JP2000176235A - ガスを乾燥させる方法と装置 - Google Patents
ガスを乾燥させる方法と装置Info
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- B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
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Abstract
再生に要する時間とエネルギー消費を最小限に抑えるこ
とである。 【解決手段】乾燥済みのガスの一部分を乾燥剤の再生の
ために使用する。このガス部分は少なくとも二つの連続
ステップにおいて加熱され、これらのステップは、再生
しつつある乾燥剤を通過する前記ガス部分の流れの向き
に順次に配置された異なる帯域において実施される。ま
たこれらのステップは、一つの帯域の乾燥剤が再生され
ると、ただちにこの帯域における加熱を停止することに
より、この帯域が、後続帯域が加熱ガスによってまだ再
生されている間に、再生のための前記ガス部分によって
冷却されてしまいうるように実施される。
Description
への吸着によってガスを乾燥させる方法に関する。この
方法においては、ガスを第一の集合体の前記乾燥剤を通
して送り、一方乾燥されたガスの一部分を第二の集合体
の使用済み乾燥剤を再生するためにこれを通して送り、
この再生のためのガス部分を加熱し、水分の吸収のあ
と、排出し、さらに、第二の集合体の乾燥剤の再生のあ
と、ガスの流れを逆転して、乾燥されるべきガスを再生
された第二の集合体の乾燥剤を通して送り、一方今度は
乾燥されたガスの一部分を再生のために第一の集合体の
乾燥剤を通して送る。
どの場合圧縮空気、の乾燥のために使用される。コンプ
レッサーから出てくる圧縮ガスは割合に大きな含水率を
有する。水分の一部はこの空気の冷却により分離され
る。残りの水分は運転(conducts)に不利を生
じることがあり、用途によっては望ましくない。
に、EP−A−0,419,433号明細書に開示され
ているものが挙げられる。乾燥すべき圧縮空気は第一の
塔で乾燥され、一方第二の塔の湿った乾燥剤が乾燥空気
の一部分によって再生される。この部分は、塔の半分の
高さのところから、塔の軸方向に取りつけられ、電気加
熱要素を有する管の下端に導入される。ガスは管内で加
熱され、塔の頂部にある湿った乾燥剤内を流れ、下方に
流れて、水分を含んで底部から塔を出ていく。
らかである。しかし、加熱された乾燥剤は冷えた乾燥剤
に比して効果が小さく、したがって再生乾燥剤は、通
常、乾燥のために再使用する前に冷却される。乾燥剤
が、乾燥に使用するとき、熱すぎると、乾燥ではなく再
生が開始される。また、冷却は、乾燥中に露点よりも高
温になること(dew point pikes)を避
けるためにも必要である。
乾燥圧縮空気の一部分がまだ乾燥剤を通過している間
に、電気加熱を停止することによって行われる。
は、乾燥剤の完全な再生のあとにしか起こりえず、した
がって完全な再生と冷却の工程に長い時間がかかる。さ
らに、冷却のために追加量の乾燥済み空気が必要であ
り、この消費のために失われる。そのため、エネルギー
消費が増大する。
生のためのエネルギー消費を最小限に抑えることを可能
にする、ガス乾燥法を提供することを試みるものであ
る。
的は、再生に使用されるガス部分が少なくとも二つの連
続ステップにおいて加熱され、これらのステップが、再
生しつつある乾燥剤を通過するガス部分の流れの向きに
順次に配置された異なる帯域において実施され、また一
つの帯域の乾燥剤が再生されると、ただちにこの帯域に
おける加熱を停止することにより、この帯域が、後続帯
域が加熱ガスによってまだ再生されている間に、再生の
ためのガス部分によって冷却されてしまいうるように、
前記ステップを実施することによって、達成される。
のためのガス部分が流入する帯域である。このガス部分
はまだ多くの水分を吸収していないからである。
用されるときに乾燥されるべきガスが送られる向きとは
反対の向きに、再生のためのガス部分がこの乾燥剤集合
体を通して送られる場合には、特にそうである。
ない量の水分を吸収した帯域である。
は、二つよりも多くすることができる。
いくつかの方法、たとえば電気加熱要素によって、実施
することができるが、非常に有効な加熱方法はマイクロ
波によるものである。
による方法を適用するのに特に適した装置にも関する。
を乾燥させる装置であって、湿ったガスのための流入
管、乾燥ガスのための流出管、これら二つの間にある、
