung 18 zwischen
den Rückschlagventilen 19 und 20 steht. Der vorstehend
beschriebene Aufbau ist allgemeiner Stand der Technik, wie
auch die Steuerungen für die Betätigung der Ventile 5, 6,
7, 8 und 23, wie nachstehend beschrieben. Dementsprechend
wird eine weitere Beschreibung dieser bekannten Konstruktionsteile
und Steuerungen als für den Durchschnittsfachmann
für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich
betrachtet.
Wie weiter bekannt ist, tritt bei geschlossenen Ventilen 6 und
7 und geöffneten Ventilen 5 und 8 bei Beginn eines Trocknungszyklus
die eintretende komprimierte Luft (d. h. die
Feuchtigkeit enthaltende Hauptluftströmung) in den
Trockner über den Einlaß 4 und die Leitung 3 ein und
fließt durch das Ventil 5 in den Turm 1, der ebenfalls
unter Druck steht. Die Druckluftströmung fließt nach oben
durch den Turm 1, wie dies durch den Pfeil A gezeigt ist,
und wird hierin getrocknet und sodann am oberen Ende des
Turms in die Leitungen 9 und 18 ausgelassen, wodurch das
Rückschlagventil 19 geschlossen und das Rückschlagventil
14 geöffnet werden. Ein vorbestimmter Anteil der Druckluftströmung
vom Turm 1 (etwa 15%) fließt über die Leitung
22 durch das Ventil 23 und die Drosselöffnung 24, wodurch
sie sich bis nahe auf Atmosphärendruck entspannt und eine
Strömung von unter niedrigem Druck stehender, extrem
trockener Luftströmung in die Leitung 18 aus der Leitung
22 erzeugt. Da diese unter niedrigem Druck stehende Luftströmung
den Luftdruck vom Turm 1 nicht überwinden kann,
der das Ventil 19 geschlossen hält, öffnet die Niederdruckluft
anstelle dessen das Ventil 20 und strömt durch dieses
zum Turm 2. Auf diese Weise fließt eine reduzierte Strömungsmenge
von trockener Niederdruckluft in den Turm 2 und
durch diesen nach unten als Reinigungsluftströmung,
um das in diesem enthaltene
Trocknungsmittel zu trocknen und zu regenerieren. Die
Strömung von Reinigungsluft durch den Turm 2 wird dann
über das Ventil 8 in die Atmosphäre abgeblasen.
Bei einem bekannten Verfahren zum Betrieb eines allgemein
bekannten Druckwechsel-Trockners war ein durch einen
Zeitgeber gesteuertes Steuerventil vorgesehen, um das
Ventil 8 nach einer vorbestimmten Regenerationsperiode
zu schließen, so daß der Turm 2 langsam auf Druck gebracht
wird. Wenn der Turm 2 wieder auf Druck gebracht
worden ist, würde die nach Zeit betätigte Steuerung die
Ventile 6 und 7 öffnen und das Ventil 5 schließen, wodurch
die Türme 1 und 2 umgeschaltet werden. Das bedeutet, daß
der Turm 1 in die Regenerationsphase und der Turm 2 in die
Gastrocknungsphase des Gesamtbetriebszyklus eintreten.
Alle der vorstehend geschilderten Bauteile und Betriebsweisen
sind allgemein bekannt und sind in dem weiter oben
aufgeführten Stand der Technik geschildert.
Eine Wiederholung im einzelnen wird
für das Verständnis der Erfindung durch den Durchschnittsfachmann
für nicht notwendig gehalten.
Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind anstelle von Zeitsteuereinrichtungen oder
anderen bekannten aufwendigen Mitteln zur Steuerung des
Trocknungszyklus Paare von thermischen Detektoren oder Sensoren 31, 32
und 33, 34 in den beiden Türmen 1 bzw. 2 installiert, deren
Signalausgangsleitungen 29 zu einer geeigneten Steuereinheit
30 führen, welche die Umschaltung der Türme vom
Trocknungs- auf den Regenerationszyklus steuert. Wie dargestellt,
ist der Turm 2 mit dem thermischen Sensor 33
am unteren Ende des Trocknungsmittelbetts versehen, wodurch
die fühlbare Wärme des Trocknungsmittels innerhalb des
Turms 2 durch den Sensor 33 gemessen werden kann.
