專利名稱：利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 一種吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置，具體涉及一種利用壓縮熱再生 的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置。
背景技術：
壓縮氣體干燥技術中，吸附式干燥器由于能獲得低露點氣體而大量使用，常用的 機型按其再生方式不同，分為無熱再生、微加熱再生、外加熱再生和壓縮熱(余熱)再生。在當前國際國內(nèi)節(jié)能降耗的大形勢下，原有的各種吸附式干燥器盡顯其不足之 處，如無熱再生吸附式干燥器，由于成品氣耗量大(約總流量的15 20% )，耗能高浪費大 而被限制使用(目前僅限用于20cm7min以下機型)；微加熱再生吸附式干燥器也因成品氣 耗量大，加熱能耗高而即將被市場淘汰。外加熱再生和壓縮熱(余熱)再生吸附式干燥器 雖具有明顯的節(jié)能效果，卻難獲得更低露點(一般常壓露點在-20 -40°C )的干燥氣體， 且由于吹冷氣量不足，吸附劑溫度難于恢復正常溫度，造成切換后一段時間露點升高(漂 移)。在世界范圍內(nèi)，大流量的氣體壓縮機一般選用離心式壓縮機，其中50%左右的離 心壓縮機投放進了中國市場，今年已升至1500臺左右，中國市場占離心壓縮機市場50%以 上。與離心壓縮機配套的干燥器常采用壓縮熱(余熱)再生吸附式干燥器。離心壓縮機技 術在不斷進步，壓縮過程已趨于等溫壓縮過程，由此帶來壓縮機排氣溫度更低，最優(yōu)機型的 排氣溫度可達到95-105°C。因此，在大型機領域節(jié)能降耗優(yōu)勢十分顯著，近來市場占有量高 速增長。壓縮機排氣溫度的降低，采用的干燥器再生的加熱溫度偏低，從而影響吸附劑再生 效果，難以獲得更低露點的干燥氣體。目前市場上使用的壓縮熱(余熱)再生吸附式干燥器，都采用壓縮熱(余熱)加 熱，吹冷氣排放的工藝，因此存在以下問題1)再生加熱溫度偏低，脫附不徹底，難以獲得更低露點的干燥氣體；2)吹冷氣量小，吹冷不徹底，導致氣體露點偏高(漂移)；3)吹冷氣排放到大氣中，排放過程有噪音，也污染環(huán)境；4)排放減壓易造成分子篩粉化加劇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有吸附干燥方法及大型吸附式壓縮氣體干燥器的缺點，提供一 種能獲得更低露點的干燥氣體，并回收吹冷氣體的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥 工藝及裝置，具有顯著節(jié)約降耗效果。本發(fā)明的具體技術解決方案如下該利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝，主要包括以下步驟1]原料氣先全流量流經(jīng)進行再生的吸附劑，利用原料氣的余熱對進行再生的吸附 劑進行加熱，再流經(jīng)進行吸附的吸附劑，上述氣體經(jīng)吸附劑吸附水分被干燥后，成為成品氣排出； 2]對原料氣進行冷卻分離后流經(jīng)步驟1中進行吸附的吸附劑，吸附原料氣中的水 分干燥后，成為成品氣，部分成品氣排出，部分成品氣進入步驟3處理；3]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓加熱后，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利 用經(jīng)加熱的成品氣對進行再生的吸附劑再一次進行加熱，流出后與步驟2中的原料氣匯合 后進行步驟2中的處理；4]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利用經(jīng) 增壓的成品氣對進行再生的吸附劑進行吹冷，流出后與步驟2中的原料氣匯合后進行步驟 2中的處理，直至進行再生的吸附劑完成再生。以上所述的步驟4完成后可進行步驟5，5]進行再生的吸附劑完全再生后，與進行吸附的吸附劑進行工作狀態(tài)的切換；由 步驟1中進行吸附的吸附劑再生，進行再生的吸附劑吸附。