JPS6231969B2 - - Google Patents
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- JPS6231969B2 JPS6231969B2 JP55095686A JP9568680A JPS6231969B2 JP S6231969 B2 JPS6231969 B2 JP S6231969B2 JP 55095686 A JP55095686 A JP 55095686A JP 9568680 A JP9568680 A JP 9568680A JP S6231969 B2 JPS6231969 B2 JP S6231969B2
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- regeneration
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Description
この発明は複数の吸着剤充填塔を用い、これら
が交互に脱湿工程と再生工程とを繰返すように組
合わされた空気乾燥装置に関する。 空気乾燥装置として現在工業的に用いられてい
るのはいわゆる圧力スイング式（高圧で吸着し、
大気減圧で乾燥パージ空気を通して再生）と熱再
生式（加熱したパージ空気を通して再生）の２方
法がある。圧力スイング式は装置がコンパクトで
保守が容易などの利点をもつが、高圧にするため
の動力費が大きく、またパージ空気として乾燥空
気を消費するなどランニングコストが高くなる。
一方熱再生式は高圧にする必要はなく、装置が大
型になるがランニングコストは低くこの傾向は大
容量で顕著になる。 現在実施されている熱再生式空気乾燥装置は２
塔式で吸着脱湿工程と加熱再生−冷却工程の切換
時間は一般に６〜10時間で平均的に８時間とする
のが普通である。 第１図に示す系統図は、従来の熱再生式空気乾
燥装置の一例である。以下同図を参照して従来の
空気乾燥装置について説明すると、一方の充填塔
が８時間脱湿を行つている間に他方の充填塔は加
熱再生と加熱再生後の冷却を行う。例えば加熱再
生が５時間とすれば加熱再生後の冷却は８−５＝
３時間となり、８時間後に両塔を切換え、同様の
操作を行いながら連続的に乾燥空気を送出するよ
うにしている。 更に詳細に説明すると、原料空気用ブロア−１
により大気を吸引加圧し、加熱された原料空気は
配管２を通り冷却水４（井水やクーリングタワー
水など）を用いる一次クーラー３により冷却さ
れ、凝縮水はドレン配管９よりピツト１１Ａに排
出される。空気はさらに配管５を経て二次クーラ
ー６に導入され充分冷却される。冷却にチラーユ
ニツト８を使用した場合は冷水７が、また冷凍機
８を用いた場合は冷媒７が二次クーラー６に供給
され空気はいずれも２〜15℃まで冷却され、冷却
により生た凝縮水はドレン配管１０よりピツト１
１Ａに排出される。充分冷却され凝縮水を分離し
た空気は配管１２、４方弁１３、配管１４を経て
一方の充填塔１５Ａに入り、吸着剤１６Ａにより
湿分が脱湿され乾燥空気となり、配管１７、４方
弁１８、配管１９を経て目的に供される。この工
程が充填塔１５Ａの脱湿工程である。 加熱再生の工程は、まず再生用ブロアー２０を
駆動させ再生用空気は配管２１を経てONになつ
ているヒーター２２に入り、こゝで再生用空気は
再生温度約250℃以上に加熱され、配管２３、４
方弁１３、配管２４を経て充填塔１５Ｂに入り水
分を吸着した吸着剤１６Ｂを離脱再生する。離脱
により水分を含み昇温した再生後の空気は、配管
２５、４方弁１８、配管２６を通り冷却水２８
（井水やクーリングタワー水など）を用いるクー
ラー２７によつて冷却され、凝縮水はドレン配管
２９よりピツト１１Ｂへ排出される。冷却除湿さ
れた空気は配管３０を経て再生用ブロアー２０に
吸引され再生用空気として再び循環使用される。
以上が加熱再生工程である。 次いで充填塔１５Ｂの冷却工程に移る。再生用
ブロアー２０は駆動した状態でヒーター２２を
OFFとし空気は導管２１、ヒーター２２、配管
２３、４方弁１３、配管２４を通り充填塔１５Ｂ
および吸着剤１６Ｂを冷却する。冷却後の昇温し
た空気は配管２５、４方弁１８、配管２６を通
