一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣體干燥領(lǐng)域，特指一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，包括兩臺吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、若干閥門；所述吸附塔內(nèi)設(shè)置有換熱管，兩臺吸附塔的換熱管互相連通，且在換熱管之間設(shè)置有雙向風(fēng)機(jī)，形成一個(gè)換熱循環(huán)；兩臺吸附塔之間通過閥門互相連接，且兩個(gè)吸附塔分別與壓縮空氣入口和壓縮空氣出口連接，通過控制閥門實(shí)現(xiàn)一臺吸附塔處于吸附狀態(tài)時(shí)、另一臺吸附塔處于再生狀態(tài)。采用上述方案后能更高效、能耗更低的對壓縮空氣進(jìn)行干燥處理。
【專利說明】一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及氣體干燥領(lǐng)域，特指一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]壓縮空氣在許多行業(yè)中被大量地應(yīng)用，為了獲得干燥的壓縮空氣，需要對空壓機(jī)產(chǎn)出的壓縮空氣進(jìn)行處理，除去壓縮空氣中的水分。目前被廣泛應(yīng)用的干燥設(shè)備有吸附式干燥機(jī)和冷凍式干燥機(jī)。吸附式干燥機(jī)的除水效果好，但能耗比較高，而冷凍式干燥機(jī)能耗比較低，但除水效果差。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的壓縮空氣吸附塔是在一個(gè)容器內(nèi)充填一定數(shù)量的吸附劑(分子篩、活性氧化鋁、硅膠等)，含水的壓縮空氣從容器的一端進(jìn)入，通過吸附劑，壓縮空氣中的水分被吸附劑吸附，從而得到干燥的壓縮空氣，干燥的壓縮空氣從容器的另一端產(chǎn)出。由于吸附劑的吸附水分的能力是有限度的，當(dāng)吸附足夠多的水分后，其吸附能力會下降，甚至不吸附，這時(shí)就要對吸附劑進(jìn)行再生脫水處理，吸附劑的再生可以是無熱再生和有熱再生。吸附劑在吸附壓縮空氣中的水分時(shí)，會釋放出大量的熱量(凝結(jié)熱)，吸附劑在再生脫水時(shí)，要吸收大量的熱量(汽化熱)。特別是在吸附塔脫水再生時(shí)，再生空氣從入口至出口，經(jīng)過與吸附劑的熱交換和補(bǔ)充吸附劑脫水時(shí)的汽化熱，溫度迅速地降低。再生空氣的溫度直接決定了再生空氣吸納水蒸氣的能力，再生空氣溫度高，可吸納的水蒸氣量就多，再生空氣量就可相應(yīng)減少。現(xiàn)有技術(shù)的吸附塔由于只依靠再生空氣來攜帶熱量，而受再生空氣量的限制，不能迅速地將再生空氣的溫度提高(無熱再生時(shí)會降低再生空氣的溫度)，在較長時(shí)間內(nèi)再生空氣吸納的水蒸氣少，導(dǎo)致再生空氣用量增加，能耗增加。
[0006]因此，本發(fā)明人對此做進(jìn)一步研究，研發(fā)出一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，能更高效、能耗更低的壓縮空氣。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，包括兩臺吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、若干閥門；所述吸附塔內(nèi)設(shè)置有換熱管，兩臺吸附塔的換熱管互相連通，且在換熱管之間設(shè)置有雙向風(fēng)機(jī)，形成一個(gè)換熱循環(huán)；兩臺吸附塔之間通過閥門互相連接，且兩個(gè)吸附塔分別與壓縮空氣入口和壓縮空氣出口連接，通過控制閥門實(shí)現(xiàn)一臺吸附塔處于吸附狀態(tài)時(shí)、另一臺吸附塔處于再生狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