KR950007914B1 - 간헐적 공급방식으로 막 건조기를 사용한 개선된 기체 탈수용 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

간헐적 공급방식으로 막 건조기를 사용한 개선된 기체 탈수용 장치 및 방법

제1도는 본 발명의 장치 및 방법의 한 구체예를 나타내는 모형도이다.

제2도는 본 발명의 장치 및 방법의 또 하나의 구체예를 나타내는 모형도이다.

제3도는 본 발명의 장치 및 방법의 추가적인 구체예를 나타내는 모형도이다.

본 발명은 탈수력을 가진 막을 함유하는 탈습기를 사용하여 기체를 탈수하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배치된 막 건조기를 간혈공급에 사용하는 기체 탈수기의 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.

많은 기체를 사용할 때에는, 물의 제거가 바람직하다. 예를들어, 여러경우에 공기로부터 습기를 제거할 필요가 많다. 약제제조업자들에게는, 약제학적 상품을 패키지내에 건조대기중에 보관하는 것뿐만 아니라, 패키징중에도 대기를 건조하게 유지하는 것이 바람직하다. 다른 기체 탈습이 사용되는 예로는 여름동안 작업 및 생활 공간을 안락하게 유지하기 위한 건물의 탈습, 통신수단을 위한 건조 공기의 제공, 섬유산업, 임의의 화학적 방법, 석유 공업 및 많은 다른 공업 분야에 사용된다.

현재 기체중으로부터 수증기를 제거하는 데에는 여러 가지 방법이 있다. 한가지 방법은 기체를 실리카겔, 분자체, 산화칼슘, 염화칼슘, 오산화인, 염화리튬, 또는 농황산 등과 같은 흡습제와 접촉시켜 기체내에 함유된 수분을 제거하는 것이다. 상기 언급된 흡습제중 한가지를 사용할 때, 보통 상기 사용한 흡습제를 폐기 시키거나 재생하는 것이 필요하다. 이런 폐기 또는 재생에 의해 흡수제를 재생하는 동안 대안적인 대비 사용 방법없이 상기 기체에 연속조작 장치를 사용할 수 없다.

기체로부터 습기를 제거하는 또 다른 방법은 수분을 제거하기 위해 상기 기체를 압축 및/또는 냉각시켜 기체중에 함유된 응축수를 제거하는 것이다. 이 방법은 연속 조작에 사용할 수 있으나, 많은 양의 에너지를 필요로 하고, 빙점 아래에서의 탈수는 매우 어렵고 비용이 많이 들므로 유일한 탈습 방법으로서는 불편하다.

최근 더욱 개발된 방법중 하나로서, 수증기에 대한 선택적 투과성을 가진 막을 사용하여 기체로부터 수증기를 제거하는 것이다. 이런 제품중 한 예로서, Permea Inc. 사제품의PRISMCACTUS건조기(St. Louis, Missouri. 미합중국 특허 4, 783, 201, Arthur W.Rice등, 본원에 참고문헌으로 포함)가 있고, 이것은 적합한 막 분리기 및 기체를 효과적으로 탈습하기 위한 막을 사용하는 방법을 개시하고 있다.

상기 방법들은 연속 조작에 적합하지 않은 수단 또는 방법 및 연속조작에 적합한 하나의 방법을 나타내고 있다. 그러나 임의의 “연속”조작들은 연속적인 기체 탈수에 간헐적 공급이 요구될때에는 결코 방해되지 않는다는 것이 밝혀졌다.

수증기를 제거하기 위해 막 방법을 사용할 때 기본적으로 2가지 방법이 있다; 동질성 막이 사용되는 방법, 및 다공성 막이 사용되는 방법이다. 대부분의 막 수단에 있어서, 상기 막에 침투하는 기체부 또는 대안적인 건조기체부가 상기 침투된 수증기를 제거(sweep away)하는데 사용된다. 일반적으로, 이 스위프(sweep)류는 탈습되야 하는 기체류와 반대 방향으로 이동한다. 결과적으로, 상기 유동 경로를 따라 수분의 농도 구배가 크게 형성된다. 그러나, 이러한 스위프 역류의 사용은 하나의 치밀한 막 장치로 높은 연속 건조 능력을 발휘하도록 한다(미합중국 특허 4, 783, 201, Arthur W. Rice등 참조).

