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Verfahren zur Trocknung komprimierter Luft Die Trocknung komprimierter
Luft, z. B. für Bergwerke, kann in bekannter Weise durch Kühlung der komprimierten
Luft bewirkt werden. Wenn kein ausreichend kaltes Kühlwasser zur Verfügung steht,
ist hierzu jedoch ein großer Energieaufwand erforderlich. Andererseits steht in
der Kompressionswärme der Luft ein großer Energievorrat zur Verfügung. Es ist die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Wärme in einfacher Weise zur Trocknung
der Druckluft nutzbar zu machen.
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Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß die Trocknung der
Druckluft unter Wärmeabgabe an die Umgebung durch unmittelbare Berührung dieser
Druckluft mit einer hygroskopischen Lösung bewirkt wird, die ihrerseits durch die
Kompressionswärme direkt oder indirekt regeneriert wird. Die Lösung, z. B. Chlorcalciumsole,
kann hierbei zweckmäßig, z. B. durch Füllkörpersäulen im Entfeuchter und Regenerator,
zu großer Oberflächenentwicklung veranlaßt werden.
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Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß kein größerer weiterer Energieaufwand
mehr erforderlich ist und die Vorrichtung besonders einfach und billig werden.
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Der durch Wasseraufnahme der Lösung erschöpfte Entfeuchter kann durch
einfache Umschaltung mit dem Regenerator ausgewechselt werden. Diese Umschaltung,
die außer einem großen Quantum von Lösung mehrere periodisch zu betätigende Ventile
erfordert, kann vermieden werden, wenn die Lösung in einem Kreislauf nacheinander
durch den Entfeuchter und den Regenerator geführt wird. In diesem Kreislauf wird
zweckmäßig ein Temperaturwechsler
zwischen der erschöpften Lösung
und der regenerierten Lösung eingeschaltet. Auch ist es von Vorteil, in Anpassung
an den Wassergehalt der Druckluft mehrere Kreisläufe in den verschiedenen Feuchtigkeitszonen
vorzusehen.
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.Der Entfeuchter kann ferner dadurch stark entlastet werden, daß vor
dem Entfeuchter im Zuge der Druckluft eine Kühlung durch Wasser oder Sole in einem
Rohrsystem oder durch direkte Berieselung vorgesehen wird. Dieses Wasser wird durch
die atmosphärische Luft in einer Rückkühlanlage rückgekühlt und durch ein Pumpwerk
umgewälzt oder im Fall der Berieselung wieder in den unter dem Druck der Druckluft
stehenden Berieselungsraum zurückgeschafft.
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Diese Anordnung einer durch Wasser oder Sole gekühlten besonderen
Entfeuchtungsanlage vor dem Entfeuchter ermöglicht es weiterhin, die Regenerierung
der Lösung unter dem Druck der Druckluft durch diese unmittelbar zu bewirken.
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Soweit diese Regeneration bei warmer feuchter Außenluft nicht ausreicht,
um eine starke Entfeuchtung im Entfeuchter zu erzielen, kann man die Lösung in einen
unter geringerem Druck stehenden Nachregenerator gelangen lassen, aus dem die regenerierte
Lösung durch eine Pumpe wieder in den unter höherem Druck stehenden Entfeuchter
zurückgeschafft wird. Dieser Nachregenerator ist dann durch äußere Wärmezufuhr,
z. B. Abdampf, zu heizen oder auch durch innere Wärmezufuhr aus einem Teil der Druckluft,
da bei dem geringeren indirekten Regeneratordruck gegebenenfalls auch eine niedrige
Heiztemperatur ausreicht.
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Ganz besonders einfach und wirksam ist es aber, wenn die Regeneration
unter Atmosphärendruck durch vorgewärmte atmosphärische Luft erfolgt, da diese eine
sehr geringe relative Feuchtigkeit besitzt, und wenn diese Vorwärmung durch Wärmeaustausch
mit der Druckluft bewirkt wird, geschieht sie nicht nur kostenlos, sondern die Druckluft
wird ihrerseits auch noch vor ihrem Eintritt in den Entfeuchter gekühlt und gegebenenfalls
sogar teilweise entfeuchtet, so daß dieser Entfeuchter weiter entlastet wird. Eine
Regeneration durch die Druckluft selbst erübrigt sich dann.
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In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele schematisch wiedergegeben.
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Fig. i zeigt eine Anlage zur Trocknung der Druckluft in periodischem
Betrieb nach Anspruch i und 7; Fig.2 zeigt die kontinuierliche Trocknung nach den
Ansprüchen i, 2, 3, 4, 5 und 6; Fig.3 zeigt die kontinuierliche Trocknung nach den
Ansprüchen i, 2, 3, 7 und B.
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In den Figuren bedeuten die Bezugzeichen i die Eintrittsstelle der
feuchten heißen Druckluft, 2 die Austrittsstelle der getrockneten Luft, 3 Leitungen
für Druckluft, 4 Leitungen für atmosphärische Luft, 5 Entfeuchter, 6 Regenerator,
7 Nachregenerator, 8 Berieselungsanlage, g Rückkühlanlage, io Leitungen für Lösung,
1i Temperaturwechsler, 12 Pumpen für Lösung, 13 Pumpen für Wasser, 14 Druckminderventile,
15 Absperrventile, 16 Steuerorgan, 17 Ventilator, 18 . Entwässerungsstellen, ig
Leitung für Wasser,, 2o Strahlapparat, 21 Entlüftungsleitung, 22 Heizschlangen.