步，所述吸附塔包括內(nèi)殼、外殼、吸附劑、過濾網(wǎng)、空氣風(fēng)口、換熱風(fēng)口，所述外殼設(shè)置在內(nèi)殼外，夕卜殼的上表面和下表面是內(nèi)殼的上表面和下表面的延伸，夕卜殼與內(nèi)殼之間的空間為外部風(fēng)道；所述內(nèi)殼的兩端開設(shè)有空氣風(fēng)口，所述外部風(fēng)道與空氣風(fēng)口之間隔絕不相通；所述吸附劑位于內(nèi)殼內(nèi)部的兩層過濾網(wǎng)中，所述換熱管穿設(shè)在吸附劑中，所述換熱風(fēng)口開設(shè)在外殼側(cè)面，且換熱風(fēng)口與外部風(fēng)道連通；外部風(fēng)道內(nèi)還設(shè)置有若干隔風(fēng)板，所述隔風(fēng)板與換熱風(fēng)口、外部風(fēng)道、換熱管形成一條折返若干次的單向風(fēng)道。
[0011]進(jìn)一步，所述外殼與內(nèi)殼為長方體結(jié)構(gòu)，所述換熱管分為若干層，相鄰的各層換熱管之間為空間垂直分布；所述隔風(fēng)板包括三塊，分別豎直設(shè)置在內(nèi)殼與外殼之間其中三個(gè)對角線上，將外部風(fēng)道分為一個(gè)較大的通道和兩個(gè)較小的通道，所述換熱風(fēng)口分別與較小的兩個(gè)通道連通。
[0012]進(jìn)一步，所述外部風(fēng)道上設(shè)置有橫向的隔風(fēng)板，將外部風(fēng)道分隔成上、下兩層，所述的換熱風(fēng)口分別位與外部風(fēng)道的上、下層連通。
[0013]進(jìn)一步，所述吸附系統(tǒng)還包括空氣加熱器，所述空氣加熱器與任一一個(gè)吸附塔之間形成一個(gè)再生換熱循環(huán)，所述再生換熱循環(huán)依次由空氣加熱器、單向風(fēng)閥、吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、單向風(fēng)閥、空氣加熱器連接構(gòu)成，在上述再生換熱循環(huán)中添加兩個(gè)單向風(fēng)閥，使吸附塔與環(huán)境空氣連通，形成一個(gè)吸附換熱循環(huán):環(huán)境空氣、單向風(fēng)閥、吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、單向風(fēng)閥、環(huán)境空氣。
[0014]進(jìn)一步，所述吸附系統(tǒng)還包括空氣冷卻器，所述空氣冷卻器一端與空氣加熱器連接，另一端與壓縮空氣入口連接。
[0015]進(jìn)一步，上述吸附系統(tǒng)中的吸附塔的換熱風(fēng)口與空氣風(fēng)口之間也通過管道和閥門連接。
[0016]采用上述方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
通過在吸附塔內(nèi)部布置的換熱管，通過熱的傳導(dǎo)和對流的傳熱方式，與吸附劑進(jìn)行熱交換，達(dá)到及時(shí)地、高效地進(jìn)行熱交換的效果；還能迅速地提高再生空氣的溫度，使得再生空氣吸納水蒸氣的能力增加，大大地減少了再生空氣的用量，干燥效果好，能耗低；
采用空壓機(jī)排出的未經(jīng)冷卻的高溫的壓縮空氣，通過空氣加熱器，提供吸附劑再生所需的熱源，節(jié)省了能耗，提高了熱能利用率。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有吸附塔的示意圖；
圖2是本發(fā)明吸附塔的示意圖；
圖3是圖2的俯視圖；
圖4為無熱再生干燥裝置的流程圖；
圖5為有熱再生干燥裝置的流程圖；
圖6為壓縮熱加熱有熱再生干燥裝置的流程圖；
圖7為零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖；
圖8為零氣耗壓縮熱加熱有熱再生干燥裝置的流程圖；
圖9為準(zhǔn)零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖；