이런 막 장치는 상기 막을 따라 압력 구배를 필요로 한다. 이 압력 구배가 상기 막을 따라 기체를 수송하는데 2가지 방법을 제공한다. 상기 동질성막에 있어서, 상기 기체는 막 한쪽 측면에 흡착되어야 하고, 반대쪽 측면으로 확산되어나간 다음 탈착된다. 상기 다공성 막에 있어서는, 상기 다공의 크기는 여러가지 크기의 분자들 및 다른 평균 자유 경로를 가진 분자들을 다른 속도로 유동하게 한다. 상기 언급된 CACTUS건조기와 같은, 임의의 막 기체 분리기 장치는 침투성 표면이 사용되고 또한 다공성을 조절할 수 있기 때문에 단지 2가지 방법을 사용하여 작동한다.

출발과 정지를 조작하는 공기 압축기와 같은, 순환식 압력 시스템에서, 막 탈습기의 사용은 임의의 복잡성을 부여한다. 상기 압축기가 처음 저압에서 시동될 때는, 수분의 분리가 매우 적어 이로써 높은 습도의 생성물이 상기 막 장치의 건조 생성물 배출구 포트 및 하류 배관으로 유출하게 된다. 이것은 물론, 상기 건조기체 시스템의 사용자에게는 단점이다. 또한, 저압에서의 초기 흐름 동안 상기 원료 기체는 상기 압축기가 정상의 작동압력에 도달할 때 및 상기 수분의 대부분이 상기 압축기 후기 냉각기 내에서 액체로서 제거된 후 전달하는 압축된 형태의 기체보다 더 많은 수증기 함량을 운반한다. 결과적으로, 상기 과도한 수증기 함량은 상기 막 장치내의 압력이 거의 일정한 온도에서 빠르게 증가함에 따라 응축하게 한다.

예를들어, 상술한 CACTUS공기건조기와 같은 약간의 막 건조기에 있어서, 상기 막 재료자체는 물에 대한 흡수력이 매우 높다. 그러므로, 상기 막을 건조기체원으로 정화할 필요가 있을 때, 상기 과잉의 초기 수분을 다량의 막내에 흡착시켜 상기 시스템의 압력에 도달할 때까지는 건조기체 배출구 포트로 전달되지 않도록 방지할 수 있다. 일단 시스템 압력에 도달하게 되면, 상기 수분은 상기 침투성 기체와 함께 상기 건조기로부터 배출된다.

본 발명의 목적은 막 카아트리지 건조기를 사용하여 압축된 기체를 탈수하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법의 개선점은 정상의 작동 압력에 도달하는 동안 상기 방법의 시동과 함께 거의 무수상태의 기체를 제공할 수 있으며, 상기 압축기가 작동을 중지하는 시간 동안 상기 막 카아트리지를 정화할 필요가 없다.

본 발명의 장점은 상기 장치의 임의의 부분을 빈번히 대치할 필요가 없는 개선된 기체 탈습 방법을 포함한다. 상기 방법 및 장치는 비교적 소량의 에너지를 필요로 하고 상기 장치는 경제적으로 조립되어 있고 작동도 효율적이다.

순환식 압력 시스템에서, 압축기가 시동되고 정지하는 공기 압축기의 작동에서와 같이, 막 탈습기의 작동은 임의의 복합성을 갖고 있다. 상기 압축기가 초기저압에서 시동할 때, 수분 또는 습기의 분리는 거의 일어나지 않으며, 이로서 다습한 기체 생성물이 상기 막 장치의 건조 생성물 유출구 포트 및 하류 배관으로 유출된다. 이것은 물론 기체 건조방법의 단점이다.

예를들어, 상술한 CACTUS공기 건조기와 같은 약간의 막 건조기에 있어서, 상기 막 재료자체는 물에 대한 흡수력이 매우 높다. 그러므로, 상기 막을 건조기체원으로 정화할 필요가 있을 때, 상기 과잉의 초기수분을 다량의 막내에 흡착시켜 상기 시스템의 압력에 도달할 때까지는 건조기체 배출구 포트로 전달되지 않도록 방지할 것이다.