Für die Zwecke der Erfindung ist es in gleicher Weise wirksam,
die Temperatur der Reinigungsgasströmung durch
Anordnung des Sensors 33 nahe dem Reinigungsgasauslaß oder
in der Reinigungsgasauslaßleitung zu messen. Der Sensor 31 ist an
einer entsprechenden Stelle im Turm 1 angebracht.
Nach den Prinzipien der Erfindung stellt der Sensor 33
die Temperatur des Trocknungsmittelbetts zu Beginn des
Regenerationszyklus fest, beispielsweise im Turm 2, und
das sich ergebende Ausgangnssignal (T33i) wird über die
zugehörige Leitung 29 an die Steuereinheit 30 übertragen
und dort in geeigneter Weise, z. B. in einem elektronischen
Speicher gespeichert, der sich in Verbindung
mit einem Prozessor in der Steuereinheit 30 befindet.
Nach einer feststehenden Zeitspanne ab Beginn des Reinigungszyklus
für den Turm 2 (z. B. vier Minuten) stellt der
Sensor 33 erneut die Temperatur des Trocknungsmittelbetts
fest, und das entsprechende Ausgangssignal (T33f) wird
zur Steuereinheit 30 über die zugehörige Leitung 29 übertragen,
und die gespeicherte Temperaturangabe wird verarbeitet
durch Subtraktion des Signals T33f von dem Signal
T33i. Die Temperatur der Reinigungsluft, gemessen durch
den Sensor 33, wird sich während des
Fortschreitens des Reinigungszyklus immer verringern, so daß die Höhe des
Signals T33i ebenfalls immer in Höhe des Signals T33f
überschreiten wird. Die Differenz zwischen den Signalen
T33i und T33f wird zwecks späterer Verwendung gespeichert,
um zu bestimmen, wann der nachfolgende Drucklufttrocknungszyklus
des Turms 2 beendet werden soll. Für die Einlaßtemperatur
mit Taupunkten von unterhalb etwa 5°C (40°F)
kann die Größe dieser Temperaturdifferenzen zu klein sein,
um genau festgestellt zu werden. Außerdem sollten in
Fällen, in denen die Umgebungstemperatur und die Drucklufteinlaßtemperatur
um 8°C (15°F) oder mehr voneinander abweichen,
die Trocknungsbettbehälter vorzugsweise mit einer
thermischen Isolation als Ummantelung versehen werden.
Ein weiterer thermischer Sensor 34 ist vorgesehen, um die
Temperatur des Trocknungsmittelbetts im Turm 2 an einer Stelle
oberhalb der Stelle des Sensors 33 oder strömungsoberhalb
hiervon in Bezug auf die Richtung der Reinigungsluftströmung,
beispielsweise ungefähr 2/5 der Trocknungsbettlänge
von der Oberseite des Turms 2, zu messen. Der Sensor
32 ist in einer entsprechenden Lage im Turm 1 angebracht.
Der Sensor 34 dient zur Messung der Temperatur des
Trocknungsmittelbetts an der angegebenen Stelle im Turm 2.
So wird am Anfang eines Drucklufttrocknungszyklus im Turm 2
die Höhe der durch den Sensor 34 gemessenenen Trocknungsmitteltemperatur (T34i)
in dem Prozessor in der Steuereinheit
30 gespeichert. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne des
Trocknungszyklus, vorzugsweise mindestens solange wie die
feststehende Dauer des Regenerationszyklus zusätzlich zu der
Druck-Wiederaufladung für den wahlweisen Turm, wird die
Temperatur des Trocknungsmittelbetts im Turm 2 an der
Stelle des Sensors 34 kontinuierlich oder in Intervallen
überwacht, um Temperaturablesungen T₃₄ zu erzeugen, die
in einer weiter unten beschriebenen Art und Weise für die
Steuerung der Turmumschaltung verwendet werden.
Aus dem Vorangehenden ist verständlich, daß der Temperaturabfall
in der Gasströmung in dem jeweiligen Turm während
eines Regenerationszyklus eine Basis oder einen Referenzparameter
von der Temperaturgröße (T33i ./. T33f) schafft.
