DE849740C

DE849740C - Verfahren zur Trocknung komprimierter Luft

Info

Publication number: DE849740C
Application number: DEA3055A
Authority: DE
Inventors: Edmund Dr-Ing E H Altenkirch; Siegfried Unger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-25
Filing date: 1950-07-25
Publication date: 1952-09-18

Description

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.
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.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß kein größerer weiterer Energieaufwand mehr erforderlich ist und die Vorrichtung besonders einfach und billig werden.
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.
.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.
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.
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.
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.
In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele schematisch wiedergegeben.
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.
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.
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.
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.
Diese Lösung im Entfeuchter kann gegebenenfalls noch besonders gekühlt werden.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Trocknung komprimierter Luft, z. B. für Bergwerke, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der Druckluft unter Wärmeabgabe an die Umgebung oder an die vorgekühlte Druckluft durch unmittelbare Berührung dieser Druckluft mit einer hygroskopischen Lösung bewirkt wird, die ihrerseits durch die Kompressionswärme direkt oder indirekt regeneriert wird, wobei die Lösung zweckmäßig, z. B. durch Füllkörpcrsäulen im Entfeuchter und Regenerator, zii großer Oberflächenentwicklung veranlaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hygroskopische Lösung in einem zweckmäßig einen Temperaturwechsler enthaltenden Kreislauf bzw. in mehreren in Zonen unterteilten Kreisläufen nacheinander durch den Entfeuchter und den Regenerator geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfeuchtung der Druckluft teilweise bereits vor dem -Entfeuchter durch Kühlung bzw. Berieselung mit Wasser oder auch mit Sole bewirkt wird, das bzw. die durch atmosphärische Luft in einer Rückkühlanlage rückgekühlt und durch ein Pumpwerk umgewälzt bzw. im Fall der Berieselung wieder in den unter dem Druck der Druckluft stehenden Berieselungsraum zurückgeschafft wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung der Lösung unter dem Druck der Druckluft durch diese unmittelbar in einem der mit Wasser beschickten Kühl- bzw. Berieselungsanlage vorgeschalteten Regenerator erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Druck der Druckluft regenerierte Lösung in einen unter geringeren Druck stehenden Nachregenerator gelangt, der durch äußere oder innere Wärmezufuhr geheizt wird, und aus dem die Lösung durch eine Pumpe über den Temperaturwechsler in den unter hohem Druck stehenden Entfeuchter zurückgeschafft wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Nachregenerator unterhalb des Atmosphärendruckes liegt und daß das aus dem Berieselungskühler zur Rückkühlanlage zurückkehrende Wasser (Sole) durch einen Strahlapparat die Entlüftung des Nachregenerators und, wenigstens teilweise, die Kondensation des in diesem entwickelten Dampfes bewirkt. Verfahren nach Anspruch i, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung im Regenerator bzw. Nachregenerator durch vorgewärmte atmosphärische Luft erfolgt. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der atmosphärischen Luft durch Wärmeaustausch mit der Druckluft erfolgt, die ihrerseits dadurch vor ihrem Eintritt in den Entfeuchter gekühlt wird.