본 발명은 기체를 탈수시키는데 적합한 장치 및 방법을 제시한다. 상기 장치는 처리될 기체를 수용하는 유입구, 압축된 기체를 배출시킬 유출구, 및 상기 기체의 임의의 응축부를 배출시킬 유출구를 가진 압축기를 함유하고 있다. 다음 상기 압축된 기체는 상기 압축된 기체를 수용하고, 상기 압축된 기체를 막 탈습기로 배출하는 것을 조절하는 배압 조절기(BPR) 밸브로 유출된다. 상기 막 탈습기는 상기 BPR밸브로부터 압축된 기체를 수용하는 유입구, 거의 무수상태의 비침투성 기체 생성물을 배출하는 생성물 유출구, 및 상기 침투성 기체를 상기 탈습기로부터 방출시키는 침투성 기체 유출구를 가지고 있다. 상기 침투성 기체는 상기 처리된 기체중 수분 함유부를 포함한다. 상기 탈습기로부터, 기체 생성물은 건조 기체 시스템으로 상기 비침투성 기체 생성물의 배출을 조절하는 체크 밸브로 유출된다.

본 발명의 장치는 임의적으로 압축된 기체를 소정의 압력에서 상기 탈습기로 방출시키고, 그리고 소정의 조건이 부합될 때 기체 시스템으로 기체 생성물을 방출시키는 상기 BPR밸브를 활성화시키는 조절 수단을 포함한다. 상기 조절수단은 또한, 상기 건조 기체 시스템내의 필요조건이 소정의 수준이하로 저하될 때 상기 BPR 및 체크밸브의 밀폐를 조절한다.

본 발명의 방법은 함수성 원료 기체를 소정의 압력으로 압축시키는 것을 포함한다. 소정의 압력에 도달한 후, 상기 압력을 유지하면서, 상기 기체를 충분히 낮은 온도로 냉각시켜, 상기 응축할 수 있는 수분을 응축물의 형태로 제거한다. 상기 원료 기체를 적어도 상기 소정의 압력과 동일한 압력에서, 막기체 탈습기로 배출시킨다. 상기 기체로부터 수증기의 대부분은 가압하에서 기체 탈습기를 통해 기체를 전달함으로써 분리되어, 거의 무수상태의 상기 비침투성 기체 생성물이 소정의 압력에 도달하기 전에는 상기 모든 기체는 상기 탈습기의 침투성 포트로 배출되도록 한다. 다음 상기 건조 기체 생성물은 사용하기 위해 건조기체 시스템으로 배출된다. 상기 총 방법은 건조 기체에 대한 수요량이 중지되고 다시 계속될때 반복된다. 일반적으로 상기 방법의 시동시간으로부터 상기 건조 기체 생성물이 충분히 건조되어 상기 시스템의 필요조건을 충족시키고 이로써 상기 건조 기체 시스템으로 배출될 때까지 30초 미만의 시간이 경과된다.

상기 탈습기 수단은 막 기체 분리기이고 본 발명의 상기 건조 기체 시스템은 건조기체를 간헐적으로 필요로 할때 특히 바람직하다. 건조 기체의 간헐적인 요구는 상기 탈수 방법이 빈번히 정지되고 시동되도록 한다. 건조 기체가 필요할 때마다 중지되면, 습윤 기체가 상기 기체 분리기내에 축적되거나 보유되는 것을 방지해야 필요가 있다. 습윤 기체의 축적이 방지되지 않는다면, 상기 방법이 다시 시동될 때, 상기 분리기는 상시 탈습기내의 압력이 건조기체를 생산하기에 충분할 때까지 상기 생성물 배출구 포트를 통해 습윤 기체를 배출시킬 것이다. 또한, 상기 탈습기내의 기체 생성물이 특이 조건을 충족할 때까지 시동시 기체 생성물의 전달이 수용성 기체 시스템에 도달하지 못하도록 방지할 필요가 있다.

본 발명은 역류 흐름없이 그리고 거의 필요한 즉시 건조기체를 제공하는 장치 및 방법을 제시한다.