Dieser Parameter kann abgewandelt werden durch eine Konstante
K, die größer oder kleiner als eins sein kann.
Die Konstante K ist vorzugsweise ein elektrisches Signal,
ausgewählt in Bezug auf einen vorgewählten Taupunkt, auf
welchen die verarbeitete Luft durch ihren Durchgang durch
den Turm während eines Trocknungszyklus getrocknet werden
soll. Zur wahlweisen Veränderung von K ist die Steuereinheit
30 mit einer wahlweise von Hand zu betätigenden
Steuerung versehen, schematisch dargestellt bei C, und
von jedem beliebigen Aufbau, für die Veränderung der
Größe des Referenzparameters durch Veränderung der Konstante
K. Entsprechend der
bevorzugten Verwirklichung der Erfindung erfordern
niedrigere Taupunkte (d. h. trockenere Luft) kleinere
Werte von K, beispielsweise 0,1 bis 0,5, und die höheren
Taupunkte erfordern die höheren Werte der Konstante K,
beispielsweise 2,0 bis 4,0. So kann sich der Wert von K
generall in einem Bereich zwischen beispielsweise 0,1 und
4,0 verändern und kann wahlweise von einer Bedienungsperson
verändert werden nach Maßgabe der speziellen Erfordernisse
der Trocknerarbeitsweise.
Die angegebenen Werte von K sind generell anwendbar für
Temperatursensoren, die in der weiter oben beschriebenen
Art und Weise in den Gasströmungswegen durch die Trocknertürme
angeordnet sind. Bei anderer relativer Anordnung der
Temperatursensoren kann sich ein anderer Bereich von K ergeben.
für alle gegebenen Sensorenanordnungen können die
K-Werte abgeleitet werden von den Prinzipien der Thermodynamik,
den gegebenen Einlaßluftzuständen und den gewünschten
Trocknersystem-Auslaßluftzuständen.
Wie schon angegeben, schlägt die Erfindung eine Steuerung
der Druckwechseltrockner-Zyklen durch Feststellung
des Temperaturabfalls vor, der während einer vorbestimmten
Zeitspanne in einem Regenerationszyklus eintritt, an
einer Stelle an oder nahe dem Reinigungsluftauslaß, und
der Erzeugung eines Parameters, der proportional diesem
Temperaturabfall ist, zum Vergleich mit der Temperaturdifferenz,
die in relativ höherer Ebene innerhalb des
Turms während des nachfolgenden Trocknungszyklus auftritt.
Wenn die Temperaturdifferenz in einer solchen höheren
Ebene den erzeugten Parameter übersteigt, dann wird die
Steuereinheit ausgelöst, um das Trocknungssystem umzuschalten,
so daß die Zweiturm-Umschaltung folgendermaßen
abläuft: Der Turm, der vorher Luft getrocknet hat,
schaltet auf Regeneration, und der Turm, der regeneriert
worden ist, steht bereit für die Drucklufttrocknung,
beides durch das Arbeiten der üblichen Ventile und Rohrleitungen,
wie nachstehend beschrieben ist.
Das Temperaturverhältnis, auf dem die Erfindung beruht,
kann als folgende mathematische Bedingung
definiert werden, die unter Bezugnahme
auf den Turm 2 definiert ist, wobei natürlich dieselbe Bedingung
auch auf den Turm 1 zutrifft, da ja die beiden
Türme aufeinander folgend in abwechselnden Zyklen arbeiten,
im allgemeinen um 180 Grad phasenverschoben, durch
wiederholte Umkehrung zwischen Lufttrocknen und Regeneration.
