零氣損吸附式干燥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)的接入口和接出口之間并聯(lián)有通過控制閥控制壓縮空氣進出的左、右吸附塔，左、右吸附塔還設置有：加熱再生系統(tǒng)，其包括接于再生空氣進口的鼓風機、接于鼓風機而對再生空氣進行加熱的加熱器，經過加熱器加熱的再生空氣經過控制閥而接入左、右吸附塔，左、右吸附塔具有通過排氣閥控制的再生排氣管路，左、右吸附塔設置有通過控制閥控制的減壓排氣管路；鼓風冷卻再生系統(tǒng)，其包括具有冷卻水進口、冷卻水出口的冷卻器，冷卻器出口接于鼓風機的入口，冷卻器入口通過控制閥而接于加熱再生系統(tǒng)的再生排氣管路；控制系統(tǒng)，其電連接于左、右吸附塔處設置的壓力傳感器、鼓風機、冷卻器。該系統(tǒng)節(jié)能效果較為理想。
【專利說明】零氣損吸附式干燥系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種零氣損吸附式干燥系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 壓縮空氣已經成為了 一種最重要的工業(yè)能源之一。目前，在工業(yè)化國家里大約有 10%的能源消耗用于生產或處理壓縮空氣。
[0003] 國內現(xiàn)在普遍使用的是微熱再生吸干機，這種吸干機使用干燥后的壓縮空氣進行 再生和冷卻，能耗高，壓降大，露點不穩(wěn)定，干燥劑壽命短。由于這種吸干機先天設計和制造 的不足，企業(yè)本身無法通過加強管理和設備更新改造來達到國際最新一代干燥凈化系統(tǒng)的 節(jié)能功能。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種零氣損吸附式干燥系統(tǒng)。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0006] 零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有壓縮空氣的接入口（N1)和壓縮空氣的接出 口（N2)，其特征在于，所述接入口和接出口之間并聯(lián)有通過控制閥控制壓縮空氣進出的左、 右吸附塔（ADS. 1，ADS. 2)，所述左、右吸附塔還設置有：
[0007] 加熱再生系統(tǒng)，其包括接于再生空氣進口（N3)的鼓風機（K1)、接于鼓風機而對再 生空氣進行加熱的加熱器（H1)，經過加熱器加熱的再生空氣經過控制閥（V10，V11)而接入 左、右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通過排氣閥控制的再生排氣管路，所述左、右吸附塔設 置有通過控制閥控制的減壓排氣管路；
[0008] 鼓風冷卻再生系統(tǒng)，其包括具有冷卻水進口（N5)、冷卻水出口（N6)的冷卻器 (HE-02)，所述冷卻器出口接于鼓風機的入口，所述冷卻器入口通過控制閥（V14)而接于加 熱再生系統(tǒng)的再生排氣管路；
[0009] 控制系統(tǒng)，其電連接于左、右吸附塔處設置的壓力傳感器、鼓風機、冷卻器。
[0010] 作為對本實用新型的進一步改進在于，所述鼓風機安裝有過載保護繼電器。
[0011] 作為對本實用新型的進一步改進在于，所述加熱器的再生空氣出口處安裝有溫度 傳感器，該溫度傳感器接于控制系統(tǒng)。
[0012] 作為對本實用新型的進一步改進在于，所述再生排氣管路設置有溫度傳感器，其 接于控制系統(tǒng)。
[0013] 作為對本實用新型的進一步改進在于，所述左、右吸附塔之間設置有升壓吹掃閥 (V7)。
