用于从压缩气体去除水分的方法和装置制造方法及图纸

公开了一种用于从压缩气体去除水分的方法和设备。该方法包括使压缩气体流经过变压吸附(PSA)干燥器的步骤。该干燥器包括：包含干燥材料的一个或一对容器。该干燥材料使用聚合物粘合剂被粘结成部件，如管。该PSA干燥器还包括用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变的控制系统；尤其是，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸被设置成产生小于50℃的露点降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从压缩气体去除水分的方法和装置，尤其但不排他地涉及用于铁路车辆上的压缩气体干燥系统。其还涉及用于被用来灌装储藏罐的小型或中型无油压缩机的压缩气体干燥系统。
技术介绍
压缩气体在整个工业中被广泛地用做安全且可靠的能量源。然而，压缩机所输送的压缩气体的质量，在没被处理提高其纯度的情况下，是不适合用来使用的。压缩气体含有多种污染物，诸如水、油和微粒，其在使用前必须去除。处理压缩气体通常涉及过滤气体、去除油/水浮质和尘土、干燥气体以去除水蒸气。常被使用的干燥器的一个实例是冷冻式干燥器。这类干燥器生产用于生产一般用途的干燥气体，并且便宜、易于使用。当过载时，该类干燥器的性能将受到过量气流或高温的影响，而当恢复到正常负荷时其性能将恢复。运行原理是使用制冷气体-入口气体热交换器来冷却气体，使得水蒸气凝结成水滴，该水滴可在气体被通过入口气体-出口气体热交换器重新加热之前由机械装置去除(通常是离心分离器)。气体的干燥度限制于水的凝固点之上，因为在更低的温度时会形成冰使得干燥器停止工作。ISO 8573.1被用于评价压缩气体的质量，可使用冷冻干燥器获得的湿度质量等级有:具有+10°C的压力露点(PDP)的等级6 ;具有+7°C的压力露点的等级5 ;具有+3°C的压力露点的等级4。压缩气体干燥器的测试条件示出于IS07813中。入口温度被规定为+35°C。通常的工厂空气是冷冻式干燥器的主要应用场合，其中工厂内的环境空气温度保持在由干燥器提供的压力露点(PDP)以上。在所有的工厂干燥器中约9/10属于该类型，因为他们为大部分用途提供了充分的干燥并且耗能很小。干燥器类型的另一个实例是膜式干燥器，其使用细小的半渗透纤维从气体的剩余部分分离出水分。高压气体穿过一束这样的纤维，快速气体诸如水蒸气透过该半孔隙结构。薄膜纤维非常细，穿过该纤维的压力损失很大，使得能量输入很大。这样的干燥器通常用于小流量，因为他们是能量密集型的，但是他们提供了露点降(DPS:Dew PointSuppress1n)，这是有益的，因为许多的应用不需非常干燥的气体，他们只需要在发生小的降温时不会产生冷凝的气体。DPS指的是压缩气体的出口纯度根据入口气体流速、压力和温度而变化。与冷冻式干燥器一样，在一定范围内性能将从一定程度的超载中恢复。因为纤维很细，其可能也很脆弱，并且当遭受到化学污染、压力变化、冲击和振动，已知它们还会断裂，气体流入大气，导致压缩气体损失。然而，薄膜干燥器使用简单、保养费用低、价格相对便宜。另一种干燥器是干燥剂型干燥器，其使用可再生干燥剂从气体中去除水分。这类干燥器被用于需要高纯度的压缩气体用于重要的应用时。该产品的设计十分简单并且投资费用十分低，但是他们需要很高的能量用于干燥剂的再生。为此，其使用限于承受得起高能量要求的哪些应用。这些应用要求压缩气体露点低于外部环境温度或者制冷可发生于该应用引起制冷导致冷凝物形成的时候(检测仪器、空气轴承)。干燥剂型干燥器也被称作变压吸收(PSA)干燥器。可使用干燥剂干燥器获得的ISO 8573.1湿度质量等级有:具有_20°C压力露点的等级3 ;具有-40°C压力露点的等级2 ;具有_70°C压力露点的等级I。两个干燥剂材料塔(或床)可被用于提供连续的干燥压缩气体流，其中一个塔在线运行(干燥)而另一个塔处于离线(再生)。操作压力限制于4巴以上，因为低于4巴时没有足够的能量可用于实施离线吸附床的再生。通常，操作是在7-10巴(100-145镑/平方英寸)进行的。压缩气体被提供至第一在线塔，水蒸气在该第一在线塔被颗粒状干燥剂吸附床除去，该吸附床在吸附水蒸气方面十分有效。随着干燥的发生，吸附等温线经过该吸附床。