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Die Arbeitsweise bei Fig. i ist folgende: Die heiße feuchte Druckluft
tritt bei i in die im Regenerator 6 liegende Leitung 3 ein und gibt hier ihre Wärme
an die zu regenerierende Lösung ab, die durch die Pumpe 12 über Leitung io umgewälzt
wird. Wasser, das hierbei in der Leitung 3 niedergeschlagen wird, kann durch Ventil
18 abfließen. Im Bedarfsfalle kann die so umgewälzte Lösung besonders geheizt werden.
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Die vorgekühlte Druckluft gelangt dann in den Entfeuchter 5 und gibt
hier unter Wärmeaufnahme aus der Lösung weitere Feuchtigkeit an die ebenfalls umgewälzte
Lösung ab. Die Druckluft gelangt dann weiter aus 5 über Rohr 3 an die Entnahmestelle
der getrockneten Druckluft 2.
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Diese Lösung im Entfeuchter kann gegebenenfalls noch besonders gekühlt
werden.
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Die Regeneration geschieht durch Außenluft, die durch 17 über Rohr
4 in den Regenerator 6 gelangt und hier durch die von der Druckluft erwärmte Lösung
geheizt wird. Sie geht sodann feuchtigkeitangereichert über Rohr 4 ins Freie.
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Nach Erschöpfung der Lösung in 5 werden die Ventile 15 durch das Steuerorgan
16 umgestellt. Das Wasser aus der Druckluft wird mit der der Regenerierung dienenden
Außenluft abgeführt.
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Die Anlage nach Fig. 2 arbeitet folgendermaßen Die Druckluft gelangt
bei i in den Regenerator 6, wo sie aus der über Leitung io aus dem Entfeuchter 5
kommenden verwässerten Lösung Feuchtigkeit aufnimmt. Die Druckluft geht dann über
Leitung 3 in den Berieselungskühler 8, der mit Wasser aus der Rückkühlanlage g durch
Pumpe 13 beschickt wird, während das Wasser durch Leitung ig und Strahlapparat 20
zur Rückkühlanlage zurückkehrt. Die im Berieselungskühler 8 von Wasser weitgehend
befreite Druckluft geht dann aus 8 durch Leitung 3 weiter in den Entfeuchter 5,
wo sie weiter entfeuchtet wird, bis sie zu der Entnahmestelle 2 gelangt.
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Die im Regenerator 6 an «'asser verarmte Lösung gelangt aus diesem
durch die untere Leitung io über Regulierventil 14 in den Nachregenerator 7, der
durch die Heizschlange 22 geheizt und durch die Leitung 21 und Strahlapparat 2o
entlüftet wird. Die Leitung 21 kann zur Entlastung des Stralilapparates zwecks Kondensation
des Dampfes von außen gekühlt werden. Aus dem Nachregenerator 7 wird die regenerierte
Lösung über Leitung io und den Temperaturwechsler ii durch Pumpe 12 in den Entfeuchter
5 geschafft, aus dem sie über Leitung 1o und Temperaturwechsler 1i in den Regenerator
6 zurückkehrt. Die Heizung des Nachregenerators 7 ist bei günstigen Außenbedingungen
nicht immer nötig und stellt eine Reserve für extreme Außenbedingungen, wie besonders
warme und feuchte Luft, dar. Das Wasser aus der Druckluft wird in der Rückkühlanlage
abgeführt.
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Die Anlage nach Fig. 3 arbeitet wie folgt: Die bei 1 eintretende Druckluft
wird in Rohr 3 durch die vom Ventilator 17 geförderte atnnosphärische Luft mittels
Rohr 4 vorgekühlt und im Berieselungskühler 8 weiter gekühlt und entfeuchtet. Der
Berieselungskühler steht durch Drosselungsventil14,
Rohr r9 und
Pumpe 13 mit der Rückkühlanlage 9 in Verbindung. Die vorentfeuchtete Druckluft gelangt
dann durch Rohr 3 weiter in den Entfeuchter 5, den sie an der Entnahmestelle 2 verläßt.
Der Entfeuchter 5 wird durch Leitung io und Pumpe 12 über den Temperaturwechsler
i r mit regenerierter Lösung aus dem Regenerator 6 beschickt. Die in 5 erschöpfte
Lösung kehrt durch Rohr io und Temperaturwechsler i i über das Regulierventil 14
zu dem Regenerator 6 zurück. Dieser Regenerator steht unter Atmosphärendruck, und
die durch die Druckluft in .4 vorgewärmte, relativ sehr trockene Luft bewirkt eine
weitgehende Regenerierung der Lösung. Die aus 6 abströmende Luft besitzt einen hohen
Wasserdampfgehalt und den entsprechend hohen Wärmeinhalt. Dieser nimmt neben der
Rückkühlanlage 9 die Wärmeabgabe des Prozesses auf, während die Wärmezufuhr durch
die komprimierte Luft erfolgt. Eine besondere Kühlung des Entfeuchters 5 ist in
der Regel nicht erforderlich, kann aber z. B. durch mit der Rückkühlanlage verbundene
besondere Kühlrohre leicht vorgesehen werden. Dagegen kann es zweckmäßig sein, den
Entfeuchter 5 und den Regenerator 6 in Ionen verschiedener Feuchtigkeit zu unterteilen
und die Lösung in der Zone geringerer Luftfeuchtigkeit, also in 5 oben und 6 unten,
stärker umzuwälzen. Hierzu ist eine weitere Pumpe, wenn die Pumpe 12 groß genug
vorgesehen wird, nicht erforderlich, dagegen Sammelbehälter im Entfeuchter5 in mittlerer
Höhe und von diesen ausgehende Leitungen mit Regulierventilen zu den entsprechenden
Zonen im Regenerator 6. Das Wasser aus der Druckluft wird teils in der Rückkühlanlage,
teils in der atmosphärischen Regenerationsluft abgeführt.