[0014] 本實用新型具有如下有益效果：
[0015] (1)采用進口蝶閥有效降低壓損。
[0016] (2)再生及冷卻過程中無壓縮空氣損耗（零氣損，節(jié)能）。
[0017] (3)完全自動化連續(xù)運行。
[0018] (4)脫附再生流程流向與吸附流程流向相反，有效提高了再生的效果并縮短了再 生時間（使用環(huán)境大氣，實現(xiàn)零氣損）。
[0019] (5)冷卻流程采用密閉循環(huán)冷卻，保證冷卻的效果并縮短了冷卻的時間（使用環(huán) 境大氣，實現(xiàn)零氣損）。
[0020] (6)吸附劑采用進口的活性氧化鋁和分子篩，保證吸附效率和吸附劑的使用壽命。
[0021] (7)密閉式冷卻循環(huán)設計，利用桶槽內部余熱對干燥劑做二次加熱
[0022] (8)露點切換節(jié)能系統(tǒng)（DDS)，通過持續(xù)檢測干燥機運行的負荷來控制整個干燥 循環(huán)，將再生解吸時間降至最短，從而將能耗降到最低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為零氣損吸附式干燥系統(tǒng)原理圖。

【具體實施方式】
[0024] 為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0025] 如圖1所示，零氣損吸附式干燥系統(tǒng)（以下簡稱"該系統(tǒng)"），該系統(tǒng)具有壓縮空氣 的接入口 N1和壓縮空氣的接出口 N2,空壓機輸出的飽和含水的潮濕壓縮空氣，經過合適的 過濾裝置除油、除水、除粉塵后從接入口 N1接入該系統(tǒng)，所述接入口和接出口之間并聯(lián)有 通過控制閥控制壓縮空氣進出的左吸附塔ADS. 1、右吸附塔ADS. 2,在接入口之后設置有控 制閥VI而將壓縮空氣引入左吸附塔，設置控制閥V2而將壓縮空氣引入右吸附塔，所述左、 右吸附塔上部裝有不銹鋼氣流分配網(wǎng)，確保進入的壓縮空氣均勻流過到整個吸附體。壓縮 空氣中的水蒸氣將被吸附劑吸附。經過干燥的壓縮空氣從吸附塔底部氣流分配網(wǎng)和控制閥 離開該系統(tǒng)，其中左吸附塔設置的控制閥V3而將壓縮空氣送離該系統(tǒng)，右吸附塔設置的控 制閥V4而將壓縮空氣送離該系統(tǒng)，從而構成了一個并聯(lián)的系統(tǒng)，壓縮空氣進入下游管道， 經過合適的粉塵過濾器消除吸附劑粉塵后，提供給用氣設備使用。吸附過程的時間長短，由 控制系統(tǒng)設定或由露點節(jié)能系統(tǒng)控制。
[0026] 干燥機的出氣露點，通過露點儀進行連續(xù)檢測，在任何時間如果露點超過要求，則 將發(fā)出"露點惡化"提示，但干燥機不停止運行。
[0027] 在左吸附塔進行壓縮空氣的干燥處理時，右吸附塔進行吸附劑的再生。
[0028] 其中，所述左、右吸附塔還設置有加熱再生系統(tǒng)、鼓風冷卻再生系統(tǒng)。
[0029] 加熱再生系統(tǒng)，其包括接于再生空氣進口 N3的鼓風機K1、接于鼓風機而對再生空 氣進行加熱的加熱器H1，經過加熱器加熱的再生空氣經過控制閥V10, VII而分別接入左、 右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通過排氣閥控制的再生排氣管路，該再生排氣管路中包括 接于左吸附塔的控制閥V5,接于右吸附塔的控制閥V6,并且均通過控制閥V15而將再生排 氣自再生空氣出口 Μ處排走，所述左、右吸附塔設置有通過控制閥控制的減壓排氣管路， 該減壓排氣管路包括接于左吸附塔的減壓排氣閥V8以及與其配合消音器S1而進行減壓排 氣，右吸附塔的通過減壓排氣閥V9配合消音器S2而進行減壓排氣。所述再生排氣管路設 置有溫度傳感器，其接于控制系統(tǒng)。