圖10為壓縮熱加熱準(zhǔn)零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖。
[0019]

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)吸附塔的結(jié)構(gòu)圖，吸附塔體(103)兩端有壓縮空氣口(101、102)，吸附塔體(103)內(nèi)部充滿吸附劑(104)。為了防止吸附劑(104)跑出，在吸附塔體(103)內(nèi)部裝有過濾網(wǎng)(105、106)。干燥塔的工作方式分為吸附過程和再生過程。吸附過程:壓縮空氣從壓縮空氣口( 101)進(jìn)入，通過吸附劑(104)將壓縮空氣中的水分吸附到吸附劑(104)中，干燥的壓縮空氣從壓縮空氣出(102)產(chǎn)出。再生過程:再生空氣從壓縮空氣口( 102)進(jìn)入，通過吸附劑(104)將其中的水分脫離，帶水的空氣從壓縮空氣口( 101)排放至大氣中。吸附劑在吸附壓縮空氣中的水分時(shí)，會釋放出大量的熱量(凝結(jié)熱)，吸附劑在再生脫水時(shí)，要吸收大量的熱量(汽化熱)。特別是在吸附塔脫水再生時(shí)，再生空氣從壓縮空氣口( 102)進(jìn)入至壓縮空氣口( 101)排出，再生空氣吸納水分的同時(shí)，通過與吸附劑(104)的熱交換來補(bǔ)充吸附劑脫水時(shí)的汽化熱，溫度迅速地降低。再生尾氣的溫度直接決定了再生空氣吸納水蒸氣的能力，再生尾氣溫度高，可吸納的水蒸氣量就多，再生空氣量就可相應(yīng)減少。現(xiàn)有技術(shù)的吸附塔由于只依靠再生空氣來攜帶熱量，而受再生空氣量的限制，不能迅速地將再生尾氣的溫度提高(無熱再生時(shí)會降低再生尾氣的溫度)，在較長時(shí)間內(nèi)再生空氣吸納的水蒸氣少，導(dǎo)致再生空氣用量增加，能耗增加。在吸附塔吸附過程，壓縮空氣從壓縮空氣口( 101)進(jìn)入至壓縮空氣口( 102)產(chǎn)出，壓縮空氣中的水分被吸附時(shí)，釋放出熱量(凝結(jié)熱)，這些熱量一部分被壓縮空氣帶走，其余的熱量聚集在吸附塔內(nèi)部，使吸附劑(104)的溫度上升。吸附劑(104)升溫后，吸附效率下降，只能提前結(jié)束吸附過程進(jìn)行再生，降低了吸附劑(104)的吸附效率。
[0022]本發(fā)明的壓縮空氣的干燥方法和吸附塔就是針對現(xiàn)有技術(shù)吸附塔不能及時(shí)地排出凝結(jié)熱，補(bǔ)充汽化熱的問題作出的改進(jìn)。以下作詳細(xì)的說明。
[0023]圖2、圖3為本發(fā)明吸附塔的結(jié)構(gòu)的主視剖視圖和俯視剖視圖。與現(xiàn)有技術(shù)的吸附塔相比較，本發(fā)明在在吸附塔體內(nèi)部空間分布了若干換熱管(207)，換熱管(207)內(nèi)部通過換熱介質(zhì)，外壁與吸附劑(204)接觸，只要在換熱管(207)內(nèi)部通過高溫或低溫的換熱介質(zhì)，就可以完成對吸附劑(204)的加熱(補(bǔ)充汽化熱)或冷卻(排出凝結(jié)熱)。
[0024]本發(fā)明吸附塔的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的吸附塔包括內(nèi)殼(203 )、換熱管(207)、外殼(210 )、吸附劑(204 )、過濾網(wǎng)(205、206)、空氣風(fēng)口(201、202)、換熱風(fēng)口(208、209)，所述外殼(210)設(shè)置在內(nèi)殼(203)夕卜，外殼(210)的上表面和下表面是內(nèi)殼(203)的上表面和下表面的延伸，夕卜殼(210)與內(nèi)殼(203)之間的空間為外部風(fēng)道；所述內(nèi)殼(203)的兩端開設(shè)有空氣風(fēng)口( 201、202)，所述外部風(fēng)道與空氣風(fēng)口(201、202)之間隔絕不相通；所述吸附劑(204)位于內(nèi)殼(203)內(nèi)部的兩層過濾網(wǎng)(205、206)中，所述換熱管(207)穿設(shè)在吸附劑(204)中，所述換熱風(fēng)口(208、209)開設(shè)在外殼(210)側(cè)面，且換熱風(fēng)口(208、209)與外部風(fēng)道連通；外部風(fēng)道內(nèi)還設(shè)置有隔風(fēng)板(211),外殼(210)與內(nèi)殼(203)為長方體結(jié)構(gòu),所述換熱管(207)分為若干層,相鄰的各層換熱管(207)之間為空間垂直分布；所述隔風(fēng)板包括三塊，分別豎直設(shè)置在內(nèi)殼