り、クーラー２７により冷却され配管３０を経て
再生用ブロアー２０に吸引され冷却用空気として
再度循環使用される。以上が冷却工程である。 冷却が終了すると離脱再生の全工程が完了しこ
の工程を両充填塔が８時間毎に切換えるのが普通
である。 この方法では、(1)加熱再生−冷却に再生用ブロ
アーなどの機器を別系統に備える必要があり、そ
の稼動に電力も消費する。(2)再生用空気は常温よ
り再生温度（200〜300℃）まで直接ヒーターで加
熱する必要があり、また高温による熱損失などよ
り、ヒーターの消費電力が大きい。(3)加熱再生と
冷却工程および吸着脱湿工程における空気流方向
が同一であるため、再生においては残留水分離脱
に完全を期さねばならない。(4)再生および冷却用
空気は、一般に製品空気の約1/4〜1/2程度で前述
のごとく加熱再生−冷却に８時間前後を必要とす
るため吸着塔をさらに小型にすることは困難であ
るなど、従来装置には数々の欠点があり、コス
ト、性能あるいは小型化で満足できるものではな
かつた。 本発明の目的は、低コストに構成でき、かつ高
度に乾燥された製品空気を得ることができる空気
乾燥装置を提供することにある。 本発明においては、再生にブロアーの加熱空気
を使用するのでブロアーの吐出温度が再生の重要
なポイントになる。ブロアーの吐出温度はブロア
ーの容積効率によつて異なるが、一般に低圧力
（0.1〜0.5Kg／cm2）においては0.1Kg／cm2上昇させ
た時13〜15℃の温度上昇となるが高圧力になると
放熱などで上記通りにはならない。参考のため市
販ブロアーを実際に高圧力に上げた時の吐出温度
を第１表に示す。
が交互に脱湿工程と再生工程とを繰返すように組
合わされた空気乾燥装置に関する。 空気乾燥装置として現在工業的に用いられてい
るのはいわゆる圧力スイング式（高圧で吸着し、
大気減圧で乾燥パージ空気を通して再生）と熱再
生式（加熱したパージ空気を通して再生）の２方
法がある。圧力スイング式は装置がコンパクトで
保守が容易などの利点をもつが、高圧にするため
の動力費が大きく、またパージ空気として乾燥空
気を消費するなどランニングコストが高くなる。
一方熱再生式は高圧にする必要はなく、装置が大
型になるがランニングコストは低くこの傾向は大
容量で顕著になる。 現在実施されている熱再生式空気乾燥装置は２
塔式で吸着脱湿工程と加熱再生−冷却工程の切換
時間は一般に６〜10時間で平均的に８時間とする
のが普通である。 第１図に示す系統図は、従来の熱再生式空気乾
燥装置の一例である。以下同図を参照して従来の
空気乾燥装置について説明すると、一方の充填塔
が８時間脱湿を行つている間に他方の充填塔は加
熱再生と加熱再生後の冷却を行う。例えば加熱再
生が５時間とすれば加熱再生後の冷却は８−５＝
３時間となり、８時間後に両塔を切換え、同様の
操作を行いながら連続的に乾燥空気を送出するよ
うにしている。 更に詳細に説明すると、原料空気用ブロア−１
により大気を吸引加圧し、加熱された原料空気は
配管２を通り冷却水４（井水やクーリングタワー
水など）を用いる一次クーラー３により冷却さ
れ、凝縮水はドレン配管９よりピツト１１Ａに排
出される。空気はさらに配管５を経て二次クーラ
ー６に導入され充分冷却される。冷却にチラーユ
ニツト８を使用した場合は冷水７が、また冷凍機
８を用いた場合は冷媒７が二次クーラー６に供給
され空気はいずれも２〜15℃まで冷却され、冷却
により生た凝縮水はドレン配管１０よりピツト１
１Ａに排出される。充分冷却され凝縮水を分離し
た空気は配管１２、４方弁１３、配管１４を経て
一方の充填塔１５Ａに入り、吸着剤１６Ａにより
湿分が脱湿され乾燥空気となり、配管１７、４方
弁１８、配管１９を経て目的に供される。この工
程が充填塔１５Ａの脱湿工程である。 加熱再生の工程は、まず再生用ブロアー２０を
駆動させ再生用空気は配管２１を経てONになつ
ているヒーター２２に入り、こゝで再生用空気は
再生温度約250℃以上に加熱され、配管２３、４
方弁１３、配管２４を経て充填塔１５Ｂに入り水
分を吸着した吸着剤１６Ｂを離脱再生する。離脱
により水分を含み昇温した再生後の空気は、配管
２５、４方弁１８、配管２６を通り冷却水２８
（井水やクーリングタワー水など）を用いるクー
