一种压缩气体的干燥方法及其装置制造方法及图纸

公开了一种体内微热再生气体干燥净化方法及其装置，属气体干燥净化技术领域。该方法包括气体吸附干燥，过滤除油水和粉尘以及吸附剂解析再生等过程，专用设备有干燥器，多级油水过滤器和多级粉尘过滤器。本发明专利技术解决了再生能耗大，阀门易损坏，吸附剂易破损使用寿命低等技术问题，提高了成品气质量，特别是增大处理气体的流量，可用于处理空气、氧气、氮气等气体，适宜在石油化工、纺织、食品、建筑、冶金、电讯、电子等工业部门中为气动元件和控制系统及工艺用气提供干燥净化气体。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压缩气体吸附干燥，过滤除油水、粉尘和吸附剂解析再生的方法及其专用设备，属于压缩气体干燥净化
与本专利技术有关的压缩气体干燥方法，按吸附剂再生方法的不同可分为无热再生法，体外加热再生法，体内加热再生法，体外微热再生法。1.无热再生压缩空气干燥法属表面吸附，是根据变压吸附原理，利用吸附剂表面气体压力具有与周围气体分压力取得平衡的特性，使吸附剂在压力状态下吸附，在常压下解析再生。随着空气被压缩，含量为空气几分一的水压蒸的分压得到提高，压缩空气中的水蒸汽，在与表面水蒸汽压力很低的吸附剂接触时，向吸附剂表面转移，逐步提高吸附剂表面水蒸汽分压直至平衡，这就是变压吸附原理。当吸附剂表面吸附0.2～0.5Wt%的水份后，立即将减压至常压的干燥空气通入待再生的空气干燥器，此时，干燥器内吸附剂表面水蒸汽分压高于通入的再生干燥空气中水蒸汽的分压，使得吸附剂解吸再生。吸附剂吸附水份的过程是放热过程，如硅胶吸附热为每吸收一公斤水放出721卡的热量，分子筛吸附热为每吸收一公斤水放热915卡。当二个干燥器快速切换，每5分钟切换一次，可以将吸附剂储存的热量充分利用起来，另外吸附热使吸附剂床层温度提高，减至常压的干燥空气温度也随之提高，所以无热再生法不需外界补给热量，仅利用本身储蓄的吸附热达到吸附剂解析再生的目的。无热再生法的缺点是再生能耗约15%适用流量范围小，流量在60NM3/Min以下较为适宜;两个干燥器切换周期短，每隔5分钟阀门要切换一次，阀门一年要动作10万次以上，因此阀门易损坏;吸附剂吸附和再生时反复上下冲动破坏吸附剂床层使吸附剂容易破碎，造成粉末状吸附剂，使吸附剂使用寿命大大降低。附图说明图1为无热再生压缩空气干燥法的装置。图2表示干燥器A工作，干燥器B再生。图3表示干燥器A工作，干燥器B充压。图4表示干燥器A再生，干燥器B工作。图5表示干燥器A充压，干燥器B工作。2.体外加热再生压缩空气干燥法属深度吸附。当吸附剂吸附一定水份后，如硅胶吸水5～8Wt%，铝胶吸水4～6Wt%，分子筛吸水10～12Wt%，需要进行解析再生处理。解析过程为吸热过程，蒸发一公斤吸附水份需热量约1000～2800卡热量，这就必须用加热的方法，即在吸附剂床层处于转效吸附点之前，将外界空气用罗茨鼓风机送入电加热器或者蒸汽加热器，热空气通入待再生的干燥器，使吸附剂解析再生。为了恢复吸附剂的吸附能力，还需将吸附剂冷却至50℃，周期为8小时，4小时切换一次。该方法属深度吸附，不加热无法实现吸附剂解析再生。图6为体外加热再生压缩空气干燥法的装置，它包括罗茨鼓风机，体外加热器，干燥器，四通阀及自控部分，二个干燥器交换工作和再生，周期为8小时。工作时湿空气由湿空气入口阀10，经入口四通阀18进入干燥器A内，由下至上在吸附剂床层内进行吸附干燥，由出口四通阀13输出供用户使用。再生时，经过滤器的常压空气由罗茨鼓风机17送至电加热器16，加热至180～220℃，再经出口四通阀13进入干燥器A，由上而下加热干燥剂，解析水份后，由入口四通阀18排出。经加热2～3小时后，当干燥器下部吸附剂床层温度升至70～80℃时，再生结束，停止加热和鼓风，改用干燥净化的压缩空气，压缩空气经节流孔板后压力降至常压≤0.035MPa，由出口四通阀13进入干燥器A，进行冷吹3～4小时，当吸附剂床层下部温度降至50℃时，即停止冷吹待下一周期工作，再生气耗为5～8%。干燥器A和B交替工作和再生。体外加热再生法的缺点是体外电加热器功率大，只利用气流的对流放热，耗能大，热损失大，装置占地面积大，吸附剂再生时需加热至180～220℃，温度高，还需用干燥净化空气冷吹，又耗许多能量。3.体内加热再生压缩空气干燥法，其工作原理及工作周期同体外加热再生法。