[0030] 鼓風冷卻再生系統(tǒng)，其包括具有冷卻水進口 Ν5、冷卻水出口 Ν6的冷卻器ΗΕ-02,所 述冷卻器出口接于鼓風機的入口，所述冷卻器入口通過控制閥V14而接于加熱再生系統(tǒng)的 再生排氣管路。
[0031] 控制系統(tǒng)，其電連接于左、右吸附塔處設置的壓力傳感器、鼓風機、冷卻器。
[0032] 再生過程在大氣壓下進行。再生過程開始前，首先打開右吸附塔塔頂部的減壓排 氣閥V9,通過消音器將塔內的壓縮空氣排出，使得壓力逐漸降低到大氣壓。右吸附塔上安 裝的壓力傳感器，將監(jiān)測這個減壓過程，如果在規(guī)定的時間內，塔內壓力沒有降低到設定值 (比如減壓排氣閥未能正常打開，或其它閥門存在嚴重泄漏導致壓縮空氣進入再生塔），則 認為減壓排氣過程異常，控制器（控制系統(tǒng)）將發(fā)出"減壓異常"報警信號，干燥機將暫停 在當前狀態(tài)，直到壓力降低到設定點以下，或經過操作人員手動消除故障信號，或經過維修 后，才能進入下一步再生過程。若用戶經過檢查，確認是壓力傳感器故障而系統(tǒng)閥門和運行 正常、壓力正常，也可以在控制器上選擇取消壓力傳感器的監(jiān)測報警功能，這樣程序就能繼 續(xù)運行，而用戶可在合適的時間更換損壞的壓力傳感器并重新投入檢測。
[0033] 下面詳述加熱再生系統(tǒng)：
[0034] 該系統(tǒng)使用環(huán)境空氣作為再生用氣。鼓風機吸入經過濾的環(huán)境空氣，送到加熱器， 將空氣加熱到所要求的再生溫度，經過控制閥VII從頂部進入右吸附塔塔，對已經吸水的 吸附劑進行加熱再生。再生排氣通過控制閥V6和控制閥V15最終排入環(huán)境的合適位置，建 議用戶安裝排氣管道，將熱風引到室外。
[0035] 加熱再生開始前，應當首先打開控制閥（再生排氣閥）V15,關閉減壓排氣閥V9。
[0036] 鼓風機的電機裝有過載保護繼電器，當發(fā)生電機過載時，干燥機（如無特別說明， 全文中"該系統(tǒng)"與干燥機具有同等含義）將發(fā)出"鼓風機過載"報警信號并暫停在當前狀 態(tài)數(shù)分鐘，隨后會嘗試再次啟動鼓風機，若連續(xù)兩次發(fā)生過載，干燥機將停止運行，干燥過 程將在當前干燥塔繼續(xù)進行以免切斷下游氣流。用戶經過檢修，消除故障后，干燥機將重新 開始整個再生過程。
[0037] 在加熱再生階段，加熱器的出風溫度，通過溫度傳感器進行連續(xù)檢測，并通過控制 程序進行控制，以維持合適的溫度范圍。但溫度傳感器故障時，加熱再生過程不能進行，干 燥機將暫停在當前狀態(tài)，并發(fā)出"加熱器溫度傳感器故障"聲光報警信號。在故障消除后， 將重新開始整個再生過程。
[0038] 當加熱元件發(fā)生故障（比如部分加熱元件燒毀，或部分供電接觸器無法吸合）導 致加熱器的出風溫度長時間達不到設定的溫度，則認為加熱器有故障，再生過程將繼續(xù)進 行并不中斷，但干燥機將發(fā)出"加熱器低溫故障"報警。
[0039] 加熱器內裝有溫度傳感元件，監(jiān)測加熱元件表面的溫度，當這個溫度超過設定點 時（比如加熱元件發(fā)生短路，或供電接觸器無法斷開，或鼓風機未能正常工作導致風量過 ?。?，將發(fā)出"加熱器超溫報警"，干燥機將暫停在當前狀態(tài)等待加熱器溫度下降到合適值 后，再次進行加熱再生工作。