再生可能な乾燥剤を充填して平行に設置された少なくと
も二つの容器、湿ったガスの乾燥のために、流入管を一
つの容器の流入口と他の容器の流入口とに交互に接続す
る手段、乾燥剤の再生のために、流入管に接続されてい
ない容器に乾燥ガスの一部分を戻すための手段、および
いずれの容器にも備えられた加熱手段から成り、前記加
熱手段が少なくとも二つの加熱要素から成り、これらの
加熱要素が、容器を通過するガスの流れの向きに、異な
った帯域に順次に配置されており、かつ別々にスイッチ
のオン・オフができる、吸着によってガスを乾燥させる
装置において、各帯域における含水率を直接または間接
に測定するための手段、および該手段によって測定され
た含水率の値に応じて個別に加熱要素を制御するため
の、前記装置に接続された制御装置を有することを特徴
とする、吸着によってガスを乾燥させる装置、に関す
る。
は、再生可能な乾燥剤を充填した二つの容器を有し、各
容器に二つのヒーターコイルを一つが他の上方にあるよ
うに取りつけた乾燥装置が開示されている。容器内の空
気が乾燥している場合、その乾燥空気を最適温度に加熱
してその空気を使用するために、その容器内の下部ヒー
ターコイルのみのスイッチが入れられる。これは、熱可
塑性樹脂の乾燥である。容器内の乾燥剤の再生中には、
両方のヒーターコイルのスイッチが入れられる。
マイクロ波熱源である。
を用いて、添付の図面を参照しつつ、本発明を説明す
る。
設備は、実質的に、コンプレッサー1、ならびに該コン
プレッサーの圧縮空気導管2に順次に取りつけられた、
アフタークーラー3、圧力容器4、油分離器5、および
吸着乾燥機6によって構成される乾燥装置、から成る。
乾燥機6は、二つの塔または直立容器7および8から成
り、これらは、流入管9と流出管10との間に、平行に
取りつけられ、また乾燥剤11たとえばシリカゲルが充
填されている。
よび8の前にある部分から成り、第一の空気圧制御三方
弁12と該弁に接続された二つの導管13および14の
うちの一つとによって、それぞれ容器7または容器8に
接続されている。
および8のあとにある部分から成り、二つの導管15お
よび16によってそれぞれ容器7および8に接続されて
いる。
あり、導管16には、逆止め弁18が取りつけてある。
二つの逆止め弁17および18はガスが容器7または8
に逆戻りするのを防ぐものである。
および18を単一の三方弁で置き換えることができる。
20を有する導管19によって分路が設けられている。
たは22に接続され、これらの管は空気圧制御弁23ま
たは24によって閉鎖することができる。
取りつけてあり、これらの加熱手段は、いくつか(示さ
れている例では、二つ)の加熱要素から成り、これらの
加熱要素は、容器の高さ方向のいくつかの帯域に配置さ
れている。
び26、より詳しくは電気抵抗、を有し、一方容器8は
二つの加熱要素27および28、より詳しくは電気抵
抗、を有する。
びる管29の内部に取りつけてあり、管29は容器7ま
たは8の頂部近くが穿孔されており、また下端が容器7
または8の半分の高さ付近で導管15または16に接続
されている。
8の上部帯域30に開口している。
8の下部帯域31内の乾燥剤11内に配置してある。
直接接触は避けるのが好ましく、これらの加熱要素26
および28が電気抵抗である場合には特にそうであり、
乾燥剤中のホットスポットの形成が避けられるようにす
る。したがって、抵抗線をたとえば放熱材料で包囲する
ことができる。
は、制御装置34によって、個別にスイッチを入れたり
切ったりすることができる。
9によって分路されており、導管19はやはり前記制御
装置34によって制御することのできる弁20によって
閉鎖することができる。
よび24ならびに三方弁12をも制御する。
空気は、アフタークーラー3内で冷却され、圧力容器4
に蓄えられて、ここでさらに冷却される。その結果、圧
縮空気中の水分の一部が凝縮する。凝縮水は、図1には
示さないが、あるやり方で分離される。
と、流入管9を通って吸着乾燥機6にはいる。
は、圧縮空気は、導管13を通って容器7にはいり、こ
こで空気の残りの水分が乾燥剤11に吸着される。
れ、弁23が閉じられる。
管15を通って出ていき、逆止め弁17を通って流出管
10に達する。逆止め弁18は空気が導管16にはいる
のを防ぐためのものである。
燥のために使用されて水分で飽和している場合、乾燥空
気の小さな部分たとえば3〜8vol%が、分路導管1
9を通って導管16に達する。
内で膨張する。加熱要素27および28は、制御装置3
4によってスイッチが入れられ、また弁24が開かれ
る。
って120〜250℃の温度まで加熱され、上部帯域3