ラー２７によつて冷却され、凝縮水はドレン配管
２９よりピツト１１Ｂへ排出される。冷却除湿さ
れた空気は配管３０を経て再生用ブロアー２０に
吸引され再生用空気として再び循環使用される。
以上が加熱再生工程である。 次いで充填塔１５Ｂの冷却工程に移る。再生用
ブロアー２０は駆動した状態でヒーター２２を
OFFとし空気は導管２１、ヒーター２２、配管
２３、４方弁１３、配管２４を通り充填塔１５Ｂ
および吸着剤１６Ｂを冷却する。冷却後の昇温し
た空気は配管２５、４方弁１８、配管２６を通
り、クーラー２７により冷却され配管３０を経て
再生用ブロアー２０に吸引され冷却用空気として
再度循環使用される。以上が冷却工程である。 冷却が終了すると離脱再生の全工程が完了しこ
の工程を両充填塔が８時間毎に切換えるのが普通
である。 この方法では、(1)加熱再生−冷却に再生用ブロ
アーなどの機器を別系統に備える必要があり、そ
の稼動に電力も消費する。(2)再生用空気は常温よ
り再生温度（200〜300℃）まで直接ヒーターで加
熱する必要があり、また高温による熱損失などよ
り、ヒーターの消費電力が大きい。(3)加熱再生と
冷却工程および吸着脱湿工程における空気流方向
が同一であるため、再生においては残留水分離脱
に完全を期さねばならない。(4)再生および冷却用
空気は、一般に製品空気の約1/4〜1/2程度で前述
のごとく加熱再生−冷却に８時間前後を必要とす
るため吸着塔をさらに小型にすることは困難であ
るなど、従来装置には数々の欠点があり、コス
ト、性能あるいは小型化で満足できるものではな
かつた。 本発明の目的は、低コストに構成でき、かつ高
度に乾燥された製品空気を得ることができる空気
乾燥装置を提供することにある。 本発明においては、再生にブロアーの加熱空気
を使用するのでブロアーの吐出温度が再生の重要
なポイントになる。ブロアーの吐出温度はブロア
ーの容積効率によつて異なるが、一般に低圧力
（0.1〜0.5Kg／cm2）においては0.1Kg／cm2上昇させ
た時13〜15℃の温度上昇となるが高圧力になると
放熱などで上記通りにはならない。参考のため市
販ブロアーを実際に高圧力に上げた時の吐出温度
を第１表に示す。
【表】
吸着剤の水分平衡吸着量は、温度とその空気中
の水分量（水蒸気圧）によつて定まり温度が高く
なると水分吸着量は減少しまた空気中の水分量が
少くなると水分吸着量も減少する。従つて吸着剤
の離脱再生においては温度を高くしまたできるだ
け水分の少い空気で再生するのが望ましく、逆に
吸着脱湿では温度を低く保持するのが脱湿効果を
上げる必要条件となる。吸着剤の温度と空気中の
水分量による平衡吸着量の関係をシリカゲルの例
を挙げ第２図に示す。 次に本発明のブロアー吐出空気による再生につ
いて説明する。 吸着条件：処理空気温度4.5℃（露点4.5℃ 6.87
mmHg） 吸着操作圧力1.0Kg／cm2 吸着剤平均温度20℃ 再生条件：ブロアー吸入空気温度25℃（23.76mm
Hg） 吸入空気相対湿度73％Ｒ・Ｈ ブロアー吐出空気圧力1.0Kg／cm2 ブロアー吐出空気温度110℃ とすると再生空気の水蒸気圧は 23.76×0.73×１．０３３＋１．０／１．０３３×２７
３＋２５／２７３＋１１０＝26.56mmHg となり、再生条件、温度110℃、水蒸気圧26.56mm
Hg、圧力1.0Kg／cm2における水分平衡吸着量は第
２図より約３％であることがわかる。一方吸着条
件、原料空気温度4.5℃、水蒸気圧6.87mmHg、吸
着剤平均温度20℃、圧力1.0Kg／cm2における水分
平衡吸着量は第２図より約22％となり、22−３＝
19％が有効吸着容量である。 加熱再生後の冷却は、従来においては第１図で
説明のごとく循環空気で行うか、または脱湿製品
空気の一部を使用することもある。吸着脱湿、加
熱再生および冷却の各工程における充填塔内の通
過方向が吸着剤中の残存水分量の分布に影響を与
えるため、脱湿製品空気の露点も変化する。これ
を定性的に図示すると第３図のごとくである。 第３図より、低露点かつ安定な脱湿製品空気が
得られるものとしては、(C)即ち加熱方向と冷却お
よび吸着方向が逆のものである。これは図より明
らかなように脱湿製品空気の露点は吸着工程時塔