[0040] 隨著再生塔內水分的減少，再生排氣的溫度將逐漸上升。在再生排氣管路上裝有 溫度傳感器，檢測再生排氣溫度。當再生排氣溫度達到合適的設定值后，加熱過程就結束， 加熱器將停止工作。同樣，如果這個溫度傳感器故障，控制器也將發(fā)出"再生排氣溫度傳感 器故障"報警信號，但再生過程并不停止，加熱過程繼續(xù)進行，直到完成程序設定的最大加 熱時間為止。用戶可在合適的時間更換這個溫度傳感器。
[0041] 如果干燥機吸附的水分特別少（比如進氣流量很小），程序規(guī)定有最小加熱時間， 在這個時間內，即使再生排氣溫度達到了設定值，加熱過程不結束，將繼續(xù)進行直到完成最 小加熱時間。這樣可以避免偶爾的傳感器干擾或誤差導致的加熱再生不足問題。
[0042] 如果干燥機吸附的水分過多（比如：進氣流量超設計條件，進氣溫度高于設計條 件，進氣壓力低于設計條件，或前置冷卻器、過濾器等性能惡化排水不暢），導致在最大加熱 時間結束時，干燥機的再生排氣溫度仍然不能達到設定值，則將發(fā)出"干燥機水分過載、再 生排氣溫度偏低"報警信號，但這不影響程序的繼續(xù)運行。
[0043] 加熱器出風溫度、加熱器超溫保護溫度、停止加熱溫度，均可在用戶現(xiàn)場通過控制 器的觸摸屏進行調整設定。設定參數(shù)將被控制器記憶儲存。
[0044] 下面詳述鼓風冷卻再生系統(tǒng)：
[0045] 加熱再生完成后，高溫的吸附劑并不具備干燥能力，必須進行適當?shù)睦鋮s。因此， 加熱器停止運行后，鼓風機將繼續(xù)運行，同時控制閥（再生排氣閥）V15關閉，而控制閥（再 生切換閥）V14打開，這樣，就形成了一個由鼓風機、加熱器、再生塔、冷卻器，以及相應管 道、閥門構成的循環(huán)回路。常壓空氣中這個回路中被鼓風機驅動，再生塔的熱量并冷卻器的 冷卻水帶走，實現(xiàn)了對高溫吸附劑進行冷卻。由于冷卻過程在閉合的環(huán)路中運行，在經過數(shù) 分鐘的冷卻后，再生塔頂部的吸附劑就開始產生吸附能力，將潮濕空氣轉變?yōu)楦稍锏目諝猓?這種干燥空氣，配合利用吸附塔內剩余的熱量，將對吸附塔最干燥的部位（此例為底部）進 行進一步再生，從而改善露點性能。
[0046] 鼓風冷卻再生過程的時間是由控制系固定控制的。這個時間也可以在現(xiàn)場通過控 制器的顯示屏進行現(xiàn)場設定調整。
[0047] 鼓風冷卻過程中，再生排氣溫度將得到檢測，并參與控制過程。若在此階段溫度傳 感器發(fā)生故障，仍將顯示"再生排氣溫度傳感器故障"報警信號，但再生過程并不停止，直到 規(guī)定的鼓風冷卻再生時間結束。
[0048] 在此階段，如鼓風機發(fā)生過載，同樣將發(fā)出報警信號，同時鼓風冷卻過程自動跳轉 至IJ "升壓"過程。
[0049] 在鼓風冷卻過程結束后，再生過程就基本結束。通常，這時干燥過程的時間還沒有 結束。因此還有剩余的時間用于更進一步的再生。這個步驟就是"干空氣吹掃冷卻"，這個 步驟僅用于對露點要求特別苛刻的場合，一般不需要，控制系統(tǒng)也僅僅在特殊條件下才提 供此運行步驟。這時，鼓風機也停止運行，再生塔頂部的控制閥V9再次打開，同時，設備底 部的升壓吹掃閥V7打開。極少量的壓縮空氣從下往上，對再生塔進行進一步的逆流冷卻和 吹掃再生。從而實現(xiàn)最佳的出氣溫度和露點。如果用戶對出氣露點和溫度的要求不嚴格， 出于節(jié)能目的，也可以通過控制器在現(xiàn)場選擇不啟用此項干空氣吹掃冷卻過程。干空氣吹 掃冷卻通常應當在大氣壓下進行，但若吹掃流量偏大，再生塔內也可能緩慢建立起壓力，這 對冷卻效果的影響很小，不影響干燥機的使用。
[0050] 冷卻過程結束后，再生塔將進入"升壓待機"狀態(tài)。
[0051] 下面對升壓待機過程進行詳述：