图7为该法的装置，工作时，湿空气由四通阀19进入干燥器B22内，经过滤器21由上至下通过吸附剂床层，由干燥器B22底部的过滤网23，再进入电加热器20的套管，沿套管向上，经套管上端的干燥气出口，由止回阀28提供用户使用。吸附剂再生时，干燥空气经节流阀、止回阀28至干燥器A26内，在套管内由上至下被电加热器27加热，加热至180～200℃，热气流由干燥器A底部的过滤网23进入吸附剂床层，由下至上并通过过滤器21和四通阀19排出。这种方法的缺点是，由于再生空气需加热至180～220℃，耗电量大，再生气体同样需5～8%;此外，由于入口过滤器21在干燥器内偏向一边布置，而造成偏流，破坏吸附剂床层，影响干燥空气的质量，在100HM3/Min流量以下的干燥器;整个工艺过程阀门多，易损件多，维护管理繁琐。4.体外微热再生压缩空气干燥法，该方法是在干燥器外将干燥空气加热至120～150℃，然后送入干燥气中使吸附剂解析再生。图8为该法的装置。工作时，湿空气由湿空气入口35进入干燥器A29内，由上至下通过吸附剂床层，再经止回阀48送去使用。再生时，干燥空气经闸阀44和节流孔板43进入电加热器45，将空气温度加热至120～150℃，然后经止回阀46送入干燥器B的下部，由下至上通过吸附剂床层，使吸附剂解析再生，并将水份带走，经干燥器顶部出口、气动截止阀37和消声器36排出。该方法再生时空气加热温度不高，耗能比较前二种方法少，但加热器在干燥器体外，热损失大，工艺流程中阀门多，易损件多，导致操作维修繁琐。本专利技术属体内微加热压缩气体干燥净化方法，吸附剂再生时，干燥气体由干燥器内套管中的加热器加热至120～150℃，整个方法，工艺流程及其装置都不同于以上叙述的现有技术。经过检索，与本专利技术比较相关的文献有日本特许公开107725(A)/88，公开日1988年5月12日，以及美国专利US2557557，公告日1951年6月19日。图9和图10表示一种一级滤芯过滤器。图11和图12表示一种由旋流器和丝网过滤层组合构成的过滤器。本专利技术的多级油水过滤器和多级粉尘过滤器，经过检索均未发现有相同结构过滤器的报道。本专利技术的目的是提供一种压缩空气干燥净化方法及其装置，解决了吸附剂解析再生过程中耗能大，吸附剂容易破损，二个干燥器切换周期短，阀门切换次数多易损坏以及干燥气体被二次污染适用流量范围受限制等问题。本专利技术一种压缩气体干燥净化方法，包括吸附剂吸附压缩气体中所含水份的吸附工艺以及吸附剂解析的再生工艺，其特征在于湿的压缩气体首先进入多级油水过滤器脱除所含有的油和水再进行吸附工艺，在干燥器内完成吸附工艺后，干燥气体再进入多级粉尘过滤器，脱除所夹带的吸附剂粉尘粒子;脱油水后的压缩气体由上部进入干燥器内，经入口过滤器向下进入吸附剂床层，再经出口过滤器，由干燥器底部干燥气体出口排出;吸附剂解析再生时，干燥的或者经干燥除尘后的压缩气体经减压处理，由干燥器上部进入加热器和内套管内，由内套管内的加热器微加热，加热温度120～150℃，加热后的热气流在内套管内由上至下进入干燥器底部出口过滤器，然后向上经过吸附剂床层进行吸附剂解析过程。本专利技术的专用干燥器，可以交替进行吸附工艺和再生工艺过程，其特征在于其内部有一根或者多根加热器放置在内套管内，内套管由上至下分节置于干燥器的底部上;在出口过滤器与干燥器底部之间的内套管表面上具有多孔结构，多孔结构与出口过滤器和吸附剂床层相通;干燥器上部设有入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩气体干燥净化方法，包括吸附剂吸附压缩气体所含水份的吸附工艺以及吸附剂解析的再生工艺，其特征在于压缩气体先进入多级油水过滤器脱除所含油和水再进行吸附工艺，吸附工艺完成后干燥空气再进入多级粉尘过滤器脱除所含粉尘粒子；脱油水后的压缩气体由上部进入干燥器内，经入口过滤器向下进入吸附剂床层，再经出口过滤器，由干燥器底部干燥气体出口排出；吸附剂解析时，干燥的或者经干燥除尘后的压缩气体经减压处理，由干燥器上部进入加热器内套管内，由内套管内的加热器微加热，加热温度１２０～１５０℃，加热后的热气流在内套管内由上至下进入干燥器底部出口过滤器，然后向上经过吸附剂床层进行吸附剂解吸过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志敏，
申请(专利权)人：中国石化北京设计院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]