出口附近の吸着剤残留水分に影響されるためであ
る。 本発明においても第３図の(C)を採用し、冷却工
程中冷却と同時に行われる吸着で生成する脱湿空
気と吸着剤が有している顕熱により、吸着塔出口
附近の吸着剤に残留する平衡吸着水分を離脱させ
るものである。 再生にブロアーの吐出空気を用いる本発明にお
いては従来のヒーター加熱の再生温度（200〜300
℃）より低温（100〜130℃）であるため前記のご
とく残留水分が多く特に夏期などの高湿度雰囲気
では残留水分がさらに多くなりかゝる条件下にお
いては、残留水分を離脱するに必要な熱量が剤着
剤がもつ顕熱のみでは不足し再生が不充分となり
高度の脱湿空気を得ることが困難となる。 このような不具合を改善するため、本発明にお
いては、吸着塔内へ砂利、ガラスビーズ、鋼球な
ど嵩客積当りの熱容量が大きい蓄熱材を充填積層
させ、再生時蓄熱材が蓄熱した顕熱により熱量の
不足分を補うことにより、夏期などあらゆる環境
においても安定かつ高度の脱湿製品空気を得るこ
とができる。残留水分の離脱は前記のごとく吸着
塔出口附近の吸着剤のみを対象とすれば良く、従
つて蓄熱材は塔出口の吸着剤表層より若干内部に
入つた所へ積層し、この蓄熱材積層と表面までの
吸着剤層のみを対象に蓄熱された顕熱により残留
水分を完全に離脱する。 以上説明の吸着塔内における再生冷却における
残留水分の分布と脱湿空気の露点を定性的に図示
すると第４図ａ〜ｅのごとくである。図より蓄熱
剤なしのものａは、冷却終了時ｃにおいても製品
空気出口附近の吸着剤中には微量の残留水分が存
在するが、蓄熱剤使用のものｂは水分が完全に離
脱されていることを示し、従つて吸着脱湿時ｅに
おける製品空気の露点は蓄熱材使用のものはより
低値で、高度に乾燥された製品空気を得ることが
できることがわかる。 以下本発明の具体的一実施例を示す。第５図に
おいて一方の充填塔が４時間脱湿を行つている間
に、他方の充填塔はブロアーからの加熱空気によ
る離脱再生を2.5時間行う。再生後の冷却は４−
2.5＝1.5時間行い、４時間後に両塔を切換え連続
的に運転される。更に詳細に説明すると、原料空
気用ブロアー５１により大気を吸引加圧し、加熱
された原料空気は配管５２、３方弁５３、配管５
４、４方弁５５、配管５６を通り充填塔５７Ａに
入り、吸着剤５８Ａに吸着された水分を離脱再生
する。このとき同時に蓄熱材層９９Ａを加熱す
る。再生後の水分を含む空気は配管５９、４方弁
６０、配管６１、チヤツキ弁６２、配管６３を経
て冷却水６５（クーリングタワー水など）を用い
る一次クーラー６４により冷却され、凝縮水はド
レン配管７０よりピツト７２に排出される。空気
はさらに配管６６を経て二次クーラー６７に導入
され充分冷却される。冷却にチラーユニツト６９
を使用した場合は冷水６８が、また冷凍機６９を
用いる場合は冷凍６８が二次クーラー６７に供給
された空気はいずれも２〜15℃まで冷却され、冷
却により生じた凝縮水はドレン配管７１よりピツ
ト７２へ排出される。充分冷却し除湿された空気
は配管７３、３方弁７４、４方弁６０、配管７５
を経て一方の充填塔５７Ｂへ入り、吸着剤５８Ｂ
により湿分が脱湿され乾燥空気となり、配管７
６、４方弁５５、配管７７を経て製品空気とな
る。この工程が充填塔５７Ａの再生工程であり、
その完了時における充填塔５７Ａ内の残留水分量
の分布は第４図ｂの状態となる。 次に充填塔５７Ａの冷却工程に移る。冷却空気
は二次クーラーで充分冷却された原料空気を用い
再生工程時と逆方向に導入して充填塔の顕熱を冷
却するが、同時に吸着脱湿も行われる。先ず３方
弁５３および７４を切換える。ブロアー５１より
の加熱空気は配管５２、３方弁５３、配管６３を
経て前記と同様に一次クーラー６４、配管６６、
二次クーラー６７を通り充分冷却された空気は、
配管７３、チヤツキ弁７８、配管６１、４方弁６
０、配管５９を経て充填塔５７Ａへ導入され吸着
剤５８Ａなどの顕熱を冷却する。このとき冷却空
気は充填塔５７Ａ内上部を冷却すると共に吸着剤
による吸着が行われ、乾燥空気となつて下部に移
動する。そして蓄熱材層９９Ａに達すると、ここ
に蓄熱された顕熱により加熱され、高温乾燥空気
となり、これによつて下部に位置する吸着剤５８