以上所述步驟2中部分成品氣進入步驟3或步驟4處理，該部分氣體為步驟2中 總成品氣量的4 10%，以5 7%為佳，其具體值可根據(jù)工作狀態(tài)進行調(diào)整。以上所述的原料氣是經(jīng)過濾分離的原料氣，完成了吸附的干燥氣排除前均進行過 濾分離。該利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，包括由干燥罐A和干燥罐B構成 的干燥器101，干燥器101的上、下端口分別與上管系102及下管系103連通，所述上管系 102由并聯(lián)的閥門Al、Bl和并聯(lián)的閥門A2、B2并聯(lián)構成，下管系103由并聯(lián)的閥門A3、B3 和并聯(lián)的閥門A4、B4并聯(lián)構成；所述閥門A1、B1之間設置的連接管11與連接管12連通，所述連接管12的兩端分 別與風機1一端和后置過濾器5 —端連接；所述風機1另一端通過連接管依次串聯(lián)有閥門F3和加熱器2，所述加熱器2還通 過連接管13與連接管14連通，連接管14的一端與閥門F2的一端連接，另一端與A2和B2 之間的連接管連通；所述閥門F2另一端與連接管15的一端連接，連接管15的另一端與前 置過濾器7的一端連接，前置過濾器7的另一端與進氣管6連接；所述后置過濾器5另一端與排氣管8連接；所述連接管15與連接管16的一端連通，連接管16上設置有閥門Fl，連接管16的 另一端分別與連接管17 —端和連接管18 —端連接；所述連接管17上依次設置有冷卻器3 和分離器4，連接管17另一端與閥門A3和B3之間的連接管連通；所述連接管18的另一端 與閥門A4和B4之間的連接管連通。以上所述前置過濾器7配置氣液分離器或精密除油過濾器。以上所述加熱器2是一個加熱器的一級加熱或兩個加熱器的二級加熱。以上所述加熱器2是板翅式換熱器、管翅式換熱器或管殼式換熱器。以上所述分離器4是慣性分離過濾分離或慣性和過濾組合形成分離。本發(fā)明的優(yōu)點如下1、本發(fā)明提供的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置利用原料氣 的余熱對干燥罐中吸附劑進行加熱再生，利用了余熱回收了能量，節(jié)能降耗效果顯著。2、本發(fā)明提供的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置兩時段加熱，可提高再生加熱溫度，使吸附劑再生更徹底，因而可獲得更低的露點(成品氣露點可 達-70°C以下)3、本發(fā) 明提供的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置采用等壓加 熱再生，等壓干燥吹冷，沒有排氣降壓過程，還回收了再生加熱吹冷氣體，節(jié)省了壓縮氣體， 即是節(jié)約了能量，降低了能耗。4、本發(fā)明提供的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置利用干燥氣 體吹冷并回收吹冷氣，吹冷徹底，可避免成品氣露點的漂移。5、本發(fā)明提供的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置采用等壓加 熱脫附，干氣等呀吹冷，再生工藝，系統(tǒng)無降壓過程，可大大降低吸附劑的粉化率，延長吸附 劑使用壽命，為用戶節(jié)省了設備運行成本，同時避免了排氣噪音，降低噪音污染。


圖1為本發(fā)明具體結構示意圖。
具體實施例方式該利用壓縮熱再生的吸附干燥方法，主要包括以下步驟1]原料氣先全流量流經(jīng)進行再生的吸附劑，利用原料氣的余熱對進行再生的吸附 劑進行加熱，再流經(jīng)進行吸附的吸附劑，上述氣體經(jīng)吸附劑吸附水分被干燥后，成為成品氣 排出；2]對原料氣進行冷卻分離后流經(jīng)步驟1中進行吸附的吸附劑，吸附原料氣中的水 分干燥后，成為成品氣，部分成品氣排出，部分成品氣進入步驟3處理；進入步驟3或步驟4 處理的部分氣體為步驟2中總成品量的4 10%，以5 7%為佳，實際生產(chǎn)中可以根據(jù)具 體情況調(diào)整比例；3]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓加熱后，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利 用經(jīng)加熱的成品氣對進行再生的吸附劑再一次進行加熱，流出后與步驟2中的原料氣匯合 后進行步驟2中的處理；4]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利用經(jīng) 增壓的成品氣對進行再生的吸附劑進行吹冷，流出后與步驟2中的原料氣匯合后進行步驟 2中的處理，直至進行再生的吸附劑完成再生。