제 1 도에 나타낸 바와 같이, 압축기(10)은 공기, 또는 다른 원료 기체를 압축시키고, 이 압축된 기체를 도관(12)를 통하여 배압 조절기(BPR)밸브(14)로 주입한다. 상기 도관(12)는 상기 압축된 기체를 소정의 수준으로 냉각시키고, 도관(11)을 통해 임의의 응축물이 배출하는 수단을 제공한다. 상기 BPR밸브(14)는 상기 도관선(12)내의 압력이 소정의 압력에 도달할때까지 밀폐상태를 유지하고 있다. 소정의 압력에 도달했을때 상기 BPR밸브(14)는 상기 압축된 기체를 도관(16)으로 방출시켜 탈습기(18)로 방출한다.

상기 탈습기(18)은 유입구(20)과 생성 기체 유출구(22)를 가지고 있는 막기체 분리기이다. 이 막 기체 분리기(18)은 상기 가압된 기체 흐름을 비침투성 생성 기체 흐름과 침투성 기체 흐름으로 분리한다. 이 비침투성 기체 흐름은 생성물 유출구(22)에서 상기 기체 분리기(18)로부터 배출되고, 상기 침투성 기체흐름은 유출구 포트(24)에서 상기 기체 분리기로부터 배출된다. 시동시 상기 압축된 모든 기체는 이 탈습기(18)내의 압력이 소정의 수준에 도달할때까지 상기 막 기체 분리기(18)를 통하여 침투성 기체 유출구 포트(24)로 상기 분리기로부터 배출된다. 상기 건조 기체 생성물 흐름이 목적하는 압력에 도달하면, 기체는 유출구(22)로 배출되어 도관(26) 및 밸브(28)을 통해 가압하에서 이동한다. 상기 밸브(28)은 상기 기체 분리기(18)내의 압력이 소정의 압력에 도달할 때까지 밀폐상태를 유지하고 있다. 상기 분리기(18)내의 기체가 상기 소정의 압력에 도달하면, 다음 상기 분리기내의 건조 기체는 사용하기에 바람직하며, 상기 밸브(28)가 개방되어 건조기체 생성물을 도관(30)을 통해 지속적으로 건조 기체 시스템(32)으로 유출시킬 수 있다.

제 1 도에 도시한 건조 기체 시스템은 저장된 다음 유출구 (34)를 통해 건조 기체 시스템의 사용자들에게 분배할 수 있는 건조기체용 리셉터클(receptacle)을 나타낸다. 이 시스템의 구체적인 사항은 본 발명과 밀접한 관계가 없으므로 제시하지 않는다. 상기 건조 기체 시스템(32)은 상기 건조 기체생성물의 소요량을 측정하는 작동 조절기(36)와 연결되어 있다. 상기 건조기체 생성물이 필요할때, 이 작동 조절기(36)는 상기 공기 압축기(10)를 시동하여 상기 시스템을 작동시킨다. 상기 작동 조절기(36)는 전자 조절 장치이거나 수동 조절기이거나 또는 상기 건조 기체 시스템(32)와 연결되어 있는 임의의 다른 적합한 조절기일 수 있다는 것을 주의해야 한다.

제2도에 있어서, 부품 대부분이 제1도의 부품과 유사하다. 압축기(110)은 압축된 공기를 제공하고, 도관(112)을 통해 전달되는 동안 냉각시키고 임의의 응축물이 도관(111)을 통해 유출된다. 다음 상기 압축된 공기는 BPR밸브(114)로 전달되고, 상기 밸브의 압력이 소정의 세팅 압력에 도달하면, 상기 밸브는 개방되어 압축된 공기를 도관(116)을 통해 막 기체 분리기(118)로 전달되도록 한다. 상기 압축된 공기는 유입구(120)를 통해 상기 기체 분리기(118)로 유입되어 상기 공기는 유출구(122)를 통해 배출되는 건조 기체 생성물 및 유출구 포트(124)를 통해 배출되는 침투성 기체 비생성물로 분리된다. 상기 건조 기체 생성물의 압력이 도관(126)내에서 소정의 압력에 도달하면, 조절 밸브(129)는 상기 건조 기체생성물을 도관(127) 또는 도관(133)을 통해 분배한다. 상기 기체 생성물이 상기 도관(127)을 통해 분배된다면, 밸브(128)로 조절하면서 도관(130)을 통해 더욱 분배시키면서 건조 기체 시스템(132)으로 전달된다. 상기 조절 밸브(129)가 상기 기체 생성물을 도관(133)을 통해 전달되도록 세팅된다면, 상기 기체 생성물은 BPR밸브(131)로 조절되면서 제2의 건조기체 시스템이나 사용자에게 배출된다. 상기 작동 조절기(136)은 상기 공기 압축기(110)를 작동하고 상기 건조 시스템(132)로부터 소요량을 인지할 뿐만 아니라, 상기 조절 밸브(129)를 작동시키다. 상기 조절밸브(129)는 상기 탈습기(118)내의 압력이 소정의 압력에 도달할 때까지 도관(127) 또는 (133)을 통해 상기 건조 기체 생성물을 분배시키지 않는다.

