專利名稱：壓縮空氣利用壓縮機(jī)熱通過密封的再生循環(huán)的干燥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的特征(a)至(h)的用于壓縮 空氣的干燥的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于這樣的裝置的吸收容器的 再生的方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的裝置中使至少兩個并聯(lián)的充滿干燥劑的吸收容器交替地 以吸收操作和再生操作運(yùn)行。在吸收操作中干燥劑干燥待干燥的壓縮 空氣，在再生操作中首先通過解吸來千燥并接著冷卻載有濕氣的干燥 劑。通過利用包含于待干燥的潮濕的壓縮空氣中的熱實(shí)現(xiàn)干燥劑的干 燥。該熱通過不屬于裝置的壓縮機(jī)的壓縮功產(chǎn)生，其從潮濕的環(huán)境空 氣壓縮成待干燥的壓縮空氣。
在已知的現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)定，通過一熱的壓縮空氣流將在處于再生 操作中的吸收容器的干燥劑中結(jié)合的濕氣解吸并且在排出結(jié)合的濕氣 以后通過一較冷的壓縮空氣流進(jìn)行冷卻，此時較冷的壓縮空氣流充滿 濕氣。
一同一種裝置的工藝流程圖以不同的階段示于圖1和2中 圖1顯示已知的裝置處于解吸階段(現(xiàn)有技術(shù))； 圖2顯示已知的裝置處于冷卻階段(現(xiàn)有技術(shù))。 圖1和2中所示的用于壓縮空氣的干燥的裝置經(jīng)由一進(jìn)口 1和一 出口 2連接于不屬于該裝置的壓縮機(jī)9或連接于未示出的壓縮空氣網(wǎng)。 壓縮機(jī)9吸入潮濕的環(huán)境空氣并將其壓縮。待千燥的潮濕的壓縮空氣 8通過進(jìn)口1進(jìn)入裝置。裝置包括兩個并聯(lián)的吸收容器3、 4,其中總 是一個容器3處于吸收操作而另一個容器4處于再生操作。在全部在 這里描述的圖中總是左邊的吸收容器3處于吸收操作，而其右邊的容器4或處于再生操作或處于準(zhǔn)備操作。再生包括接連的步驟吸收和 冷卻。
圖1中將右邊的吸收容器4解吸。為此將潮濕的壓縮空氣經(jīng)由一 進(jìn)氣管道10作為解吸壓縮空氣流引導(dǎo)通過右邊的容器4。同時處于容 器4中的干燥劑向解吸壓縮空氣流排出其濕氣。這由于在待干燥的壓 縮空氣8中的熱是可能的，其通過壓縮機(jī)9中的壓縮過程產(chǎn)生。將裝 置的各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)11接通成使壓縮空氣流另外通過一冷卻器12冷卻并 且由此冷凝的水以滴落體(Tropfenfalle) 13分離。從待干燥的壓縮空 氣8中取出的濕氣因此在滴落體13處離開裝置?，F(xiàn)在待干燥的壓縮空 氣8導(dǎo)過處于吸收操作的左邊的吸收容器3。其中包含的干燥劑吸收 濕氣，從而產(chǎn)生干燥的壓縮空氣14。其經(jīng)由一排氣管道15導(dǎo)向出口 2 并且從那里輸入到未示出的壓縮空氣網(wǎng)。
在圖2所示的冷卻階段將裝置的各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)ll接通成使首先在冷 卻器12中冷卻導(dǎo)過進(jìn)氣管道10的潮濕的壓縮空氣8的氣流，然后以 滴落體13冷凝并緊接著作為冷卻壓縮空氣流導(dǎo)過右邊的容器4。由于 冷卻壓縮空氣流吸收新解吸的干燥劑的熱，在可以在左邊的吸收容器 3中干燥潮濕的壓縮空氣8之前，必須首先將冷卻壓縮空氣流導(dǎo)過一 輔助冷卻器5。將從現(xiàn)在起干燥的壓縮空氣14經(jīng)由排氣管道15導(dǎo)向 出口 2并且從那里輸入網(wǎng)絡(luò)。
在剛剛描述的干燥裝置中不利的是，只當(dāng)存在從壓縮機(jī)到壓縮空
這意味著，'壓縮機(jī)9已在^置)動"就必;頁操作，以i產(chǎn)生為開始的