Die Umschaltung des Turms 2 vom Trocknungs- auf den
Regenerationsvorgang erfolgt, wenn die folgende Bedingung
erfüllt ist:
T₃₄-T34i ≦λτ K (T33i-T33f)
Hierin ist
T₃₄ die laufende Temperatur oder ein proportionales
Signal von dem Temperatursensor
34;
T34i die Temperatur oder ein proportionales Signal vom Sensor 34 zu Beginn eines Trocknungszyklus;
T33i die Temperatur oder ein proportionales Signal vom Sensor 33 zu Beginn des zuallerletzt vorausgegangenen Regenerationszyklus im selben Turm;
T33f die Temperatur oder das Proportionalsignal vom Sensor 33 am Ende des zu allerletzt zurückliegenden ersten Regenerationszyklus für denselben Turm; und
K eine Proportionalitätskonstante, deren Wert eine Funktion der Lage der Temperatursonden innerhalb des Turms und des gewünschten Taupunkts des Endprodukts ist.
T34i die Temperatur oder ein proportionales Signal vom Sensor 34 zu Beginn eines Trocknungszyklus;
T33i die Temperatur oder ein proportionales Signal vom Sensor 33 zu Beginn des zuallerletzt vorausgegangenen Regenerationszyklus im selben Turm;
T33f die Temperatur oder das Proportionalsignal vom Sensor 33 am Ende des zu allerletzt zurückliegenden ersten Regenerationszyklus für denselben Turm; und
K eine Proportionalitätskonstante, deren Wert eine Funktion der Lage der Temperatursonden innerhalb des Turms und des gewünschten Taupunkts des Endprodukts ist.
In ähnlicher Weise wird der Turm 1 umgeschaltet vom
Trocknungs- auf den Regenerationsvorgang, wenn die Bedingung
eintritt
T₃₂-T32i ≦λτ K (T31i-T31f).
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der beschriebenen
Trocknerbetriebsumgebung die spezifizierten Temperaturverhältnisse
Energieverhältnissen entsprechen. Das neue
Steuerungssystem beruht auf Temperaturparametern als
Indikatoren für Energiewerte.
Ein Betrieb des vorstehend beschriebenen neuen Anforderungssteuerungssystems
auf kontinuierlicher Basis besteht
aus sich wiederholenden Zyklen von abwechselnden
Trocknungs- und Regenerationsvorgängen für jeden Turm
unter Einhaltung der weiter oben in der Beschreibung
gemachten Angaben, und unterscheidet sich von der Beschreibung einer
einzigen Zyklus-Umschaltung nur für den anfänglichen
Zyklus, während der Betrieb danach, einschließend das
koordinierte Schalten der Türme 1 und 2 zwischen Trocknungs-
und Regenerierungs-Arbeitsweise, folgendermaßen vor
sich geht: Beim anfänglichen Start trocknet ein Turm Luft,
beispielsweise Turm 1, während dann Turm 2 regeneriert
wird. Es sind also die Ventile 7 und 6 geschlossen und
die Ventile 8 und 5 geöffnet. Feuchtigkeit enthaltende
Druckluft fließt also über die Leitungen 4 und 3 in den
Turm 1 zum Trocknen, und ein Teil der getrockneten Luftströmung,
der den Turm 1 verläßt (also etwa 15%) wird
durch die Drosselöffnung 24 auf nahe den Atmosphärendruck
entspannt und zwecks Regeneration dem Turm 2 zugeleitet,
wie oben beschrieben, wobei die Reinigungsluft sodann
über das Ventil 8 in die Atmosphäre entweicht. Zu Beginn
des ersten Regeneratioszyklus des Turms 2 stellt der
Temperatursensor 33 die Temperatur an der Stelle im Turm 2,
wo er sich befindet, fest, und das erzeugte Signal wird
im Speicher der Steuereinheit 30 für nachfolgende Verwendung
gespeichert. Das Signal, das von dem Temperatursensor
33 erzeugt wird, wird nach einer feststehenden Zeitspanne
von Reinigungszeit (also z. B. vier Minuten) von diesem
zuerst erzielten Wert abgezogen, und die Differenz wird
gespeichert für nachfolgende Verwendung zur Festlegung,
wann der Turm 2 seinen Trocknungszyklus beenden soll.
Am Ende des sich über eine feststehende Zeitspanne erstreckenden
Reinigungszyklus wird das Ventil geschlossen,
die Reinigungsmittel-Ausflußströmung wird beendet und der
Turm 2 wird auf den Adsorptionsdruck gebracht, um den Bereich
seines ersten Trocknungszyklus abzuwarten.