제 3 도에 있어서, 번호는 제1도 및 2도와 유사하나 차이점이 이 시스템의 제일 앞부분에 습윤기체 (wet air) 저장 탱크(213)을 포함한다는 것이고 시그널이 이 탱크로부터 조절기(236)를 통해 상기 압축기(210)로 전달된다는 것이다. 상기 저장 탱크(213)는 이것으로부터 임의의 응축물을 배출시키기 위한 도관(211)을 가지고 있다. 이 시스템은 상기 막 건조기(218)로부터 건조공기의 수요량이 총 압축된 공기 용량의 일부분만을 나타내거나 또는 대안적인 건조공기의 필요성이 이 시스템에 부가된 경우를 위해 도안된 것이다. 예를 들어 상기 밸브(231)를 개방하여 상기 압축기를 그 용량 이상으로 작동시켜 생성된 기체의 흐름이 상기 건조 기체 시스템(232) 및 밸브(231)를 통해 요구되는 흐름을 충족시킨다면, 다음 상기 BPR밸브(229)는 경감된 압력에 의해 밀폐되고 이로써 불충분한 건조 기체 생성물이 도관 (227)으로 유입되는 가능성을 배제시킬 수 있다. 습윤 기체 저장 탱크(213)가 습윤 공기의 잔여분을 가지고 있다면, 또한 이것이 다른 목적에 사용될 수 있다면, 상기 밸브(219)를 개방하여 상기 과잉의 습윤 기체를 도관(215), (217) 및 (221)으로 누출되도록 할 수 있다. 제2도에서와 같이, 대안적인 기체 생성물은 도관(226) 및 도관(233)을 통해 건조기체 생성물을 도관(235)를 통해 분배시킬 수 있는 밸브(231)로 사용자에게 공급할 수 있다.

매우 간략화하여, 기체를 건조하는 방법에 있어서 적어도 하나의 BPR밸브의 사용은 습윤 기체가 기체 탈습기로 유입되기 전의 이 습윤 기체의 입력을 조절할 수 있다. 이것은 응축물의 제거를 허용하며 비압축된 기체가 상기 탈습기로 유입되는 것을 방지한다. 제1의 배압 조절기외에도, 체크 밸브 또는 바람직하게는 또 하나의 배압 조절기가 필요하다. 상기 탈습기로부터의 상기 건조기체 생성물 유출구에서, 배압 조절기는 불충분한 압력의 기체가 막 탈습기에 의해 충분하게 탈습되도록 하기 위해 상기 탈습기로부터 상기 건조 기체 시스템으로 배출되지 못하도록 방지한다. 대신, 상기 불충분하게 탈습된 기체는 상기 제 2의 압력 조절기가 상기 건조 기체를 건조 기체 생성물 포트로부터 건조 기체 시스템으로 배출시킬때까지 상기 침투성 유출구 포트를 통해 배출된다. 일반적으로, 상기 기체는 약 0.3부피%보다 적은 수분 함량으로 건조된다.