解吸需要的壓縮熱。同時從仍未完全調(diào)溫的裝置中流出的壓縮空氣仍 不具有要求的質(zhì)量，該質(zhì)量在制藥工業(yè)、食品工業(yè)或半導(dǎo)體工業(yè)的敏 感的應(yīng)用中是要求的。因此必須將在裝置開動時以高能耗產(chǎn)生的壓縮 空氣未加利用地放掉。由此不僅喪失能量，而且損失時間。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到圖l和2中所示的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于壓縮空氣的干燥的裝置，其提供較高質(zhì)量的干燥的壓縮空氣而不需要附加的時間消耗和能量耗費(fèi)。
該目的這樣達(dá)到，即裝置具有一回程管道，其從處于再生操作中的吸收容器可這樣連接到進(jìn)氣管道上，即經(jīng)由一分流管道可在出口之前分出干燥的壓縮空氣的分流，作為壓縮空氣流可通過處于再生操作中的吸收容器并且最后可經(jīng)由回程管道返回待干燥的潮濕的壓縮空氣流中。
為了能夠再循環(huán)，在分流管道上設(shè)置一增壓泵，借助于它可提高干燥的壓縮空氣的分流的壓力。按這種方式補(bǔ)償處于再生階段中的吸收容器中的壓力損失，從而分流向主流中的再循環(huán)是可能的。
在裝置中借助于已干燥的空氣實(shí)施冷卻階段，但其沒有丟失，由于增壓泵，可以將分出的分流重新輸給主流，其達(dá)到干燥。這創(chuàng)造兩
項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn)通過干燥劑用干燥的壓縮空氣的冷卻改變吸收器中的物理狀況。在用熱的、但又載有濕氣的壓縮空氣的結(jié)束的解吸階段以后干燥劑和解吸壓縮空氣流處于平衡。待干燥的壓縮空氣具有水蒸汽的顯著較小的分壓力。現(xiàn)在控制的冷卻空氣流與干燥劑之間的分壓差作為推動力產(chǎn)生吸收的再解吸。通過再解吸減少在干燥劑中水分子的剩余負(fù)載。干燥劑的剩余負(fù)載首先對于壓縮空氣干燥的質(zhì)量是負(fù)有責(zé)任的。因此呈現(xiàn)質(zhì)量改進(jìn)而不需要附加的加熱能量。此外為了冷卻空氣流的再循環(huán)不需要一附加的輔助冷卻器。
本發(fā)明的一有利的進(jìn)一步構(gòu)成設(shè)定，分流管道在其通入處于再生操作的吸收容器之前穿過一傳熱器。該傳熱器用于加熱或冷卻干燥的壓縮空氣的分流。借此改善解吸或冷卻。
借助于傳熱器向分流排出的熱或者由來自另外存在的壓縮機(jī)熱的外部的加熱介質(zhì)取得。
為了利用壓縮機(jī)熱，將待干燥的潮濕的壓縮空氣的熱在傳熱器中傳給沿分流管道導(dǎo)向的干燥的壓縮空氣的分流。
一特別的優(yōu)點(diǎn)在于，借助于一任選的外部的加熱介質(zhì)加熱分流。如果離開裝置的干燥的壓縮空氣的質(zhì)量仍不夠用時，則優(yōu)選總是接入外部的熱，以便符合應(yīng)用的質(zhì)量要求。這在裝置開動時尤其如此。全部至今在現(xiàn)有技術(shù)中已知的裝置(其中利用壓縮熱或其他的加熱的壓縮空氣流實(shí)施解吸)只在壓縮空氣流動時才可以實(shí)施方法步驟"解吸"和"冷卻"。所謂的"起動"(此時千燥劑處于一確定的狀態(tài))對此是不可能的。在起動階段至今或接受低的質(zhì)量或昂貴壓縮的壓縮空氣在吸收容器的后面被如此久地放掉，直到其已達(dá)到要求的質(zhì)量為止。本發(fā)明的這種進(jìn)一步構(gòu)成的熱交換器(其向分流供給外部的熱)在正常操作中仍然是斷開的。只在裝置起動時才將其接入，從而吸收容器的調(diào)溫是明顯較快的并且不產(chǎn)生壓力損失。


現(xiàn)在將借助工藝流程圖描述本發(fā)明的兩個實(shí)施例。其中
圖3: —按照本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施形式處在解吸階段；
圖4:圖3的裝置處在冷卻階段；
圖5:圖3的裝置處在另一解吸階段；
圖6:圖3的裝置處在準(zhǔn)備階段；