0にはいり、乾燥剤11を通って下方に流れる。空気の
この部分は、さらに下部帯域31の加熱要素28によっ
て加熱される。
1が再生される。加熱要素28は、帯域30で前記空気
部分を飽和させた水分の凝縮を防ぎ、この空気がその高
温のためさらに多くの水分を吸収することを可能にす
る。
開いた流出管22を通して排出される。
を吸収する。この空気は、頂部が乾燥しているほど、乾
燥剤11の下側の層からより多くの水分を吸収すること
ができる。上部帯域30の乾燥剤11は、下部帯域31
の乾燥剤11よりも先に乾燥し、したがって再生され
る。
った空気が底部から頂部に向かって流れるため、再生の
開始時に、下部帯域31の乾燥剤11が上部帯域30の
乾燥剤11よりも多くの水分を含むという事実により、
一層真実である。
の乾燥剤11が乾燥したと考えられるとき、または好ま
しくはこの帯域30の含水率を測定するセンサーにより
この帯域30の乾燥剤11の乾燥が示されたあと、制御
装置34により、加熱要素27のスイッチが切られる。
測定することができる。帯域30の下端の空気の温度
が、150〜200℃の範囲にある最高温度に到達した
ならば、この帯域30の乾燥剤11から吸収すべき水は
存在しない。
が、前に加熱された上部帯域30の乾燥剤11を冷却
し、一方下部帯域31の空気は加熱要素28によりまだ
加熱されており、この帯域31の乾燥剤11をまだ乾燥
し続けている、ということである。
合、制御装置34は加熱要素28のスイッチを切り、帯
域31が冷却される。この乾燥は、帯域31の出口にお
ける温度を測定することにより、検出することができ
る。最後に、弁24が閉じられる。
再生しなければならない場合、制御装置34は三方弁1
2の位置を切り替え、今度は管9が導管14に接続され
るようにする。今度は容器8の再生済み乾燥剤11が乾
燥に使用され、一方容器7の乾燥剤11が、容器8の乾
燥剤に関して前述したのとまったく同じやり方で再生さ
れる。この再生の開始時に、弁23が開かれ、したがっ
て圧力を容器7から解放することができ、再生を周囲圧
力で実施することができる。
すでに冷却されているときに、下部帯域31はまだ再生
されているので、再生済み乾燥剤11の総冷却時間が短
縮される。
燥剤11の量を少なくすることができ、またより小さな
容器を使用することができる。さらに、再生用の容器か
らの放射熱損失が小さくなり、エネルギー消費が少なく
なる。
よび31の数、したがって加熱要素25、26または2
7、28の数は、二つよりも多くすることができる。ま
た、電気加熱要素以外の加熱手段をも使用することがで
きる。
の実施態様を示す。この乾燥機6は、容器7および8の
構造が異なっているという点においてのみ、前述の乾燥
機6と異なっている。より正確に言うと、これらの容器
7および8が、五つの帯域33、34、35、36、お
よび37に分割され、これらのうち四つはマイクロ波熱
源38、39、40、または41によって個別に加熱す
ることができる、という点においてのみ異なっている。
示すが、容器8も同じである。
7の外側に取りつけられた発生器42と、加熱すべき帯
域33〜36の一つの内部に延びたアンテナ43とから
成る。最下段の帯域37には、加熱手段は備わっていな
い。
通じて、その帯域に属するマイクロ波熱源38、39、
40、または41の発生器42に接続する、その帯域内
の含水率を検出するセンサー44をも有している。
射されるマイクロ波を対応する帯域内に制限する金属製
の穿孔スクリーン45によって、互いに分離されてい
る。スクリーン45はたとえばステンレス鋼製である。
mの直径を有するが、一方乾燥剤粒子は直径2〜5mm
のビーズであり、したがってスクリーン45はマイクロ
波を閉じ込めるだけでなく、乾燥剤をも保持する。
11を容器7の直径全体に分布させるようになってお
り、また乾燥剤11の隙間なしの充填が行われるように
なっている。
しができるように、スクリーン45には、頂部に、開口
46たとえば直径約2cmの円形開口46が備えてあ
り、また下端に、いくつかのスロット47たとえば四つ
の三角スロット47が備えてある。
ラグ48が、底部に二つの取り出しプラグ49が備えて
ある。
0が導管15に接続されている。
作動する。ただし、乾燥剤11の再生中、再生用の空気
部分の加熱はマイクロ波によって四つの帯域33〜36
において順次に行われ、その際、当該帯域の乾燥剤11
が乾燥したことをセンサー44が検出すると、ただちに
その帯域を加熱するマイクロ波発生器42が停止され
る。
乾燥され、したがって再生後再生用の空気部分によって
再度加熱されることはなく、冷却される。
けて、乾燥剤11を容器7に注入することによって行わ