Ａに残留する水分を離脱する。このため、冷却終
了時における残留水分量の分布は第４図ｄように
なり、出口近くの吸着剤５８Ａの残留水分量をほ
ぼ完全に離脱できる。冷却後の昇温した空気は配
管５６、４方弁５５、配管５４、配管７９を経て
冷却水８１（クーリングタワー水など）を用いる
クーラー８０に入り冷却される。空気はさらに配
管８２、３方弁７４、４方弁６０、配管７５、充
填塔５７Ｂ、配管７６、４方弁５５、配管７７を
経て製品空気となる。この操作が冷却工程であ
る。 冷却工程が終了すると離脱再生の全工程が完了
する。この工程を各充填塔が４時間毎に切換え、
脱湿工程と再生−冷却工程を繰返し、乾燥製品空
気を連続的に送出する。次に上記実施例の効果に
ついて説明する。 内径40cmの充填塔に、吸着剤としてシリカゲル
を高さ80cmに充填（約80Kg）、次に蓄熱材に砂利
（４〜６mmφ）を選定しこれを20cm高さに充填積
層（約40Kg）し、さらにシリカゲルを20cm高さに
充填（約20Kg）、充填層全長は120cmである。再生
空気として、33℃、75％Ｒ・Ｈの大気（水分量約
28ｇ／Ｎm3）をブロアーにて1.0Kg／cm2に加圧
し、110℃に昇温した原料空気190Nm3／ｈを用い
2.5時間再生を行つた。再生後の冷却は二次クー
ラーを出た温度10℃、圧力0.9Kg／cm2の原料空気
（水分量4.9ｇ／Ｎm3）190Nm3／ｈにより1.5時間
行つた。次いで吸着脱湿工程に移り、温度10℃、
圧力0.9Kg／cm2流量190Nm3／ｈ（水分量4.9ｇ／Ｎ
m3）の原料空気の脱湿を行い、得られた製品空気
（190Nm3／ｈ）の露点は−69℃（水分量0.003
ｇ／Ｎm3）で、破過時間は12.5時間であつた。 このように、蓄熱材を用いると、蓄熱による離
脱効果により、夏期の高湿度条件においてもブロ
アー吐出空気のみの再生で露点−69℃の高度に乾
燥された製品空気を得ることができ、本発明の有
効性が実証できる。 本発明は前記説明の通り、従来の空気乾燥装置
より低コスト、高性能化を実現できその効果を示
す一実施例として、処理空気量775Nm3／ｈ実用
装置における消費電力と脱湿製品空気の露点につ
いて、従来装置と比較した結果を第２表に示す。
の水分量（水蒸気圧）によつて定まり温度が高く
なると水分吸着量は減少しまた空気中の水分量が
少くなると水分吸着量も減少する。従つて吸着剤
の離脱再生においては温度を高くしまたできるだ
け水分の少い空気で再生するのが望ましく、逆に
吸着脱湿では温度を低く保持するのが脱湿効果を
上げる必要条件となる。吸着剤の温度と空気中の
水分量による平衡吸着量の関係をシリカゲルの例
を挙げ第２図に示す。 次に本発明のブロアー吐出空気による再生につ
いて説明する。 吸着条件：処理空気温度4.5℃（露点4.5℃ 6.87
mmHg） 吸着操作圧力1.0Kg／cm2 吸着剤平均温度20℃ 再生条件：ブロアー吸入空気温度25℃（23.76mm
Hg） 吸入空気相対湿度73％Ｒ・Ｈ ブロアー吐出空気圧力1.0Kg／cm2 ブロアー吐出空気温度110℃ とすると再生空気の水蒸気圧は 23.76×0.73×１．０３３＋１．０／１．０３３×２７
３＋２５／２７３＋１１０＝26.56mmHg となり、再生条件、温度110℃、水蒸気圧26.56mm
Hg、圧力1.0Kg／cm2における水分平衡吸着量は第
２図より約３％であることがわかる。一方吸着条
件、原料空気温度4.5℃、水蒸気圧6.87mmHg、吸
着剤平均温度20℃、圧力1.0Kg／cm2における水分
平衡吸着量は第２図より約22％となり、22−３＝
19％が有効吸着容量である。 加熱再生後の冷却は、従来においては第１図で
説明のごとく循環空気で行うか、または脱湿製品
空気の一部を使用することもある。吸着脱湿、加
熱再生および冷却の各工程における充填塔内の通
過方向が吸着剤中の残存水分量の分布に影響を与
えるため、脱湿製品空気の露点も変化する。これ
を定性的に図示すると第３図のごとくである。 第３図より、低露点かつ安定な脱湿製品空気が
得られるものとしては、(C)即ち加熱方向と冷却お
よび吸着方向が逆のものである。これは図より明
らかなように脱湿製品空気の露点は吸着工程時塔
出口附近の吸着剤残留水分に影響されるためであ