圖7: —按照本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施形式處在解吸階段；圖8:圖7的裝置處在冷卻階段；圖9:圖7的裝置處于準(zhǔn)備。
具體實(shí)施例方式
圖3、 4、 5和6以不同的階段示出一按照本發(fā)明用于壓縮空氣的干燥的裝置的第一實(shí)施形式。潮濕的壓縮空氣8 (—不屬于該裝置的壓縮機(jī)9從環(huán)境空氣將其壓縮)通過進(jìn)口 1進(jìn)入裝置。壓縮機(jī)9未裝備再冷卻器，從而進(jìn)入的潮濕的壓縮空氣8比環(huán)境空氣熱。 一進(jìn)氣管道10直接在進(jìn)口 1的后面分支并且借助于多個調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)11可在兩側(cè)連接到兩并聯(lián)的吸收容器3、 4的每一個上。
在圖3所示的操作狀況下左邊的吸收容器3處于吸收階段，右邊的吸收容器4處于再生階段，更準(zhǔn)確地說處于解吸中。為了解吸，沿進(jìn)氣管道10首先將仍待千燥的壓縮空氣8的熱導(dǎo)過右邊的吸收容器 4，以便實(shí)施解吸。同時加熱右邊的吸收容器4中的干燥劑，借此蒸發(fā) 其中包含的水。在一冷卻器12中冷卻載有水蒸汽的壓縮空氣流的熱。 將同時冷凝的濕氣由滴落體13除去。待干燥的壓縮空氣流8現(xiàn)在通過 處于吸收操作的吸收容器3，從而產(chǎn)生干燥過程的產(chǎn)品，即干燥的壓 縮空氣14。干燥的壓縮空氣14沿一排氣管道15流向出口 2。
直接在出口 2之前由排氣管道15分出一分流管道16,其在圖4 所示的冷卻階段中是需要的。在冷卻階段借助于分流管道16將干燥的 壓縮空氣14的一分流7為了冷卻目的返回裝置。為此首先借助于一增 壓泵17提高分流7的壓力。必要時分流管道16穿過一傳熱器18，在 其中需要時可以借助于外部的冷卻介質(zhì)附加地冷卻分流7。但這通常 是不必要的。分流7現(xiàn)在導(dǎo)過右邊的吸收容器4并且在那里冷卻包含 的干燥劑，其因此重新是準(zhǔn)備使用的。將分流7在處于冷卻階段的容 器4的后面在位置19混合進(jìn)氣管道10中的待干燥的壓縮空氣8的氣 流。它們接著重新穿過正在吸收的容器3。
圖5示出另一在裝置起動過程中的解吸階段，此時為了最初適當(dāng) 地調(diào)溫右邊的吸收容器4，經(jīng)干燥的壓縮空氣14仍未達(dá)到要求的質(zhì)量。 在這里，不同于圖3中所示的處于連續(xù)操作中的解吸階段，接入通常 只在冷卻階段(圖4)需要的增壓泵并分出一分流7，在傳熱器18中 利用一外部的加熱介質(zhì)加熱分流7,以便實(shí)施右邊的吸收容器的解吸。 整個的裝置在該階段的過程中并不被流過，而只處在操作壓力作用下。
圖6中右邊的吸收容器4已重新完全排出其水負(fù)載并且現(xiàn)在處于 準(zhǔn)備中。同時其不由壓縮空氣流過。干燥的壓縮空氣14的一分流的分 支是不需要的。流入的潮濕的壓縮空氣8的全部容積流量無裝置內(nèi)部 的循環(huán)而由出口 2被完全排出。
圖7至9示出一按照本發(fā)明的用于壓縮空氣干燥的裝置的第二實(shí) 施形式。其相對第一實(shí)施形式的區(qū)別在于解吸壓縮空氣流的引導(dǎo)。為 了解吸(圖7)，在這里借助于一直接在出口 2之前從排氣管道15中 分出的分流管道16從干燥的壓縮空氣14中分出一分流7。借助于一增壓泵17提高分流7的壓力，該增壓泵設(shè)置在分流管道中。分流7 接著穿過傳熱器18，在其中將分流借助于壓縮機(jī)9的壓縮機(jī)熱而預(yù)熱。
為此將潮濕的熱壓縮空氣8直接在其通過進(jìn)口 1進(jìn)入裝置之后沿 一進(jìn)氣管道IO引導(dǎo)通過傳熱器18。在那里將包含于潮濕的壓縮空氣8 中的壓縮熱傳給干燥的壓縮空氣14的分流7。將干燥的壓縮空氣的這 樣預(yù)熱的分流7為了解吸而導(dǎo)過右邊的容器4并緊接著在位置19返回 進(jìn)氣管道IO，從而分流7重新混合于潮濕的壓縮空氣8。如在本發(fā)明 的第一實(shí)施形式中將潮濕的壓縮空氣8現(xiàn)在首先在一冷卻器12中冷 卻，接著冷凝成滴落體13，通過正在吸收的吸收容器3干燥并且通過 排氣管道15從裝置中排走。