れる。乾燥剤11はスクリーン45のスロット47と開
口46とを通って落下し、帯域33〜37の各々を満た
す。
は、取り出しプラグ49をはずし、乾燥剤11を開口4
6およびスロット47を通して落下させることによって
行われる。
たは8内の乾燥剤11の再生中、ガスは容器の頂部から
底部へ流れる。明らかに、本発明はガスが底部から頂部
に流れる逆向きのガス流の場合にも適用できる。
へ順次に停止される。底部帯域の加熱が停止されたと
き、上方の帯域はまだ加熱されている。
サー設備の模式図である。
る。
関して拡大して示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】再生可能な乾燥剤(11)への吸着により
ガスを乾燥させる方法であって、 ガスを第一の集合体の前記乾燥剤(11)を通して送
り、一方乾燥されたガスの一部分を第二の集合体の使用
済み乾燥剤(11)を再生するためにこれを通して送
り、この再生のためのガス部分を加熱し、水分の吸収の
あと、排出し、さらに、第二の集合体の乾燥剤(11)
の再生のあと、ガスの流れを逆転して、乾燥されるべき
ガスを再生された第二の集合体の乾燥剤(11)を通し
て送り、一方今度は乾燥されたガスの一部分を再生のた
めに第一の集合体の乾燥剤を通して送る方法において、 再生のために使用されるガス部分が少なくとも二つの連
続ステップにおいて加熱され、これらのステップが、再
生しつつある乾燥剤(11)を通過するガス部分の流れ
の向きに順次に配置された異なる帯域(30、31また
は33〜36)において実施され、また一つの帯域(3
0、31または33〜36)の乾燥剤(11)が再生さ
れると、ただちにこの帯域(30、31または33〜3
6)における加熱を停止することにより、この帯域(3
0、31または33〜36)が、後続帯域(30、31
または33〜36)が加熱ガスによってまだ再生されて
いる間に、再生のためのガス部分によって冷却されてし
まいうるように、前記ステップが実施される、ことを特
徴とする方法。 - 【請求項2】再生中、ガスの加熱がマイクロ波によって
行われることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】吸着によってガスを乾燥させる装置であっ
て、 湿ったガスのための流入管(9)、乾燥ガスのための流
出管(10)、これら二つの間にある、再生可能な乾燥
剤(11)を充填して平行に設置された少なくとも二つ
の容器(7、8)、湿ったガスの乾燥のために、流入管
(9)を一つの容器(7、8)の流入口と他の容器
(7、8)の流入口とに交互に接続する手段、乾燥剤
(11)の再生のために、流入管(9)に接続されてい
ない容器(7、8)に乾燥ガスの一部分を戻すための手
段、およびいずれの容器(7、8)にも備えられた加熱
手段から成り、前記加熱手段が少なくとも二つの加熱要
素(38〜41)から成り、これらの加熱要素が、容器
(7、8)を通過するガスの流れの向きに、異なった帯
域(33〜36)に順次に配置されており、かつ別々に
スイッチのオン・オフができる、吸着によってガスを乾
燥させる装置において、 各帯域(33〜36)における含水率を直接または間接
に測定するための手段(44)、および該手段(44)
によって測定された含水率の値に応じて個別に加熱要素
(38〜41)を制御するための、前記装置(44)に
接続された制御装置(34)を有することを特徴とす
る、吸着によってガスを乾燥させる装置。 - 【請求項4】容器(7、8)が、加熱要素(38〜4
1)によって加熱できる二つよりも多くの帯域(33〜
36)に分割されていることを特徴とする請求項3記載
の装置。 - 【請求項5】加熱要素がマイクロ波熱源(38〜41)
であることを特徴とする請求項3または4記載の装置。 - 【請求項6】容器(7、8)が、少なくとも一つの穿孔
スクリーン(45)によって少なくとも二つの帯域(3
3、34、35、36、37)に分割されていることを
特徴とする請求項5記載の装置。 - 【請求項7】前記スクリーン(45)が円錐形であるこ
とを特徴とする請求項6記載の装置。 - 【請求項8】各スクリーン(45)が、頂部に開口(4
6)を備え、下端に少なくとも一つのスロット(47)
を備えていることを特徴とする請求項7記載の装置。 - 【請求項9】各容器(7、8)が、頂部に少なくとも一
つの充填プラグ(48)を有し、底部に取り出しプラグ
(49)を有することを特徴とする請求項8記載の装
置。
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