Für den anfänglichen Trocknungszyklus des Turms 1 erfolgt
die Umschaltung nach einer vorbestimmten, feststehenden
Zeit. Das bedeutet, aber nur für den ersten Zyklus, daß
der Turm 1 Luft während einer vorbestimmten, feststehenden
Zeit trocknet, die länger ist als die Dauer des zeitlich
ebenfalls festgelegten Reinigungsvorgangs, weil hier kein
vorangehender Regenerationszyklus des Turm 1 vorliegt,
von dem ausgehend Steuerungsparameter nach der weiter oben
angegebenen Gleichung festgelegt werden können. Die nachfolgenden
Umschaltungen werden gesteuert durch die Überwachung
und den Vergleich von Signalen, die in der oben
beschriebenen Weise durch die Feststellung von Systemtemperaturen
erzeugt worden sind. Für den ersten Zyklus
jedoch werden am Ende eines Trocknungszyklus vorbestimmter
Dauer im Turm 1 die Türme umgeschaltet durch Schließen
des Ventils 5 und Öffnen der Ventile 6 und 7, so daß eine
volle Druckluftströmung nach oben durch den Turm 2
zu fließen beginnt, wobei ein Teil des getrockneten Produkts, das
den Turm 2 verläßt, durch die Drosselöffnung 24 nahezu auf
Atmosphärendruck entspannt wird und nach unten durch den
Turm 1 zwecks Regenerierung desselben fließt. Zu Beginn
dieses Trocknungszyklus des Turms 2, nach dem ersten Umschalten,
werden die Temperaturen oder diesen proportionale
Signale, erzeugt durch die Sensoren 31 und 34, in dem
Speicher der Steuereinheit 30 gespeichert. Nachdem der
Turm 1 während der feststehenden Zeitspanne der Reinigungszeit
(d. h. vier Minuten) regeneriert worden ist, wird das
sodann von dem Sensor 31 erzeugte Signal von dem Wert des
Signals des Sensors 31 zu Beginn des Regenerationszyklus
des Turms 1 subtrahiert. Diese Differenz wird in dem
Speicher der Steuereinheit 30 gespeichert, genau gleich
wie während des oben beschriebenen ersten Regenerationszyklus
des Turms 2, zwecks nachfolgender Erzeugung eines
Referenzparameters, der verglichen wird mit einem Temperatursensorsignaldifferential,
das sich während des nachfolgenden
Trocknungszyklus des Turms 1 entwickelt, um die
Beendigung des Trocknungszyklus durch einen weiteren Umschaltvorgang
zu steuern. Identisch hiermit wird der Regenerationszyklus
des Turms 1 beendet durch Schließen des
Ventils 7, und der Turm 1 wird wieder auf Druck gebracht,
um das Umschalten des Gastrocknungsvorgangs vom Turm 2
abzuwarten.
Nach einer zusätzlichen Zeit, die ausreichend ist, um den
Turm 1 wieder auf vollen Druck zu bringen (d. h. etwa eine
Minute zusätzlich), wird die Überwachung des Signals vom
Sensor 34 begonnen und die oben angeführte mathematische
Bedingung kommt zur Wirkung durch das Arbeiten des Mikroprozessors
in der Steuereinheit 30. Wenn diese Bedingung
erfüllt ist, erfolgt die Umschaltung erneut, so daß Turm 2
wieder einen Regenerationszyklus beginnt und Turm 1 wiederum
einen Trocknungszyklus beginnt. Diese Aufeinanderfolge
von zyklischen Umschaltungen zwischen den Türmen 1 und 2
wird unbegrenzt so lange wiederholt, wie der Trockner in
Betrieb bleibt, wobei die Türme ihre Arbeitsweise in der
üblichen Weise umkehren. Es ist an dieser Stelle hervorzuheben,
daß der Trockner als solcher, die Rohrleitungen
und Ventile und die Arbeitsweise beim Trocknen komprimierter
Luft und Regeneration des Trocknungsmittels aus
dem Stand der Technik bekannt sind. Die Erfindung bezieht
sich speziell auf einen neuen und verbesserten Aufbau sowie
ein Verfahren zur Steuerung des zyklischen Arbeitens eines
solchen Trockners, und ein solches neues Trocknersystem
umfaßt in Kombination einen Trockenapparat und ein
Steuerungssystem für das zyklische Umschalten.