本發(fā)明的第一和第二實(shí)施形式的共同性在于，將分流7用于冷卻 右邊的吸收容器4。與之相應(yīng)地在第二實(shí)施例的冷卻階段(圖8)將各 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)11轉(zhuǎn)換成使進(jìn)氣管道10不通過傳熱器18。在冷卻階段的過 程中運(yùn)轉(zhuǎn)增壓泵17,以便將分流7在19處在壓縮機(jī)水平上輸入進(jìn)氣 管道IO。
在準(zhǔn)備操作中(圖9)斷開增壓泵17，從而不流過準(zhǔn)備著的容器4。
兩實(shí)施形式的另一共同性在于解吸時壓縮機(jī)熱的充分利用。在第 一裝置中(圖3)將壓縮機(jī)熱直接由仍潮濕的待干燥的壓縮空氣8的 氣流傳給干燥劑。在第二裝置中(圖7)將壓縮機(jī)熱在傳熱器18中吸 收并傳給正在解吸的分流7。
權(quán)利要求
1. 用于干燥壓縮空氣的裝置，a)具有進(jìn)口(1)和出口(2)，通過該進(jìn)口待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)進(jìn)入裝置中，通過該出口干燥的壓縮空氣(14)從裝置排出；b)具有至少兩個并聯(lián)的填充干燥劑的吸收容器(3、4)，所述吸收容器經(jīng)由進(jìn)氣管道(10)連接于進(jìn)口(1)和經(jīng)由排氣管道(15)連接于出口(2)；c)各吸收容器(3、4)中的總是至少一個容器(3)處于吸收操作，同時至少另一個容器(4)或處于不被流過的準(zhǔn)備操作或處于再生操作；d)由待干燥的壓縮空氣(8)流過處于吸收操作的吸收容器(3)并且該處于吸收操作的吸收容器的干燥劑吸收待干燥的壓縮空氣(8)的濕氣；e)首先由解吸壓縮空氣流并接著由冷卻壓縮空氣流流過處于再生操作的吸收容器(4)；f)解吸壓縮空氣流通過待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)的熱加熱；g)解吸壓縮空氣流解吸結(jié)合于處于再生操作的吸收容器(4)的干燥劑中的濕氣；h)并且冷卻壓縮空氣流冷卻處于再生操作的吸收容器(4)的干燥劑；其特征在于i)由排氣管道(15)分出一個可連接到處于再生操作的吸收容器(4)上的分流管道(16)，該分流管道穿過增壓泵(17)；j)并且裝置具有回程管道(20)，該回程管道由處于再生操作的吸收容器(4)可連接到進(jìn)氣管道(10)上；k)這樣，經(jīng)由分流管道(16)在出口(2)之前可分出干燥的壓縮空氣(14)的分流(7)，該分流的壓力可被提高，該分流作為冷卻壓縮空氣流可通過處于再生操作的吸收容器(4)并且最后經(jīng)由回程管道(20)可混入待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)的氣流中。
2. 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于分流管道(16)在 通入處于再生操作的吸收容器(4)之前穿過傳熱器(18)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于借助于傳熱器(18) 可將干燥的壓縮空氣(14)的沿分流管道(16)引導(dǎo)的分流(7)的熱 傳給外部的冷卻介質(zhì)。
4. 按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于外部的加熱介質(zhì)的 熱可借助于傳熱器(18)傳給干燥的壓縮空氣(14)的沿分流管道(16) 引導(dǎo)的分流(7)。
5. 按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于待干燥的潮濕的壓 縮空氣(8)的熱可借助于傳熱器(18)傳給干燥的壓縮空氣(14)的 沿分流管道(16)引導(dǎo)的分流(7)。