る。 本発明においても第３図の(C)を採用し、冷却工
程中冷却と同時に行われる吸着で生成する脱湿空
気と吸着剤が有している顕熱により、吸着塔出口
附近の吸着剤に残留する平衡吸着水分を離脱させ
るものである。 再生にブロアーの吐出空気を用いる本発明にお
いては従来のヒーター加熱の再生温度（200〜300
℃）より低温（100〜130℃）であるため前記のご
とく残留水分が多く特に夏期などの高湿度雰囲気
では残留水分がさらに多くなりかゝる条件下にお
いては、残留水分を離脱するに必要な熱量が剤着
剤がもつ顕熱のみでは不足し再生が不充分となり
高度の脱湿空気を得ることが困難となる。 このような不具合を改善するため、本発明にお
いては、吸着塔内へ砂利、ガラスビーズ、鋼球な
ど嵩客積当りの熱容量が大きい蓄熱材を充填積層
させ、再生時蓄熱材が蓄熱した顕熱により熱量の
不足分を補うことにより、夏期などあらゆる環境
においても安定かつ高度の脱湿製品空気を得るこ
とができる。残留水分の離脱は前記のごとく吸着
塔出口附近の吸着剤のみを対象とすれば良く、従
つて蓄熱材は塔出口の吸着剤表層より若干内部に
入つた所へ積層し、この蓄熱材積層と表面までの
吸着剤層のみを対象に蓄熱された顕熱により残留
水分を完全に離脱する。 以上説明の吸着塔内における再生冷却における
残留水分の分布と脱湿空気の露点を定性的に図示
すると第４図ａ〜ｅのごとくである。図より蓄熱
剤なしのものａは、冷却終了時ｃにおいても製品
空気出口附近の吸着剤中には微量の残留水分が存
在するが、蓄熱剤使用のものｂは水分が完全に離
脱されていることを示し、従つて吸着脱湿時ｅに
おける製品空気の露点は蓄熱材使用のものはより
低値で、高度に乾燥された製品空気を得ることが
できることがわかる。 以下本発明の具体的一実施例を示す。第５図に
おいて一方の充填塔が４時間脱湿を行つている間
に、他方の充填塔はブロアーからの加熱空気によ
る離脱再生を2.5時間行う。再生後の冷却は４−
2.5＝1.5時間行い、４時間後に両塔を切換え連続
的に運転される。更に詳細に説明すると、原料空
気用ブロアー５１により大気を吸引加圧し、加熱
された原料空気は配管５２、３方弁５３、配管５
４、４方弁５５、配管５６を通り充填塔５７Ａに
入り、吸着剤５８Ａに吸着された水分を離脱再生
する。このとき同時に蓄熱材層９９Ａを加熱す
る。再生後の水分を含む空気は配管５９、４方弁
６０、配管６１、チヤツキ弁６２、配管６３を経
て冷却水６５（クーリングタワー水など）を用い
る一次クーラー６４により冷却され、凝縮水はド
レン配管７０よりピツト７２に排出される。空気
はさらに配管６６を経て二次クーラー６７に導入
され充分冷却される。冷却にチラーユニツト６９
を使用した場合は冷水６８が、また冷凍機６９を
用いる場合は冷凍６８が二次クーラー６７に供給
された空気はいずれも２〜15℃まで冷却され、冷
却により生じた凝縮水はドレン配管７１よりピツ
ト７２へ排出される。充分冷却し除湿された空気
は配管７３、３方弁７４、４方弁６０、配管７５
を経て一方の充填塔５７Ｂへ入り、吸着剤５８Ｂ
により湿分が脱湿され乾燥空気となり、配管７
６、４方弁５５、配管７７を経て製品空気とな
る。この工程が充填塔５７Ａの再生工程であり、
その完了時における充填塔５７Ａ内の残留水分量
の分布は第４図ｂの状態となる。 次に充填塔５７Ａの冷却工程に移る。冷却空気
は二次クーラーで充分冷却された原料空気を用い
再生工程時と逆方向に導入して充填塔の顕熱を冷
却するが、同時に吸着脱湿も行われる。先ず３方
弁５３および７４を切換える。ブロアー５１より
の加熱空気は配管５２、３方弁５３、配管６３を
経て前記と同様に一次クーラー６４、配管６６、
二次クーラー６７を通り充分冷却された空気は、
配管７３、チヤツキ弁７８、配管６１、４方弁６
０、配管５９を経て充填塔５７Ａへ導入され吸着
剤５８Ａなどの顕熱を冷却する。このとき冷却空
気は充填塔５７Ａ内上部を冷却すると共に吸着剤
による吸着が行われ、乾燥空気となつて下部に移
動する。そして蓄熱材層９９Ａに達すると、ここ
に蓄熱された顕熱により加熱され、高温乾燥空気
となり、これによつて下部に位置する吸着剤５８
Ａに残留する水分を離脱する。このため、冷却終