Die Wirkung dieses Steuersystems liegt darin, die Zeitdauer des
Trocknungszyklus umgekehrt zur Mengenanforderung an den
Trockner zu verlängern. Beispielsweise arbeitet ein mit
diesem Steuersystem versehener Druckwechseltrockner,
der auf eine Betriebsdauer von zehn Minuten eines vollen
Zyklus bei voller Belastung ausgelegt ist, mit einem
20-Minuten-Zyklus bei Halblast und einem 30-Minuten-Zyklus
bei 1/3 Belastung. Die Erfindung umfaßt Vorkehrungen zur
Begrenzung der maximalen Zykluszeit, da bei extrem niedrigen
Strömungsmengen die Wärme der Adsorption an die Umgebungsatmosphäre
so schnell abgegeben werden kann, wie sie
erzeugt wird. Das heißt, die Höhe des Wärmeverlustes an die
Umgebungsluft wäre gleich der Menge, bei der Wärme erzeugt
wird infolge der Adsorption an dem Trocknungsmittel, und
unter solchen Bedingungen ist die Wärme der Adsorption
nicht verfügbar, um diejenige Wärme zu schaffen, die notwendig
ist für die nachfolgende Trocknungsmittelregeneration.
Nach der Erfindung ist die Wahl der Proportionalitätskonstante
K, bei angegebenen Arbeitscharakteristiken eines
bestimmten Trockners und einer bestimmten Lage der Temperatursensoren
in den Türmen, abhängig von dem gewünschten
Taupunkt des getrockneten Luftausgangs. Beispielsweise ergibt
bei einer bevorzugten Trockneranordnung die Proportionalitätskonstante
K Ausgangsluft-Taupunkte wie folgt:
K | |
Taupunkt der Austrittsluft | |
0,1 | |
-80 Grad | |
0,5 | -40 Grad |
1,0 | - 0 Grad |
2,0 | + 40 Grad |
Summarisch gesehen betrifft die Erfindung die Steuerung
der Zyklusanforderungen bei einem Druckwechseltrockner
nach Maßgabe der Anforderung an getrockneter Druckluft.
Die Temperatursensoren überwachen an ihrer Anbringungsstelle
die Größe der Temperaturfronten in den Trocknungsmittelbetten,
die indikrativ ist für Energiewerte, und verwenden
die Temperatursignalinformation zur Einstellung
der Länge der Gastrocknungszyklen mit dem Ziel einer
Minimierung der Adsorptionswärmeverluste an die Auslaßgasströmung.
Bisher bekannte Anforderungssteuerungssysteme
beruhen auf Messungen der Menge der Feuchtigkeit, die von
dem Trocknungsmittel in einem Turm herausgefiltert wird,
und die Menge an Reinigungsmittel, die erforderlich ist,
um dieses Wasser aus dem Trocknungsbett während der Regenerierung
zu entfernen. Mit anderen Worten beruhen sie
auf der Position der Massenübertragungsfront in dem
Trocknungsmittelbett. Obwohl die Wasserentfernung von
primärer Wichtigkeit in Bezug auf den Endzweck eines
Trockners ist (nämlich Trocknen von Gas), ist dies nur
von sekundärer Bedeutung in Bezug auf ein wirtschaftliches
Arbeiten des Trockners. Optimaler Betrieb kann nur erzielt
werden, wenn die Kapazität des Trocknungsmittels zur
Speicherung von fühlbarer Energie gründlich ausgenutzt
wird.
Da die Erfindung nur Temperatursensoren verwendet, um das
Anforderungssteuerungssystem zu aktivieren, ist es ganz
erheblich verläßlicher, stabiler und billiger als viele
andere Anforderungssteuerungssysteme. Beispielsweise sind
andere Systeme bekannt, die Sensoren zur Messung des
Feuchtigkeitsgehalts der Luft oder des Trocknungsmittels,
der Luftströmungsmenge oder des Drucks aufweisen. Das
erfindungsgemäße neue Anforderungssteuerungssystem beruht
nicht auf der Messung absoluter Temperaturwerte, da die
Steuerung auf Veränderungen in der Temperatur von einem
Zeitpunkt zu einem anderen an einer einzigen Stelle beruht.
