一种用于干燥潮湿的压缩气体的装置以及压缩机设备制造方法及图纸

本公开涉及一种用于干燥潮湿的压缩气体的装置以及压缩机设备，装置设置有膜干燥器；装置包含：用于液体干燥剂的回路以及允许干燥剂循环通过具有第一膜的膜干燥器的器件，第一膜在压缩气体和液体干燥剂之间形成分隔部，其中第一膜对于压缩气体中的气体来说是不可渗透的或几乎不可渗透的，但是能够选择性地渗透压缩气体中的水分；热交换器；再生器，其中再生器由壳体形成，液体干燥剂与冲洗剂进行水分转移接触地被引导通过壳体；和回路设置有可闭合的旁路，其位于回路中的分支点和回路中的汇合点之间。根据本公开的装置无需将压缩气体冷却至水的露点即可移除水分。

A device for drying wet compressed gas and compressor equipment

【技术实现步骤摘要】
一种用于干燥潮湿的压缩气体的装置以及压缩机设备
本技术涉及一种用于干燥例如来自压缩机元件的潮湿的压缩气体的装置。
技术介绍
已知由压缩机元件吸入的气体(例如潮湿的环境空气)在压缩之后仍然充满水蒸汽形式的大量的水分。压缩气体中的水分会对由压缩机供应的压缩气体的消费者造成损害。出于这个原因，压缩气体通常在被供应给这样的消费者之前被干燥。然而，本技术不限于干燥充满水蒸气的压缩空气。用于干燥压缩气体的各种类型的装置是已知的。本技术更具体地涉及一种设置有干燥器的装置，在所述干燥器中使得压缩气体与干燥剂接触，所述干燥剂能够从压缩气体中提取水分并吸收所述水分。已知这种类型的装置，其中液体干燥剂在待被干燥的压缩气体流中被雾化，以便由此从气体中移除水分，然后干燥剂与吸收的水分一起被收集以被移除或者被处理以便再生干燥剂，换句话说，为了回收吸收的水分以便能够重新使用干燥剂来进行干燥。这种类型的装置的缺点是气体和液体之间的直接接触。由于不可能完全分离液体和气体，液体干燥剂不可避免地被干燥的气体一起携带，反过来压缩气体也在液体干燥剂中被一起携带，这两种情况都会造成损失并降低干燥剂吸收水分的能力。另一个缺点是，气体中的任何污染都可能进入干燥剂中并且甚至积聚，这意味着干燥剂必须过早更换。另一个缺点是这种方法不能在100％的环境相对湿度下应用。其它类型的装置是已知的，在所述其他类型的装置中使用膜，所述膜能够选择性地渗透压缩气体中的水分，其中待干燥的压缩气体在膜的一侧上流动，并且在膜的另一侧上使用冲洗气体，所述冲洗气体在其流动中带走被允许穿过所述膜的水分。这种类型的干燥装置的缺点是它通常效果不佳。
技术实现思路
本技术涉及一种以成本有效和高效的方式干燥潮湿的压缩气体的相对简单的装置。在这种情况下，气体可以指或多或少不纯净的气体，例如N2、O2、CO2或惰性气体(例如He或Ar)、或气体混合物(例如空气)。为此，本技术涉及一种设置有干燥器的装置，在所述干燥器中使得压缩气体与干燥剂相接触，所述干燥剂能够从压缩气体吸收水分，其特征在于：所述干燥器是膜干燥器；用于干燥压缩气体的所述装置包含：回路，在所述回路中液体干燥剂被连续地循环通过具有第一膜的所述膜干燥器，所述第一膜分隔在一侧上的压缩气体和在第一膜的另一侧上的液体干燥剂，其中所述第一膜对于压缩气体中的气体来说是完全不可渗透的或实际上不可渗透的，但是能够选择性地渗透压缩气体中的水分，并且其中所述压缩气体侧上的压力等于或大于所述液体干燥剂侧上的压力；热交换器，所述热交换器用于加热液体干燥剂；再生器，所述再生器用于在液体干燥剂被重新输送通过膜干燥器以用于随后的循环之前至少部分地移除液体干燥剂中吸收的水分，其中所述再生器由第一壳体形成，其中使得含有吸收的水分的液体干燥剂与冲洗剂进行为了转移水分的目的的接触，所述冲洗剂被同时地引导通过所述第一壳体并且能够从液体干燥剂吸收水分；和所述回路设置有可闭合的旁路，所述可闭合的旁路位于回路中的分支点和回路中的汇合点之间，所述分支点位于所述再生器的下游和所述膜干燥器的上游，所述汇合点位于所述膜干燥器的下游和所述再生器的上游。