了時における残留水分量の分布は第４図ｄように
なり、出口近くの吸着剤５８Ａの残留水分量をほ
ぼ完全に離脱できる。冷却後の昇温した空気は配
管５６、４方弁５５、配管５４、配管７９を経て
冷却水８１（クーリングタワー水など）を用いる
クーラー８０に入り冷却される。空気はさらに配
管８２、３方弁７４、４方弁６０、配管７５、充
填塔５７Ｂ、配管７６、４方弁５５、配管７７を
経て製品空気となる。この操作が冷却工程であ
る。 冷却工程が終了すると離脱再生の全工程が完了
する。この工程を各充填塔が４時間毎に切換え、
脱湿工程と再生−冷却工程を繰返し、乾燥製品空
気を連続的に送出する。次に上記実施例の効果に
ついて説明する。 内径40cmの充填塔に、吸着剤としてシリカゲル
を高さ80cmに充填（約80Kg）、次に蓄熱材に砂利
（４〜６mmφ）を選定しこれを20cm高さに充填積
層（約40Kg）し、さらにシリカゲルを20cm高さに
充填（約20Kg）、充填層全長は120cmである。再生
空気として、33℃、75％Ｒ・Ｈの大気（水分量約
28ｇ／Ｎm3）をブロアーにて1.0Kg／cm2に加圧
し、110℃に昇温した原料空気190Nm3／ｈを用い
2.5時間再生を行つた。再生後の冷却は二次クー
ラーを出た温度10℃、圧力0.9Kg／cm2の原料空気
（水分量4.9ｇ／Ｎm3）190Nm3／ｈにより1.5時間
行つた。次いで吸着脱湿工程に移り、温度10℃、
圧力0.9Kg／cm2流量190Nm3／ｈ（水分量4.9ｇ／Ｎ
m3）の原料空気の脱湿を行い、得られた製品空気
（190Nm3／ｈ）の露点は−69℃（水分量0.003
ｇ／Ｎm3）で、破過時間は12.5時間であつた。 このように、蓄熱材を用いると、蓄熱による離
脱効果により、夏期の高湿度条件においてもブロ
アー吐出空気のみの再生で露点−69℃の高度に乾
燥された製品空気を得ることができ、本発明の有
効性が実証できる。 本発明は前記説明の通り、従来の空気乾燥装置
より低コスト、高性能化を実現できその効果を示
す一実施例として、処理空気量775Nm3／ｈ実用
装置における消費電力と脱湿製品空気の露点につ
いて、従来装置と比較した結果を第２表に示す。
第１図は従来の空気乾燥装置の空気系統を示す
系統図、第２図はシリカゲルの水蒸気吸着等圧曲
線、第３図は空気通過方向と残存吸着水分の分布
を示す曲線図、第４図は吸着塔内における残留水
分の分布と脱湿製品空気の露点を示す曲線図、第
５図は本発明の実施例を示す系統図である。 ５１……ブロアー、５７Ａ，５８Ａ……充填
塔、５８Ａ，５８Ｂ……吸着剤、６５……冷却
水、６４……一次クーラー、６７……二次クーラ
ー、８０……クーラー、８１……冷却水、９９
Ａ，９９Ｂ……蓄熱剤。
系統図、第２図はシリカゲルの水蒸気吸着等圧曲
線、第３図は空気通過方向と残存吸着水分の分布
を示す曲線図、第４図は吸着塔内における残留水
分の分布と脱湿製品空気の露点を示す曲線図、第
５図は本発明の実施例を示す系統図である。 ５１……ブロアー、５７Ａ，５８Ａ……充填
塔、５８Ａ，５８Ｂ……吸着剤、６５……冷却
水、６４……一次クーラー、６７……二次クーラ
ー、８０……クーラー、８１……冷却水、９９
Ａ，９９Ｂ……蓄熱剤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端に原料空気の入口を設け、他端に乾燥空
気の出口を設け、内部には吸着剤が充填されてお
り、かつこの吸着剤中の前記出口近くに水分をほ
とんど吸着しない通気性を有する蓄熱材層を設け
た複数の充填塔と、 高温高圧空気を生じる高圧空気源と、 この高圧空気源からの高温高圧空気を吸着後の
再生側充填塔の前記出口に導きこの出口から再生
用空気として内部に供給する管路およびこの再生
側充填塔の前記入口から吐出される再生後空気を
クーラに通してから再生後の吸着側充填塔の入口
に原料空気として供給する管路から成る再生時通
気系統と、 前記高圧空気源からの高温高圧空気をクーラを
通した後、前記再生側充填塔の入口に導きその内
部に冷却用空気として供給する管路およびこの再
生側充填塔の出口から吐出される冷却後空気をク
ーラに通してから前記吸着側充填塔の入口に導き
その内部に原料空気として供給する冷却時空気系
統と、 これら再生時通気系統と冷却時通気系統とを択