[0052] 當控制系統(tǒng)所在程序進入此步驟后，控制閥（減壓排氣閥）V9關閉、升壓吹掃閥V7 開啟，控制閥V6，V14，V15都關閉。在設定的時間內，再生塔（此例為右塔）的壓力將逐漸 恢復到系統(tǒng)工作壓力，并保持這個狀態(tài)，直到控制器發(fā)出指令進入下一步：并聯(lián)干燥。
[0053] 在此過程中，壓力傳感器將再次監(jiān)測再生塔內的壓力。如果在規(guī)定的時間內，壓力 未恢復到設定的數(shù)值，則將發(fā)出"升壓異常"故障報警信號。系統(tǒng)將暫停在當前狀態(tài)，直到 壓力恢復正?；虿偃藛T手動消除故障信號。
[0054] 當程序規(guī)定的干燥工作時間完成后，或露點節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出了左右切換的信號后， 待機狀態(tài)結束，干燥機進入并聯(lián)干燥步驟。
[0055] 并聯(lián)干燥過程：
[0056] 這時，右塔的控制閥（進氣閥）V2和控制閥（出氣閥）V4將打開，潮濕的壓縮空氣 同時經過左右塔干燥處理，向下游輸出干燥的壓縮空氣。這個過程持續(xù)數(shù)分鐘，時間由控制 系統(tǒng)的程序設定。
[0057] 切換：
[0058] 并聯(lián)干燥時間結束后，左塔的控制閥（進氣閥）VI關閉、控制閥（出氣閥）V3關閉， 壓縮空氣就只能通過右塔進行干燥處理，整個干燥過程就切換到右塔進行。左塔隨后就開 始再生過程，步驟與上述描述相同。
[0059] 功能順序簡述
[0060]

【權利要求】
1. 零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有壓縮空氣的接入口（N1)和壓縮空氣的接出口 (N2)，其特征在于，所述接入口和接出口之間并聯(lián)有通過控制閥控制壓縮空氣進出的左、右 吸附塔（ADS. 1，ADS. 2)，所述左、右吸附塔還設置有： 加熱再生系統(tǒng)，其包括接于再生空氣進口（N3)的鼓風機（K1)、接于鼓風機而對再生空 氣進行加熱的加熱器（H1)，經過加熱器加熱的再生空氣經過控制閥（V10, VII)而接入左、 右吸附塔，所述左、右吸附塔具有通過排氣閥控制的再生排氣管路，所述左、右吸附塔設置 有通過控制閥控制的減壓排氣管路； 鼓風冷卻再生系統(tǒng)，其包括具有冷卻水進口（N5)、冷卻水出口（N6)的冷卻器（HE-02)， 所述冷卻器出口接于鼓風機的入口，所述冷卻器入口通過控制閥（V14)而接于加熱再生系 統(tǒng)的再生排氣管路； 控制系統(tǒng)，其電連接于左、右吸附塔處設置的壓力傳感器、鼓風機、冷卻器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述鼓風機安裝有過 載保護繼電器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱器的再生空 氣出口處安裝有溫度傳感器，該溫度傳感器接于控制系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述再生排氣管路設 置有溫度傳感器，其接于控制系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的零氣損吸附式干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述左、右吸附塔之間 設置有升壓吹掃閥（V7)。
【文檔編號】B01D53/02GK204051394SQ201420381829
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】顧鳴, 魏立紅 申請人:上海振世能源科技有限公司