必须小心水在该床上的加载，因为这会导致出口气体露点恶化，不仅无法保持所需的出口气体纯度，还会使得该气体越来越不能实施再生。当所述在线吸附床载有水分时(通常在2-5分钟后)，入口气体转换至第二塔。用过的第一塔然后被快速地减压以释放一些所吸附的水蒸气，然后来自当前的在线吸附塔的一定的量的出口干燥空气经过控制阀或固定孔口，在此位置，其被减压，因而其体积增加。当它吹过所使用过的吸附床时，其从干燥剂除去水蒸气，使得其准备好被再次使用。该净化气体已知必须非常干燥，否则彻底的再生将不会发生。这意味着出口纯度必须保持，否则，不充分的再生将会发生，并且在后续的循环中传质区会移动经过吸附床，永久性地损害吸附材料，最终该吸附材料需要替换。值得注意的是，通常，所使用的净化气体是说生产的干燥气体的总体积的20-25%，因此意味着这样的干燥器需要大量的能量输入才能运行。然而，如果只需要很低的露点，该投资还是值得的，而且IS08573.1等级1-3的低露点只能使用干燥剂干燥器才能获得。此类干燥器的变形是热再生干燥剂空气干燥器或变压变温吸附干燥器(PTSA)。PTSA吸附干燥器以与PSA干燥器类似的方式工作，但是如其名称所示，其使用额外的热量来再生，这意味着吸附床在尺寸上增大以提供足够的时间来加热和制冷。所示在线床因此可被加载至更高的程度，因为额外的热量有助于来自更高程度地装载的床的再生。这样的产品昂贵且更为复杂并且因此相比PSA干燥器在数量上并不多。PTSA干燥器的变形公开于我们之前的公开为W02009/053760的申请中。在该实例中，干燥剂成形为多个管，每个管设有外层，该外层当连接至电源时充作加热器。这可以在每个塔的整体上非常均匀地加热干燥剂材料，大大地加快了加热和制冷过程，从而加快净化时间并显著地减小所需的净化气体量。从以上可以看出，如果确实需要干燥至IS08573.1等级1_3，干燥剂干燥器是需要的。如果需要干燥至等级4-6或者如果需要露点降低，其他的干燥技术诸如冷冻式和膜式干燥器可被使用。如果所提供的压缩气体是小规模地且在更为断断续续的基础上进行使用，通常的安排是通过小的压缩机使用压缩气体填充能够抵抗高的内部压力的槽罐。当需要气体时，从该槽罐抽出气体并且压缩机仅在槽罐内的压力下降至预定程度以下时才重新开启。该类型的小压缩机和槽罐通常用于驱动小工具，比如驱动牙医所使用的工具。正如其他的应用，使用这样的系统所生产的压缩气体需要在其进入存储槽罐前得到干燥，并且因为压缩机不是持续工作的，可能使用具有单个塔的PSA干燥器。来自压缩机的气体穿过塔并填充存储槽罐。一旦有足够的压力集聚在存储槽罐中，压缩机关闭并且槽罐中的压缩气体的一小部分被用于以上文所描述的方式从塔中的干燥剂清除水分。一旦清除完成，压缩机干燥器塔可保持不被使用直至槽罐内的压力降低至预定程度以下，在所述预定程度下触发用于压缩机再次启动的信号。上文所述类型的小的压缩气体供给系统的缺点在于，干燥器需要比压缩机更经常地维护。在一些情况下，这导致干燥器不被正确地维护并且其可能偶尔停止正确地工作，从而允许湿蒸汽穿过干燥器进入槽罐以及更远的地方，这可能对下游的设备造成损害。而且，所述类型的PSA塔需要位于压缩机和干燥器入口之间的过滤器，以确保各种污染物，如油、微粒和呈水滴形式的过量的水分不会进入干燥塔。该问题可部分地通过使用无油压缩机来解决。然而，这样的压缩机仍然生产含有水滴的压缩气体，这些水滴可能严重地损害干燥剂材料，从而干燥剂无法自此恢复过来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从压缩气体去除水分的方法，包括：使压缩气体流经过变压吸附干燥器，该干燥器包括：包含至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；和用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变所述压缩气体的流动的至少一个控制系统；其中，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸设置成产生小于50℃的露点降。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·比耶，
申请(专利权)人：纳米多孔方案有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB