一种压缩空气干燥系统及其干燥方法技术方案

本发明专利技术公开一种压缩空气干燥系统，包括压缩机、水冷型冷凝器、液体冷媒接收罐、过滤器以及干燥换热器。使用时潮湿的压缩空气首先进入干燥换热器上部的一级换热腔中，然后气流通过一级换热腔进入二级换热腔中，在二级换热腔内充分降温并达到露点温度后，气流再次进入一级换热腔中，此时气流在一级换热腔内通过热交换被加热，实现了压缩空气首先在一级换热腔中初步降温

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气干燥系统及其干燥方法


[0001]本专利技术涉及空气干燥
，具体涉及一种压缩空气干燥系统及其干燥方法。

技术介绍

[0002]作为清洁廉价的动力能源，压缩空气由于其具有制备成本低、不燃烧、无毒性、易输送等优点，目前已广泛应用于钢铁行业。
[0003]压缩空气是空气经空压机压缩后得到的，由于空气被吸入空压机时本身含有水分和灰尘，同时空压机工作过程中其润滑油会混入空气，因此在净化和干燥之前，压缩空气含有大量的水分、灰尘颗粒物和油污等杂质，直接使用会对设备设施造成严重的损坏。比如，压缩空气中含水量大，很可能造成输气管道及金属零件腐蚀生锈，导致相关机械部件及控制仪器发生故障并缩短设备使用寿命；压缩空气中含水量大还可能造成执行元件动作不灵，导致执行器误动作；在北方地区，冬季持续时间较长，气温较低，压缩空气中若含有未经干燥脱除的水分，在通过室外输气管道时，所含的水分会遇冷凝结，导致室外输气管道冻结堵塞，增大气流的阻力。因此，对压缩空气的干燥净化处理一直是压缩空气领域的重要研究方向之一。
[0004]实际生产生活中，压缩空气对清洁度（灰尘颗粒物和油污等杂质）的要求主要是通过加装过滤器来实现的，同时对压缩空气需要根据不同用气系统进行相应的干燥处理。工程上，一般通过测量压力露点来评价压缩空气的水分含量，相同供气压力下，压力露点越低，表明压缩空气越干燥，空气品质越好。
[0005]在钢铁行业，随着设备可靠性要求的不断提高，为有效脱除压缩空气中的水分，则需借助各类气体干燥技术。目前，常用的压缩空气干燥技术有：液体吸收法、固体吸附法、膜除湿法、冷冻干燥法等。冷冻干燥法是指将压缩空气温度降低至压力露点以下，使其中的水蒸气凝结进而分离的方法。
[0006]在冶金行业，生产线设备设施对压缩空气的压力露点温度要求一般在0℃以上即可。目前，一般采用冷冻式干燥机对压缩空气进行降温干燥，然冷冻式干燥机在实际生产过程中，由于处理量大经常发生故障，导致整个系统停产。因此，有必要针对钢铁行业压缩空气的应用现状，专利技术一种压缩空气干燥系统。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种压缩空气干燥系统及其干燥方法，以解决钢铁行业冶金及轧钢车间压缩空气的有效干燥问题。
[0008]所述干燥系统包括压缩机、水冷型冷凝器、液体冷媒接收罐、过滤器以及干燥换热器，所述干燥换热器由一级换热腔和二级换热腔组成，一级换热腔与二级换热腔相连通且一级换热腔位于二级换热腔上方，一级换热腔上开设压缩空气进口和压缩空气出口，压缩空气进口和压缩空气出口分别与设置在一级换热腔和二级换热腔内的热交换通道的进、出口连通；一级
换热腔和二级换热腔的腔壁内嵌设有冷媒循环管，冷媒循环管的出口端与压缩机的进口端连通，压缩机的出口端与水冷型冷凝器的进口端连通，水冷型冷凝器的出口端与液体冷媒接收罐的进口端连通，液体冷媒接收罐的出口端与过滤器的进口端连通，过滤器的出口端与冷媒循环管的进口端连通。所述热交换通道采用折线形换热结构或螺旋形换热结构，该结构设计在保障了冷却效果，有利于充分换热。
[0009]所述干燥方法未冷却的压缩空气首先进入干燥换热器上部的一级换热腔中，然后气流通过一级换热腔进入二级换热腔中，在二级换热腔内充分降温并达到露点温度后，气流再次进入一级换热腔中，此时气流在一级换热腔内通过热交换被加热，实现了压缩空气首先在一级换热腔中初步降温
→
二级换热腔中降温至设定温度
→
一级换热腔中再升温的处理过程，保障了压缩空气的干燥质量，同时有利于节能。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：该系统能有效去除压缩空气中的颗粒、水蒸气和其他水分含量，防止设备腐蚀，延长管道、工具和设备的使用年限，节省设备维护成本，具有较好的实用性和推广应用价值。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的结构示意图。
[0012]图中，1
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压缩机、2
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水冷型冷凝器、3
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液体冷媒接受罐、4
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过滤器、5
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干燥换热器、51
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一级换热腔、52
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二级换热腔、6
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压缩空气进口、7
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压缩空气出口、8
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热交换通道、9
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冷媒循环管、10
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冷媒旁路控制管、11
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冷媒控制阀、12
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自动排水器、13
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数显温度计、14
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膨胀阀、15
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流量窥视器、16
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开关阀、17
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数显压力表、18
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水冷流量控制阀、19
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泄压阀、20
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保温层。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术做进一步的解释说明。
[0014]如图1所示，一种压缩空气干燥系统，包括压缩机1、水冷型冷凝器2、液体冷媒接收罐3、过滤器4以及干燥换热器5，干燥换热器5由一级换热腔51和二级换热腔52组成，一级换热腔51与二级换热腔52相连通且一级换热腔51位于二级换热腔52上方，一级换热腔51上开设压缩空气进口6和压缩空气出口7，压缩空气进口6和压缩空气出口7分别与设置在一级换热腔51和二级换热腔52内的热交换通道8的进、出口连通，热交换通道8采用折线形换热结构或螺旋形换热结构；二级换热腔52顶部插设有数显温度计13，底部设置有自动排水器12；一级换热腔51和二级换热腔52的腔壁内嵌设有冷媒循环管9，冷媒循环管9的出口端与压缩机1的进口端连通，压缩机1的出口端与水冷型冷凝器2的进口端连通，水冷型冷凝器2的出口端与液体冷媒接收罐3的进口端连通，液体冷媒接收罐3的出口端与过滤器4的进口端连通，过滤器4的出口端与冷媒循环管9的进口端连通。
[0015]压缩机1采用变频控制模式，可以在较宽的负荷范围实现制冷循环。且压缩机1的进、出口端均设置有数显压力表17，该数显压力表17与设置在水冷型冷凝器2的进或出水端的水冷流量控制阀18联动控制。控制原理如下：当制冷负荷大时，压缩机1压缩的冷媒量随之变大，压缩机出口侧冷媒压力增大，水冷流量控制阀18随冷媒压力的增大其阀门开度自适应增大，导致水冷型冷凝器的冷凝负荷增大；反之，制冷负荷减小时，压缩机出口侧冷媒
压力减小，水冷流量控制阀18的阀门开度自适应减小，导致水冷型冷凝器的冷凝负荷减小。
[0016]此外，未避免压力过大造成管爆故障发生，压缩机1与水冷型冷凝器2之间连接有冷媒旁路控制管10，冷媒旁路控制管10另一端与冷媒循环管9的出口端连接冷媒旁路控制管10上还安装有冷媒控制阀11，该冷媒控制阀11与数显压力表联动控制，即当压缩机1进/出口两端的压差过大（超过设定压力时），可自动打开冷媒控制阀11进行泄压，以平衡压缩机1进出口两侧压差，降低水冷型冷凝器2的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气干燥系统，其特征在于：包括压缩机（1）、水冷型冷凝器（2）、液体冷媒接收罐（3）、过滤器（4）以及干燥换热器（5），所述干燥换热器（5）由一级换热腔（51）和二级换热腔（52）组成，一级换热腔（51）与二级换热腔（52）相连通且一级换热腔（51）位于二级换热腔（52）上方，一级换热腔（51）上开设压缩空气进口（6）和压缩空气出口（7），压缩空气进口（6）和压缩空气出口（7）分别与设置在一级换热腔（51）和二级换热腔（52）内的热交换通道（8）的进、出口连通；一级换热腔（51）和二级换热腔（52）的腔壁内嵌设有冷媒循环管（9），冷媒循环管（9）的出口端与压缩机（1）的进口端连通，压缩机（1）的出口端与水冷型冷凝器（2）的进口端连通，水冷型冷凝器（2）的出口端与液体冷媒接收罐（3）的进口端连通，液体冷媒接收罐（3）的出口端与过滤器（4）的进口端连通，过滤器（4）的出口端与冷媒循环管（9）的进口端连通。2.如权利要求1所述一种压缩空气干燥系统，其特征在于：所述热交换通道（8）采用折线形换热结构或螺旋形换热结构。3.如权利要求1所述一种压缩空气干燥系统，其特征在于：所述二级换热腔（52）顶部插设有数显温度计（13），底部设置有自动排水器（12）。4.如权利要求3所述一种压缩空气干燥系统，其特征在于：所述过滤器（4）与干燥换热器（5）之间的管路上设置有膨胀阀（14）和流量窥视器（15），该膨胀阀（14）位于流量窥视器（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成善，党俊，丁凯，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：