(203)與外殼(210)之間其中三個(gè)對角線上,將外部風(fēng)道分為一個(gè)較大的通道和兩個(gè)較小的通道，所述換熱風(fēng)口分別與較小的兩個(gè)通道連通，隔風(fēng)板(211)與換熱風(fēng)口(208、209)、外部風(fēng)道、換熱管(207)形成一條折返若干次的單向風(fēng)道。作用是引導(dǎo)外部換熱介質(zhì)從換熱風(fēng)口進(jìn)入，通過換熱管(207)，并進(jìn)行數(shù)次地折返，從另一個(gè)換熱風(fēng)口排出，完成與吸附劑(204)的熱交換過程。外部換熱介質(zhì)可以是空氣、水、蒸汽、導(dǎo)熱油等可以攜帶熱量的介質(zhì)。為了提高換熱的效果，可以在換熱管(207)的外壁加裝翅片，以加大換熱的面積。
[0025]本發(fā)明的吸附塔的工作原理分為吸附過程、再生過程和吹冷過程。
[0026]吸附過程:壓縮空氣從空氣風(fēng)口(201)進(jìn)入，逐層的通過吸附劑(204)和換熱管(207)。壓縮空氣通過吸附劑(204)時(shí)，吸附劑(204)將壓縮空氣中的水分吸附到吸附劑
(204)中，吸附時(shí)釋放的凝結(jié)熱加熱壓縮空氣使其升溫，升溫的壓縮空氣通過換熱管(207)時(shí)，把熱量傳遞給換熱管(207)內(nèi)通過的換熱介質(zhì)，壓縮空氣的溫度下降。如此反復(fù)地吸附-升溫-冷卻-降溫，干燥的壓縮空氣從空氣風(fēng)口(202)產(chǎn)出，而凝結(jié)熱也被換熱管(207)內(nèi)通過的換熱介質(zhì)帶走，解決了吸附劑(204)的溫升問題。換熱介質(zhì)(這里是用環(huán)境溫度的空氣)從換熱風(fēng)口(208)進(jìn)入外部風(fēng)道，經(jīng)過隔風(fēng)板(211)的引導(dǎo)，使換熱介質(zhì)按照一定的順序(如:從右至左，從后至前，從上至下)通過每一根換熱管(207)，最終從另一側(cè)的風(fēng)口(209 )排出，把吸附過程中產(chǎn)生的熱量帶走。
[0027]再生過程:再生空氣從空氣風(fēng)口(202)進(jìn)入，逐層的通過吸附劑(204)和換熱管(207)，通過吸附劑(204)。再生空氣通過吸附劑(204)時(shí)，吸附劑(204)中的水分蒸發(fā)至再生空氣中，水分蒸發(fā)時(shí)從再生空氣中吸收汽化熱，使再生空氣的溫度下降。降溫的再生空氣通過換熱管(207)時(shí)，吸收換熱管(207)內(nèi)通過的換熱介質(zhì)的熱量，再生空氣的溫度上升。如此反復(fù)地再生-降溫-加熱-升溫，含水的再生空氣從空氣風(fēng)口(201)排出，換熱介質(zhì)不斷地通過換熱管(207)補(bǔ)充熱量，解決了吸附劑(204)的降溫問題。換熱介質(zhì)(無熱再生采用的是環(huán)境溫度的空氣，有熱再生采用的是加熱的空氣)從換熱風(fēng)口進(jìn)入外部風(fēng)道(210)，經(jīng)過隔風(fēng)板(211)的引導(dǎo)，使換熱介質(zhì)按照一定的順序(如:從右至左，從后至前，從上至下)通過每一根換熱管(207)，最終從另一側(cè)的換熱風(fēng)口排出，為再生過程補(bǔ)充熱量。
[0028]吹冷過程:采用干燥空氣進(jìn)行吹冷時(shí)，吹冷空氣從空氣風(fēng)口(202)進(jìn)入，至空氣風(fēng)口(201)排出，換熱介質(zhì)是環(huán)境空氣，通過換熱管對吸附劑(204)進(jìn)行冷卻。采用濕(含水)空氣進(jìn)行吹冷時(shí)，吹冷空氣從空氣風(fēng)口(201)進(jìn)入，至空氣風(fēng)口(202)排出，換熱介質(zhì)是環(huán)境空氣，通過換熱管(207)對吸附劑(204)進(jìn)行冷卻。