Da ein einziger Sensor beide Temperaturablesungen
durchführt, auf denen die Steuerungswerte auf gegenüberliegenden
Seiten der kritischen mathematischen Bedingungen
basieren, besteht niemals eine Möglichkeit zum
Vergleichen der absoluten Temperaturablesungen zwischen
zwei verschiedenen Sonden zur Erzeugung dieser Steuerungswerte.
Daher ist die Genauigkeit der Kalibrierung zwischen
verschiedenen Temperaturmeßwertwandlern ohne jeglichen Einfluß.
Ein Kalibrierungsfehler wird im allgemeinen keinen Einfluß
auf die Temperaturdifferentialwerte haben, die für dieses
Steuerungssystem verwendet werden.
Bei einem wahlweisen Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden genau die gleichen Steuerungselemente verwendet
wie vorangehend beschrieben, jedoch wird mit einer feststehenden
Dauer des Gastrocknungszyklus gearbeitet und
einem Regenerationszyklus, der durch Steuerung der Regenerationszeit
reguliert wird. Entsprechend diesem wahlweisen Ausführungsbeispiel
arbeiten die Steuerungseinflüsse in etwa
umgekehrter Weise von denjenigen, die vorangehend beschrieben
wurde. Ein Turm ist während einer festen Dauer,
beispielsweise fünf Minuten, im Gastrocknungszustand, mit
anfänglicher und am Ende erfolgenden Messungen der Temperatur,
wie schon beschrieben. Das heißt, während des
Trocknungszyklus wird eine Anfangs- und eine End-
Temperaturablesung durch die weiter strömungsabwärts
befindliche Sonde der beiden Temperatursensoren in dem
Turm vorgenommen. Die Größe der Differenz zwischen dieser
Anfangs- und Endtemperaturablesung wird wiederum mit
einer empirisch bestimmten Konstante multipliziert, und
das Ergebnis wird verglichen mit dem Reinigungsmittel-
Temperaturabfall, der an der strömungsabwärtigen der beiden
Temperatursonden in dem Turm gemessen wird, berechnet in
Bezug auf die Reinigungsmittelströmung. Wenn der Temperaturabfall
der Reinigungsmittelströmung an dieser Stelle den Wert
des Basisparameters übersteigt, der errechnet wurde aus
den Trocknungszyklusbedingungen, dann wird der Regenerationszyklus
beendet.
Dieses wahlweise Ausführungsbeispiel der Erfindung wäre
am meisten geeignet bei dem Bestreben, extrem niedrige
Taupunkte (d. h. minus 70°C (100°F) zu erreichen. Um jedoch
derart niedrige Taupunkte oder andere
gewünschte Ziele unter Minimierung der Menge der zu verwendenden
Reinigungsluft zu erreichen, sind andere Begrenzungen als
Grenzen bei den Gesamtzykluszeiten notwendig. Beispielsweise
wäre es zur Erreichung eines Taupunkts von -70°C
erforderlich, die Reinigungszykluszeiten auf ungefähr
vier Minuten zu begrenzen, oder zwei Minuten pro Turm bei
einem Zweiturmtrockner.