根据本技术的设置有带第一膜的干燥器和液体干燥剂的装置可以提供许多优点，包括以下事实：-无需将压缩气体冷却至水的露点即可移除水分；-这样的装置可以在无需压缩气体的一部分用于再生液体干燥剂的情况下进行操作；-这样的装置可以在不使用冷却剂的情况下操作，如果释放冷却剂，则可能对臭氧层产生或多或少地产生负面影响、和/或可能导致所谓的全球变暖、和/或可能或多或少地危害健康；-从压缩气体中移除的水分的量可以容易地调整并且以许多不同的方式进行调整，例如通过调整液体干燥剂的流量，使得能够在很宽的范围内自由选择干燥的压缩气体的露点，通常从大约-20℃的露点到大约10℃的露点；-所述装置可以在压缩气体的大压力范围内使用；-待干燥的气体与液体干燥剂之间不存在直接接触；-能量回收是可能的，包括回收低温余热，例如回收来自压缩机的余热，特别是也回收来自液体喷射式压缩机的余热，所述液体喷射式压缩机例如为喷水或喷油压缩机，其中水或油的温度在压缩机中仅相应地上升到有限的程度；-所述装置具有简单的结构，没有移动部件，除了可能有一个或几个泵和/或鼓风机、通风机或风扇，这意味着所述装置可以更安静地运行并且几乎不需要维护；-所述装置非常可靠；-根据膜的类型，所述装置适合于或可以制成适用于喷油压缩机，在所述喷油压缩机中压缩气体中也可能存在少量的油。液体干燥剂优选地是高度吸湿的，并且其特征在于其水蒸气压力低于待干燥的压缩气体中的水分的蒸气压。液体干燥剂优选地还具有以下特征中的一个或多个特征：无毒或几乎无毒；不具有腐蚀性或几乎不具有腐蚀性；低粘度和稳定。液体干燥剂的粘度在10℃下优选地低于250厘泊，更优选地低于200厘泊，并且最优选地低于150厘泊。低粘度使得在回路中泵送循环干燥剂的过程更容易，允许在干燥剂流动通过膜干燥器和/或再生器时压力下降受到限制，并且通过更快地更换干燥剂而提供更好的干燥和再生性能。液体干燥剂的毒性按照Hodge和Sterner标准优选地被归类为第4级(轻微毒性)或更高级，优选地为第5级(几乎无毒)或更高级。关于此标准的定义，请参阅MikeLancaster的“Greenchemistry–anintroductorytext–3rdedition”第20页，1.6Measuringtoxicity，ISBN978-1-78262-294-9。用于根据本技术的装置中的液体干燥剂优选地包含以下列出的物质中的一种或多种和可能的水：-单丙二醇，或简称MPG；-二丙二醇，或简称DPG；-三丙二醇，或简称TPG；-单乙二醇，或简称MEG；-二乙二醇，或简称DEG；-三乙二醇，或简称TEG；-化学式为LiCl的氯化锂；-化学式为LiBr的溴化锂；-化学式为CaCl2的氯化钙。可以将添加剂添加到干燥剂中以例如通过防止和/或减缓某些降解过程(例如氧化)来增加稳定性。也可以向干燥剂中添加添加剂(例如腐蚀抑制剂)来防止或限制装置中与干燥剂接触的那些材料的劣化和/或降解。用于膜干燥器中的第一膜的最合适材料是几乎无孔的疏水性材料，以避免孔被液体干燥剂浸透。其他合适的材料包括具有微孔结构的材料，所述微孔结构的孔尺寸在15纳米到100纳米之间。来自以下非详尽列表中的材料可以用作用于膜干燥器中的第一膜的材料：-聚丙烯，或简称PP；-聚四氟乙烯，或简称PTFE；-聚偏二氟乙烯，或简称PVDF；-聚醚砜，或简称PES；-聚醚酰亚胺，或简称PEI；-聚乙烯，或简称PE；-聚二甲基硅氧烷，或简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其中，所述装置(2)设置有干燥器，所述干燥器设置有液体干燥剂并且构造成使压缩气体与前述液体干燥剂接触，所述液体干燥剂能够从所述压缩气体吸收水分，其特征在于：/n所述干燥器是膜干燥器(11)；/n用于干燥压缩气体的所述装置(2)包括：回路(20)以及器件，在所述回路中布置有前述液体干燥剂，所述器件允许所述液体干燥剂在所述回路(20)中连续地循环通过具有第一膜(13)的所述膜干燥器(11)，所述第一膜在一侧上的压缩气体和所述第一膜(13)的另一侧上的液体干燥剂之间形成分隔部，其中所述第一膜(13)对于压缩气体中的气体来说是不可渗透的或几乎不可渗透的，但是能够选择性地渗透压缩气体中的水分；热交换器(29)，所述热交换器用于加热液体干燥剂；再生器(22)，所述再生器用于在所述液体干燥剂返回通过所述膜干燥器(11)以用于随后的循环之前至少部分地移除液体干燥剂中吸收的水分，其中所述再生器(22)由第一壳体(23)形成，其中吸收有水分的液体干燥剂与冲洗剂进行水分转移接触地被引导通过所述第一壳体，所述冲洗剂被同时地引导通过所述第一壳体(23)并且能够在接触时从所述液体干燥剂吸收水分；和/n所述回路(20)设置有可闭合的旁路(45)，所述可闭合的旁路位于所述回路中的分支点和所述回路中的汇合点之间，所述分支点位于所述再生器(22)的下游和所述膜干燥器(11)的上游，所述汇合点位于所述膜干燥器(11)的下游和所述再生器(22)的上游。/n...