以上所述的步驟4完成后可進行步驟5，5]進行再生的吸附劑完全再生后，與進行吸附的吸附劑進行工作狀態(tài)的切換；由 步驟1中進行吸附的吸附劑再生，進行再生的吸附劑吸附。原料氣一般需經(jīng)過過濾分離，完成了吸附的成品氣排除前均進行過濾。該利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，包括由干燥罐A和干燥罐B構成 的干燥器101，干燥器101的上、下端口分別與上管系102及下管系103連通，上管系102由 并聯(lián)的閥門A1、B1和并聯(lián)的閥門A2、B2并聯(lián)構成，下管系103由并聯(lián)的閥門A3、B3和并聯(lián) 的閥門A4、B4并聯(lián)構成；閥門A1、B1之間設置的連接管11與連接管12連通，連接管12的兩端分別設置有 與風機1一端和后置過濾器5 —端連接；
風機1另一端通過連接管依次串聯(lián)有閥門F3和加熱器2 ；風機1可以用壓縮機替代，加熱器2可以選用一個加熱器的一級加熱或兩個加熱器的二級加熱；加熱器2 —般為板 翅式換熱器、管翅式換熱器或管殼式換熱器等；加熱器2還通過連接管13與連接管14連通，連接管14的一端與閥門F2的一端 連接，另一端與A2和B2之間的連接管連通；閥門F2另一端與連接管15的一端連接，連接 管15的另一端與前置過濾器7的一端連接，前置過濾器7的另一端與進氣管6連接；前置 過濾器7 —般配置氣液分離器或精密除油過濾器；后置過濾器5另一端與排氣管8連接；連接管15與連接管16的一端連通，連接管16上設置有閥門F1，連接管16的另一 端分別與連接管17 —端和連接管18 —端連接；連接管17上依次設置有冷卻器3和分離器 4，分離器4 一般選用慣性分離過濾分離或慣性和過濾組合形成分離。連接管17另一端與 閥門A3和B3之間的連接管連通；連接管18的另一端與閥門A4和B4之間的連接管連通。干燥罐A進行吸附工作時，干燥罐B同時進行吸附劑再生，再生采用在線壓下等壓 加熱脫附和等壓吹冷的再生工藝；干燥罐B再生結束，兩干燥罐通過閥門進行切換；切換完 成后，干燥罐B進行吸附，干燥罐A則進行吸附劑再生過程，如此循環(huán)；干燥罐A進行吸附工作時干燥罐B進行吸附劑再生過程，其具體可分為以下兩個 部分1]干燥罐A吸附流程干燥罐A吸附流程分為三個時段1. 1]原料氣全流量經(jīng)干燥罐B (再生)，再進入干燥罐A (吸附)；該時段內(nèi)，閥門F2、閥門B2、閥門B4、閥門Al、閥門A3開啟；閥門Fl、閥門Bl、閥門 A2、閥門B3、閥門A4、閥門F3關閉，其具體流程如下原料氣先經(jīng)進氣管6進入干燥器內(nèi)，先通過前置過濾器7過濾后依次經(jīng)連接管15、 閥門F2、連接管14、閥門B2后進入干燥罐B內(nèi)，原料氣余熱對干燥罐B內(nèi)進行再生的吸附 劑進行加熱后依次經(jīng)閥門B4、連接管18、連接管17進、冷卻器3、分離器4、閥門A3后進入 干燥罐A內(nèi)，經(jīng)干燥罐A內(nèi)的吸附劑吸附干燥后，再依次經(jīng)閥門Al、連接管11、連接管12、后 置過濾器5后，最后通過排氣管8排出；1. 