제1의 배압 밸브는 임의의 습윤 기체가 상기 탈습기로 전달되지 못하도록 하여 목적하는 압력 수준까지 도달하게 한다. 상기 제 1의 배압 조절 밸브는 일반적으로 소정의 압력으로 세팅되어 있고, 이것은 대략 공식적인 작동 단계 압력의 50 내지 80%에 달하는 것이다. 상기 압축된 습윤 기체의 압력이 상기 소정의 압력에 도달하여 상기 습윤 기체내에 응축할 수 있는 수분의 대부분의 양이 상기 압축기내 기체 압축점에서 응축물로서 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 습윤기체가 상기 제 1의 압력 조절 밸브에서 소정의 압력에 도달하면, 상기 밸브는 개방되고 상기 습윤 기체가 막 기체 분리 장치인 상기 탈습기로 전달된다. 이 막 장치는 상기 습윤 기체를 비생성물인 습윤 기체흐름과 생성물인 건조 기체 흐름으로 분리하기 시작할 것이다. 상기 건조 기체 시스템의 공식적인 작동 단계 압력과 대략 유사한 시점에 도달할 때까지는, 상기 탈습기 장치 다음에 배치된 제2의 조절 밸브는 밀폐상태이므로, 상기 탈습기는 모든 생성물을 비생성물 배출구 포트를 통해 분배시킨다. 상기 탈습기내의 기체가 상기 건조 기체 시스템압력에 도달하면, 상기 탈습기의 유출구 포트로 전달되는 기체는 충분한 건조 기체가 되고 상기 기체 생성물 흐름을 조절하는 배압 조절밸브는 개방되어 상기 건조 기체가 상기 건조 기체 시스템으로 전달되어 사용자에게 공급되도록 한다. 상기 건조 기체 시스템의 압력은 제2의 배압 조절기 밸브가 개방되는데 필요한 압축된 유입 기체의 소정의 압력보다 적어도 약 5%가 높다.

이상적으로는, 상기 총 시스템은 압축기가 작동하기 시작할 때, 그리고 상기 건조 기체 생성물이 상기 탈습기로부터 최종의 사용자에게 전달될때 상기 탈습시스템에 신호를 보내는 작동 조절기를 가진다. 본 발명의 다양한 변화가 가능하다. 예를들어, 상기 원료 기체가 천연 기체일 때, 상기 압축되고, 냉각된 원료 기체로부터 배출된 상기 응축물은 수분뿐만 아니라 프로판, 부탄 및 다른 고급의 탄화수소와 같은 고급의 탄화수소 생성물도 포함될 것이다.

본 발명은 상기 기체를 간헐적으로 필요로 하는 사용자에게 건조 기체를 공급하는 간단하고 경제적인 방법을 제시한다. 상기 건조 기체 생성물은 거의 허비되지 않으며 상기 시스템을 통해 사용자에게 전달될 수 있는 생성물의 특이조건을 만족시키지 못하는 임의의 기체도 거의 없다.

하기 실시예는 비제한적으로 본 발명을 설명한 것이다.

[실시예]

압축된 공기가 수용 탱크로 전달되어 약 100psig(689KPa)의 압력으로 압축된 공기 저장 용기를 만든다. 상기 수용 탱크는 상기 압축된 공기의 공급이 거의 일정 압력을 유지하도록 상기 압축기로부터 공기 흐름의 맥동에 제동기로서 작용한다. 이 탱크는 또한 저장 용기, 상기 압축된 공기의 냉각기, 및 상기 탱크내에서 냉각동안 응축된 수분이 탱크로부터 쉽게 제거되도록 하기 위한 응축 수분 트랩을 갖고 있다. 상기 수용탱크는 주기적으로 배출되는 응축된 수분의 제거용 유출구를 가지고 있다.

상기 수용 탱크로부터 냉각된 공기는 여과기를 통해 전달되고, 내장 예비여과기와 병합된 여과기가 바람직하다. 이 방법에서, 압축기로부터의 오일 및 다른 미립자로된 물질을 상기 방법으로 제거하여 상기 막 탈습기가 오염되지 않도록 한다.

상기 여과된 공기는 압축된 공기의 압력이 50psig(345KPa)에 도달했을때만 상기 탈습기로 전달되도록 하는 방식으로 셋팅된 배압조절기 밸브를 통해 조절된다. 상기 탈습기내에서, 상기 공기는 압축된 건조 기체 생성물 흐름과 수분의 대부분을 함유하는 흐름으로 분리된다. 이 생성된 기체 흐름 둘다, 탈습기내 압력이 상기 소정의 시스템 압력(예를 들어 80psig(552KPa)에 도달할 때까지 침투성 유출구 포트로 배출된다. 이 압력에 도달하면, 제2의 배압 조절기 밸브가 개방된다.