【技术特征摘要】
20170616 BE 2017/54301.一种用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其中，所述装置(2)设置有干燥器，所述干燥器设置有液体干燥剂并且构造成使压缩气体与前述液体干燥剂接触，所述液体干燥剂能够从所述压缩气体吸收水分，其特征在于：
所述干燥器是膜干燥器(11)；
用于干燥压缩气体的所述装置(2)包括：回路(20)以及器件，在所述回路中布置有前述液体干燥剂，所述器件允许所述液体干燥剂在所述回路(20)中连续地循环通过具有第一膜(13)的所述膜干燥器(11)，所述第一膜在一侧上的压缩气体和所述第一膜(13)的另一侧上的液体干燥剂之间形成分隔部，其中所述第一膜(13)对于压缩气体中的气体来说是不可渗透的或几乎不可渗透的，但是能够选择性地渗透压缩气体中的水分；热交换器(29)，所述热交换器用于加热液体干燥剂；再生器(22)，所述再生器用于在所述液体干燥剂返回通过所述膜干燥器(11)以用于随后的循环之前至少部分地移除液体干燥剂中吸收的水分，其中所述再生器(22)由第一壳体(23)形成，其中吸收有水分的液体干燥剂与冲洗剂进行水分转移接触地被引导通过所述第一壳体，所述冲洗剂被同时地引导通过所述第一壳体(23)并且能够在接触时从所述液体干燥剂吸收水分；和
所述回路(20)设置有可闭合的旁路(45)，所述可闭合的旁路位于所述回路中的分支点和所述回路中的汇合点之间，所述分支点位于所述再生器(22)的下游和所述膜干燥器(11)的上游，所述汇合点位于所述膜干燥器(11)的下游和所述再生器(22)的上游。


2.根据权利要求1所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述装置设置有调节器件，所述调节器件构造成将压缩气体侧上的压力保持为等于或高于液体干燥剂侧上的压力。


3.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述装置设置有干燥器，所述干燥器构造成干燥潮湿的压缩空气。


4.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂是高度吸湿的。


5.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂的粘度在10℃下低于250厘泊。


6.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂的粘度在10℃下低于200厘泊。


7.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂的粘度在10℃下低于150厘泊。


8.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂的毒性根据Hodge和Sterner标准被归类为第4级或更高级。


9.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂的毒性根据Hodge和Sterner标准被归类为第5级或更高级。


10.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述液体干燥剂包含以下物质中的一种：
-单丙二醇，或简称MPG；
-二丙二醇，或简称DPG；
-三丙二醇，或简称TPG；
-单乙二醇，或简称MEG；
-二乙二醇，或简称DEG；
-三乙二醇，或简称TEG；
-化学式为LiCl的氯化锂；
-化学式为LiBr的溴化锂；
-化学式为CaCl2的氯化钙。


11.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)中的所述第一膜(13)的材料是几乎没有孔的疏水性材料。


12.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)中的所述第一膜(13)的材料由微孔材料制成，所述微孔材料具有尺寸在十五纳米至一百纳米之间的孔。


13.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)中的所述第一膜(13)的材料选自以下材料中的一种：
-聚丙烯，或简称PP；
-聚四氟乙烯，或简称PTFE；
-聚偏二氟乙烯，或简称PVDF；
-聚醚砜，或简称PES；
-聚醚酰亚胺，或简称PEI；
-聚乙烯，或简称PE；
-聚二甲基硅氧烷，或简称PDMS；
-聚酰亚胺，或简称PI；
-化学式为TiO2的二氧化钛。


14.根据权利要求1所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)由第二壳体(12)构成，所述第二壳体具有用于待干燥的气体的第二壳体第一隔室入口(15)和用于干燥后的气体的第二壳体第一隔室出口(16)以及位于所述第二壳体(12)内的分离的第二壳体第二隔室(17)，所述第二壳体第二隔室具有用于液体干燥剂的第二壳体第二隔室入口(18)和第二壳体第二隔室出口(19)。


15.根据权利要求14所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)由第二壳体(12)和一个或多个管状膜构成，所述一个或多个管状膜延伸穿过所述第二壳体(12)中的前述第二壳体第二隔室(17)，并且连接第二壳体第一隔室出口(16)和用于待干燥的压缩气体的第二壳体第一隔室入口(15)。


16.根据权利要求15所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述管状膜由中空纤维(46)形成。


17.根据权利要求16所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述中空纤维(46)包含疏水性材料。


18.根据权利要求16或17所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述管状膜包含几乎没有孔的材料。


19.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)的所述第一膜(13)设置有抗油或防油的保护层。


20.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)的所述第一膜(13)设置有硅树脂或含氟聚合物的层。


21.根据权利要求1或2所述的用于干燥潮湿的压缩气体的装置，其特征在于，所述膜干燥器(11)中的所述第一膜(13)的两侧之间的压差大于两巴。

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【专利技术属性】
技术研发人员：B·吉特斯，
申请(专利权)人：阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：比利时;BE