2]原料氣不經(jīng)干燥罐B (再生)，直接進入干燥罐A (吸附)，加熱器開啟并進行 工作；該時段內(nèi)，閥門Fl、閥門F3、閥門A3、閥門Al、閥門B2、閥門B4開啟，閥門F2、閥門 A2、閥門Bl、閥門A4、閥門B3關閉，其具體流程如下原料氣經(jīng)進氣管6進入干燥器內(nèi)，先通過前置過濾器7過濾后依次流經(jīng)連接管15、 閥門F1、連接管16、連接管17、冷卻器3、分離器4和閥門A3后進入干燥罐A內(nèi)，經(jīng)干燥罐 A內(nèi)的吸附劑吸附干燥處理后，再依次經(jīng)閥門Al、連接管11、連接管12，部分干燥氣體(成 品氣)通過連接管12 —端連接的后置過濾器5后，最后通過排氣管8排出；另一部分干燥氣體(成品氣)通過連接管12另一端連接的風機1，經(jīng)風機1增壓 以克服系統(tǒng)阻力后依次經(jīng)過閥門F3、加熱器2、連接管13、連接管14和閥門B2后進入干燥 罐B，此時加熱器開啟并進行工作；通過被加熱的成品氣對干燥罐B內(nèi)再生的吸附劑進行加 熱，然后通過依次經(jīng)閥門B4、連接管18，與通過連接管16進入連接管17的原料氣匯；1. 3]原料氣不經(jīng)干燥罐B (再生)，直接進入干燥罐A(吸附)，同時加熱器停止工作； 該時段內(nèi)，閥門Fl、閥門F3、閥門A3、閥門Al、閥門B2、閥門B4開啟，閥門F2、閥門 A2、閥門Bl、閥門A4、閥門B3關閉，其具體流程如下原料氣經(jīng)進氣管6進入干燥器內(nèi)，先通過前置過濾器7過濾后依次流經(jīng)連接管15、 閥門F1、連接管16、連接管17、冷卻器3、分離器4和閥門A3后進入干燥罐A內(nèi)，經(jīng)干燥罐 A內(nèi)的吸附劑吸附干燥處理后，再依次經(jīng)閥門Al、連接管11、連接管12，部分干燥氣體(成 品)通過連接管12 —端連接的后置過濾器5后，最后通過排氣管8排出；另一部分干燥氣體(成品氣)通過連接管12另一端連接的風機后依次經(jīng)過閥門 F3、加熱器2、連接管13、連接管14和閥門B2后進入干燥罐B，此時段內(nèi)加熱器2停止工作； 通過加熱器2的成品氣對干燥罐B內(nèi)進行進行再生的吸附劑進行吹冷，然后依次經(jīng)閥門B4、 連接管18，與通過連接管16進入連接管17的原料氣匯；2]干燥罐B再生流程干燥罐B再生分為兩個時段2. 1]原料氣全流量經(jīng)干燥罐B (再生)，再進入干燥罐A (吸附)；原料氣余熱加熱 脫附階段，用原料氣的余熱(壓縮熱)對干燥罐B(再生)進行加熱；其閥門開閉狀態(tài)以及 氣體流程與步驟1. 1相同；2. 2]原料氣不經(jīng)干燥罐B (再生)，直接進入干燥罐A (吸附)，加熱器開啟并進行 工作，部分干燥氣體(成品氣)經(jīng)加熱器加熱后進入干燥罐B對吸附劑進一步加熱完成加 熱階段工作后進入吹冷階段，2. 3]原料氣不經(jīng)干燥罐B (再生)，直接進入干燥罐A (吸附)，此時加熱器停止加 熱，部分干燥氣體(成品氣)直接對干燥罐B內(nèi)的吸附劑進行吹冷，至干燥罐B再生結束； 其閥門開閉狀態(tài)以及氣體流程與步驟1. 2相同。3]由于干燥罐B完成了再生，因此進行工作狀態(tài)的切換，干燥罐B進行吸附，干燥 罐A進行再生。干燥罐A與干燥罐B之間的工作狀態(tài)切換通過閥門實現(xiàn)，干燥罐A內(nèi)的吸附劑進 行再生的同時干燥罐B內(nèi)的吸附劑進行吸附。與步驟1和2的原理相同。
權利要求
1.利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝，其特征在于，主要包括以下步驟1]原料氣先全流量流經(jīng)進行再生的吸附劑，利用原料氣的余熱對進行再生的吸附劑 進行加熱，再流經(jīng)進行吸附的吸附劑，上述氣體經(jīng)吸附劑吸附水分被干燥后，成為成品氣排 出；2]對原料氣進行冷卻分離后流經(jīng)步驟1中進行吸附的吸附劑，吸附原料氣中的水分干 燥后，成為成品氣，部分成品氣排出，部分成品氣進入步驟3處理；3]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓加熱后，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利用經(jīng) 加熱的成品氣對進行再生的吸附劑再一次進行加熱，流出后與步驟2中的原料氣匯合后進 行步驟2中的處理；4]步驟2生成的部分成品氣經(jīng)增壓，再流經(jīng)步驟1中進行再生的吸附劑，利用經(jīng)增壓的 成品氣對進行再生的吸附劑進行吹冷，流出后與步驟2中的原料氣匯合后進行步驟2中的 處理，直至進行再生的吸附劑完成再生。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝，其特征在于 所述的步驟4完成后可進行步驟5，5]進行再生的吸附劑完全再生后，與進行吸附的吸附劑 進行工作狀態(tài)的切換；由步驟1中進行吸附的吸附劑再生，進行再生的吸附劑吸附。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝，其特征在 于所述步驟2中部分成品氣進入步驟3處理，該部分氣體為步驟2中總成品氣量的5 7%。