현재 건조 공기 생성물은 사용자들에게 시판되고 있다. 이런 예로서 상기 건조 공기를 필요로 하는 2가지 사용자가 있다. 제1 사용자는 건조가 거의 되지 않은 것을 필요로 한다. 제2 사용자는 단지 건조 공기만을 필요로 한다. 탈습기 시동시의 공기가 실수로 제2 사용자에게 공급되는 것을 방지하기 위해서, 상기 시스템은 제2 사용자에게 건조 기체 생성물을 공급하기 전에 상기 탈습기 다음의 라인에 제2의 배압 조절기를 배치한다. 제1 사용자에게는 제2압력 조절기 전과 탈습기 다음의 라인으로 공급한다.

상기 배압 조절기(BPR)는 적어도 3가지 장점을 갖고 있다. 상기 탈습기 앞에 배치한 BPR은 상기 압축기가 수용 탱크내에 적어도 50psig(345KPa)의 압력을 주기에 충분한 공기를 압축시킬 때까지 시동시 상기 수용 탱크로부터 상기 시스템으로 어떤 흐름도 생기지 않도록 한다. 이런 압력 증강의 잇점은 보관이나 드로우(draw) 하는 상기 시스템의 다른 부분이 압력을 필요로하지 않기 때문에 압력 증강에 더 짧은 시간을 필요로 한다. 상기 증강된 압력이 공급된 공기를 냉각시키므로 목적하는 수분의 응축으로 과도한 수분을 용이하게 제거할 수 있다. 부가적으로, 상기 탈습기 앞에 상기 BPR밸브의 배치로 탈습기 내부의 막이 상기 공급된 기체를 습윤 기체 흐름과 건조 기체 생성물 흐름으로 분리하는 기능을 시작하도록 상기 탈습기내의 압력이 적합하게 될때까지 상기 탈습기로 공급되는 공기의 흐름을 방지한다. 저압에서 습윤 공기가 탈습기로 누설되거나 스며나온다면, 습윤 공기는 상기 막 탈습기를 “폐쇄”시키는 경향이 있다.

일반적으로, 사용자에게 공급되는 건조 기체 생성물 공급 라인내에 수분경보비가 배치되어 있다. 상기 건조 기체 생성물의 압력이 제2의 사용자의 요구조건을 만족시킬때까지 상기 제2의 BPR밸브는 밀폐 상태를 유지한다.

상기 방법을 시동할때는, 2개의 BPR밸브 모두 밀폐되어 있다. 상기 방법의 압력이 압축된 원료 기체가 상기 수용 탱크로부터 상기 탈습기로 공급하기에 충분할때 제1 BPR밸브는 개방된다. 제2의 BPR밸브는 상기 탈습기가 습윤 공기를 제거하고 제2의 사용자의 건조 기체시스템의 특이 조건을 충족시키는 건조 기체를 효과적으로 생성하는데 충분한 압력에 도달할때까지 건조 기체 생성물의 제2의 사용자들에게 공급되지 못하도록 한다. 상기 후자의 시점에서, 상기 제2 BPR밸브는 개방되고 상기 건조 기체 생성물이 제2사용자에게 공급된다.

상기 건조 기체 시스템은 수분 경보기 및 특이 조건을 만족시키지 못하는 기체를 상기 수분 경보 지시기가 상기 건조 기체 생성물이 다시 특이 조건을 만족시킨다는 것을 나타낼 때까지 또 다른 사용자 포트 또는 다른 사용이나 저장용 측로로 전달하도록 전환하는 전환기 밸브를 가지고 있다.