一的に切換える切換弁と、 を備えた空気乾燥装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9568680A JPS5721914A (en) | 1980-07-15 | 1980-07-15 | Air drying equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9568680A JPS5721914A (en) | 1980-07-15 | 1980-07-15 | Air drying equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5721914A JPS5721914A (en) | 1982-02-04 |
| JPS6231969B2 true JPS6231969B2 (ja) | 1987-07-11 |
Family
ID=14144366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9568680A Granted JPS5721914A (en) | 1980-07-15 | 1980-07-15 | Air drying equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5721914A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127625A (ja) * | 1983-01-06 | 1984-07-23 | Daido Plant Kogyo Kk | ガス除湿装置における乾燥剤の再生方法 |
| JPS60150816A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-08 | Hitachi Ltd | 湿分除去方法 |
| JPS61238323A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-23 | Orion Mach Co Ltd | 吸着式圧縮空気除湿装置 |
| JPS625818U (ja) * | 1985-06-25 | 1987-01-14 | ||
| JPS62298426A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-25 | Nichie Kk | 可逆加熱再生式加圧ガス除湿装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52130054A (en) * | 1976-04-23 | 1977-11-01 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Compressed-air dryer |
| JPS54109667A (en) * | 1978-02-16 | 1979-08-28 | Daido Steel Co Ltd | Pressurized gas dehumidifier |
-
1980
- 1980-07-15 JP JP9568680A patent/JPS5721914A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52130054A (en) * | 1976-04-23 | 1977-11-01 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Compressed-air dryer |
| JPS54109667A (en) * | 1978-02-16 | 1979-08-28 | Daido Steel Co Ltd | Pressurized gas dehumidifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5721914A (en) | 1982-02-04 |
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