Claims (9)
1. Verfahren zur Steuerung des Umschaltens der
Trocknungsmittel enthaltenden Trocknungstürme einer in
einer Folge von sich abwechselnden Gastrocknungs- und
Regenerationszyklen kontinuierlich betriebenen
Druckwechseladsorptionsanlage zwischen Gastrocknungs- und
Regenerationszyklus, wobei das Trocknungsmittelbett
während der Regeneration in entgegengesetzter Richtung
zur Gastrocknung durchströmt wird, gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- - Bestimmung einer ersten Temperaturdifferenz im Gasströmungs-Auslaßbereich des Trocknungsmittelbettes als Änderung der Temperatur vom Beginn bis zum Ende eines ersten Gastrocknungs- oder Regenerationszyklus,
- - Überwachung einer zweiten Temperaturdifferenz in einem, bezogen auf die Gasströmungsrichtung bei der Bestimmung der ersten Temperaturdifferenz, Gasströmungs- Einlaßbereich desselben Trocknungsmittelbettes als Änderung der Temperatur gegenüber einer Anfangstemperatur während des jeweils nachfolgenden Regenerations- bzw. Gastrocknungszyklus,
- - Bestimmung des Verhältnisses der ersten und zweiten Temperaturdifferenz, und
- - Beendigung des jeweiligen bezüglich der zweiten Temperaturdifferenz überwachten Zyklus, wenn das Verhältnis zwischen erster und zweiter Temperaturdifferenz einen vorbestimmten Wert erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zyklus, dessen Zeitdauer überwacht werden soll,
- - entweder ein Gastrocknungszyklus ist, wobei die erste Temperaturdifferenz bei einem Regenerationszyklus bestimmt und die zweite Temperaturdifferenz bei einem unmittelbar nachfolgenden Gastrocknungszyklus überwacht wird, und dieser Gastrocknungszyklus beendet wird, wenn das Verhältnis der ersten und der zweiten Temperaturdifferenz einen vorbestimmten Wert erreicht,
- - oder ein Regenerationszyklus ist, wobei die erste Temperaturdifferenz bei einem Gastrocknungszyklus bestimmt und die zweite Temperaturdiffernez bei einem unmittelbar nachfolgenden Regenerationszyklus überwacht wird, und dieser Regenerationszyklus beendet wird, wenn das Verhältnis der ersten und der zweiten Temperaturdifferenz einen vorbestimmten Wert erreicht.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des bezüglich der
zweiten Temperaturdifferenz jeweils nicht überwachten
Zyklus in Folge konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schritte der Bestimmung der
ersten Temperaturdifferenz, der Überwachung der zweiten
Temperaturdifferenz, der Bestimmung des Verhältnisses der
ersten und zweiten Temperaturdifferenz und der Beendigung
des jeweiligen Zyklus nacheinander abwechselnd für
Trocknungs- und Regenerierungszyklus wiederholt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Temperaturdifferenz mit
einer Proportionalitätskonstante multipliziert wird, die
von spezifischen Lagen der Temperaturmeßstellen im
Gasströmungsweg von den spezifischen Eigenschaften
der Auslaßströmung abhängig ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine spezifische Eigenschaft der Auslaßströmung ihr
Taupunkt ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit mindestens einem ein Trocknungsmittel enthaltenden Trocknungsmittelbett einer Druckwechseladsorptionsanlage,
mit einer Strömungssteuerungseinrichtung zur Führung eines Gasstroms während des Gastrocknungszyklus in einer Richtung durch die Trocknungsmittelmasse und in einer dazu entgegengesetzten Richtung während des Regenerationszyklus, und
mit einem Steuersystem zur Variierung der Zeitdauer des Gastrocknungs- oder Regenerationszyklus, gekennzeichnet durch
mit mindestens einem ein Trocknungsmittel enthaltenden Trocknungsmittelbett einer Druckwechseladsorptionsanlage,
mit einer Strömungssteuerungseinrichtung zur Führung eines Gasstroms während des Gastrocknungszyklus in einer Richtung durch die Trocknungsmittelmasse und in einer dazu entgegengesetzten Richtung während des Regenerationszyklus, und
mit einem Steuersystem zur Variierung der Zeitdauer des Gastrocknungs- oder Regenerationszyklus, gekennzeichnet durch
- - einen ersten Temperaturdetektor, der - bezogen auf einen gegebenen Zyklus - im Gasströmungsauslaßbereich des Trocknungsmittelbetts angeordnet ist,
- - einen zweiten Temperaturderektor, der - bezogen auf denselben Zyklus - im Gasströmungseinlaßbereich des Trocknungsmittelbetts angeordnet ist,
- - eine Steuerungseinrichtung zur Verarbeitung der von den Detektoren erzeugten Signale, und
- - eine Einrichtung zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen den Detektoren und der Steuereinrichtung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest der erste Temperaturdetektor innerhalb der
Trocknungsmittelmasse angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
auch der zweite Temperaturdetektor innerhalb der
Trocknungsmittelmasse angeordnet ist.
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