6. 用于處于再生操作的、填充干燥劑的吸收容器(4)的再生的 方法，該吸收容器并聯(lián)于另一處于吸收操作的吸收容器(3)，其中處 于吸收操作的吸收容器(3)干燥待干燥的潮濕的壓縮空氣(8),從而 產(chǎn)生干燥的壓縮空氣(14);其特征在于由干燥的壓縮空氣(14)分 出分流(7)，提高分流(7)的壓力，并且使分流(7)通過處于再生 操作的吸收容器(4)并緊接著混合于待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于借助于干燥的壓縮 空氣(14)的分流(7)冷卻處于再生操作的吸收容器(4)的干燥劑。
8. 按照權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于借助于干燥的 壓縮空氣(14)的分流(7)干燥處于再生操作的吸收容器(4)的干 燥劑。
9. 按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于干燥的壓縮空 氣(14)的分流(7)在流入處于再生操作的吸收容器(4)之前引導(dǎo) 通過傳熱器(18)。
10. 按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在傳熱器(18)中冷卻干燥的壓縮空氣(14)的分流(7)。
11. 按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在傳熱器(18) 中加熱干燥的壓縮空氣(14)的分流(7)。
12. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在傳熱器(18) 中由外部的加熱介質(zhì)加熱干燥的壓縮空氣(14)的分流(7)。
13. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在傳熱器(18) 中由待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)加熱干燥的壓縮空氣(14)的分流(7)。
14. 用于操作按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的裝置的方法，其 特征在于為了處于再生操作的吸收容器(4)的再生，采用按照權(quán)利 要求6至13之一項(xiàng)所述的方法。
15. 干燥的壓縮空氣(14)，其利用按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所 述的裝置干燥。
16. 按照權(quán)利要求15所述的干燥的壓縮空氣(14),其特征在于 按照權(quán)利要求14的方法操作裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于壓縮空氣的干燥的裝置，其中使至少兩個并聯(lián)的填充干燥劑的吸收容器(3、4)交換地以吸收操作或以再生操作運(yùn)行。在吸收操作中干燥劑干燥待干燥的壓縮空氣(8)，在再生操作中首先通過解吸干燥并接著冷卻載有濕氣的干燥劑。通過包含于待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)中的熱的利用實(shí)現(xiàn)干燥劑的干燥。為了提高能量效率和干燥的壓縮空氣(14)的質(zhì)量，本發(fā)明建議，在結(jié)束解吸以后為了冷卻處于再生操作的吸收容器(4)從干燥的壓縮空氣(14)中分出一分流(7)并且在穿過處于吸收操作的吸收容器(4)以后混合于待干燥的潮濕的壓縮空氣(8)。為此需要增壓泵(17)，其設(shè)置在由排氣管道(15)分出的分流管道(16)中。這即使不存在過程空氣流動時也能夠?qū)嵤├鋮s階段作為再生的第二方法步驟。
文檔編號B01D53/04GK101479018SQ200780023567
公開日2009年7月8日 申請日期2007年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者H·布勞舍克 申請人:艾沃爾科技有限公司