4.根據(jù)權利要求3所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝，其特征在于 所述的原料氣是經(jīng)過過濾的原料氣，完成了吸附的成品氣排除前均進行過濾。
5.利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，其特征在于包括由干燥罐A和干燥 罐B構成的干燥器(101)，干燥器(101)的上、下端口分別與上管系(102)及下管系(103) 連通，所述上管系(102)由并聯(lián)的閥門(Al)、(Bi)和并聯(lián)的閥門(A2)、(B2)并聯(lián)構成，下 管系(103)由并聯(lián)的閥門(A3)、(B3)和并聯(lián)的閥門(A4)、(B4)并聯(lián)構成；所述閥門(Al)、 (Bi)之間設置的連接管(11)與連接管(12)連通，所述連接管(12)的兩端分別與風機(1) 一端和后置過濾器(5) —端連接；所述風機(1)另一端通過連接管依次串聯(lián)有閥門(F3)和 加熱器(2)，所述加熱器(2)還通過連接管(13)與連接管(14)連通，連接管(14)的一端與 閥門(F2)的一端連接，另一端與(A2)和(B2)之間的連接管連通；所述閥門(F2)另一端與 連接管(15)的一端連接，連接管(15)的另一端與前置過濾器(7)的一端連接，前置過濾器 (7)的另一端與進氣管(6)連接；所述后置過濾器(5)另一端與排氣管(8)連接；所述連接 管(15)與連接管(16)的一端連通，連接管(16)上設置有閥門(Fl)，連接管(16)的另一 端分別與連接管(17) —端和連接管(18) —端連接；所述連接管(17)上依次設置有冷卻器 (3)和分離器(4)，連接管(17)另一端與閥門(A3)和(B3)之間的連接管連通；所述連接管 (18)的另一端與閥門(A4)和(B4)之間的連接管連通。
6.根據(jù)權利要求5所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，其特征在于 所述前置過濾器(7)配置氣液分離器或精密除油過濾器。
7.根據(jù)權利要求6所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，其特征在于 所述加熱器(2)是一個加熱器的一級加熱或兩個加熱器的二級加熱。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，其特征在于所述加熱器(2)是板翅式換熱器、管翅式換熱器或管殼式換熱器。
9.根據(jù)權利要求8所述的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥裝置，其特征在于 所述分離器(4)是慣性分離過濾分離或慣性和過濾組合形成分離。
全文摘要
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有吸附干燥方法及大型吸附式壓縮氣體干燥器的缺點，提供一種能獲得更低露點的干燥氣體，并回收吹冷氣體的利用壓縮熱再生的吸附式壓縮氣體干燥工藝及裝置，其沒有排氣降壓過程，還回收了再生加熱吹冷氣體，節(jié)省了壓縮氣體，即是節(jié)約了能量，降低了能耗。
文檔編號B01D53/26GK102101003SQ20111003176
公開日2011年6月22日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者吉軍, 張志全, 李大明 申請人:西安超濾凈化工程有限公司