90psig(620KPa)로 시험된 평균 압력, 100°F(37.8℃)에서 탈습기의 시동시 유입구의 이슬점은 다음과 같다 :

[표 1]

요약하여, 제2의 BPR밸브 및 상기 수분 경보기는 상기 이슬점이 상기 경보를 소거할 정도로 충분히 낮지 않는 한, 상기 제2사용자에게 어떤 흐름도 전달되지 않도록 한다. 시동시, 압력이 50psig(345KPa)이상으로 증가됨으로서, 건조에 필요한 내부 물질의 정화와 함께 상기 탈습기는 작동을 시작한다. 상기 압력이 80psig(552KPa)를 유지할때는, 상기 건조기는 건조기체를 생성하기에 충분한 시간이 있다. 그러므로 80psig(552KPa)를 유지할때는, 상기 건조기는 건조기체를 생성하기에 충분한 시간이 있다. 그러므로 80psig(552KPa)에 도달할때, 그리고 상기 기체가 상기 탈습기로부터 유출되어 상기 수분 경보기가 전달될때, 상기 경보기는 빠르게 건조되어 경보가 주로 30초이내에 제거된다.

제1사용자가 기체 생성물을 공급받는 동안, 상기 수용 탱크중의 압력이 80psig(552KPa)이하로 저하된다면, 제2사용자에게 공급이 중단될 것이다. 이것은 제1사용자에게 건조 공기 생성물이 더 많이 전달되도록 하며 더 많은 흐름량이 건조 상태를 지속할 것이다. 제1사용자가 사용을 중단할때, 그리고 상기 수용 탱크내 압력이 80psig(552KPa)로 회복되면, 상기 흐름은 자동적으로 제2사용자에게 공급되기 시작할 것이며, 일반적으로 경보 조건도 발생하지 않으므로 상기 경보기 측로로의 기체 생성물의 손실도 없을 것이다.

Claims (8)

1. (a) 처리할 기체를 수용할 유입구, 압축된 기체를 배출시킬 유출구, 및 상기 기체의 임의의 응축된 부분을 방출시키는 유출구를 포함하는 압축기 ; (b) 상기 압축기에 의해 배출되는 상기 압축 기체를 수용하고 상기 압축 기체를 하기의 막 탈습기로 배출시키는 배압 조절기 밸브(BPR) ; (c) 상기 BPR밸브에 의해 배출된 압축 기체를 수용하는 유입구, 거의 무수상태의 비침투성 기체 생성물을 배출시키는 생성물 유출구, 및 이로부터 침투성 기체를 방출시키는 침투성 유출구를 가진 막 탈습기 ; 및 (d) 상기 탈습기로부터 기체 시스템으로 상기 비침투성 기체 생성물의 배출을 조절하는 체크 밸브를 포함하는 간헐적으로 탈수된 기체를 공급하기에 적합한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 BPR밸브 및 상기 체크 밸브의 개폐를 조절하는 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 막 기체 분리기가 원료 기체 유입구, 침투성 기체 유출구 및 비침투성 기체 생성물 유출구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 체크 밸브가 배압 조절기 밸브인 것을 특징으로 하는 장치.
5. (a) 수분 함유 원료 기체를 소정의 압력하에서 압축시키고 ; (b) 상기 기체를 가압하에서 응축물로서 응축할 수 있는 수분을 제거하기에 충분히 낮은 온도로 냉각시키고 ; (c) 상기 원료기체를 적어도 상기 소정의 압력과 동일한 압력을 유지하면서, 침투성 유출구와 비침투성 건조 기체 생성물 유출구를 가진 막 기체 분리수단으로 배출시키고 ; (d) 상기 가압된 원료 기체를 상기 분리 수단으로 전달하면서 상기 분리 수단의 압력이 소정의 압력에 도달할 때까지 상기 모든 기체를 상기 침투성 유출구로 배출시키고 ; (e) 얻어진 거의 무수상태의 기체를 건조기체 시스템으로 배출시키고 ; 그리고 (f)상기 단계가 중지되고 다시 시작할 때는 단계(a)에서 (e)를 반복하는 것을 포함하는 간헐적으로 사용하기에 적합한 기체 탈수 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 원료 기체의 소정의 압력이 적어도 50psig인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 거의 무수상태의 기체는 약 0.3부피%보다 더 적은 수분함량을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 기체 분리 수단내의 소정의 압력이 상기 수분 함유 원료의 소정의 압력보다 적어도 약 5% 더 높은 것을 특징으로 하는 방법.