[0029]圖4是本發(fā)明的無熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置由吸附塔(303、304)、雙向風(fēng)機(jī)(305)、切斷閥(307、308、309、310)、止回閥(311、312)、調(diào)節(jié)閥(313)、排氣消聲器(314)、程序控制器(315)組成。其工作原理是:壓縮空氣從壓縮空氣口(301)進(jìn)入，至壓縮空氣口(302)產(chǎn)出。吸附塔(303、304)由程序控制器(315)控制切斷閥(307、308、309、310)的開、關(guān)狀態(tài)，使一個(gè)處于吸附狀態(tài)，另一個(gè)處于再生狀態(tài)。當(dāng)處于吸附狀態(tài)的吸附塔接近飽和時(shí)，兩個(gè)吸附塔進(jìn)行吸附狀態(tài)和再生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，如此反復(fù)循環(huán)，以達(dá)到生產(chǎn)出干燥的壓縮空氣的目的。雙向風(fēng)機(jī)(305)使換熱介質(zhì)在2個(gè)吸附塔(303、304)內(nèi)部循環(huán)，利用處于吸附過程的吸附劑(204)吸附時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)熱對處于再生狀態(tài)的吸附劑(204)進(jìn)行加熱，降溫后的換熱介質(zhì)又對處于吸附狀態(tài)的吸附劑(204)進(jìn)行冷卻，如此反復(fù)循環(huán)。調(diào)節(jié)閥(313)用于調(diào)節(jié)再生空氣用量的大小。切斷閥(307-310)的開、關(guān)狀態(tài)和雙向風(fēng)機(jī)(305)的轉(zhuǎn)向由程序控制器(315)進(jìn)行控制。
[0030]吸附塔(303)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口(301)—切斷閥(307)—吸附塔(303)—止回閥(311)—壓縮空氣口(302)—干燥空氣。
[0031]吸附塔(303)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(305) —吸附塔(303) —吸附塔(304)—雙向風(fēng)機(jī)(305)。
[0032]吸附塔(303)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:再生空氣一調(diào)節(jié)閥(313)—吸附塔(303)—切斷閥(309)—排氣消聲器(314)—大氣。
[0033]吸附塔(303)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(305) —吸附塔(304) —吸附塔(303)—雙向風(fēng)機(jī)(305)。
[0034]吸附塔(304)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口
(301)—切斷閥(308)—吸附塔(304)—止回閥(312)—壓縮空氣口(302)—干燥空氣。
[0035]吸附塔(304)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(305)—吸附塔(304)—吸附塔(303)—雙向風(fēng)機(jī)(305)。
[0036]吸附塔(304)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:再生空氣一調(diào)節(jié)閥(313)—吸附塔(304)—切斷閥(310)—排氣消聲器(314)—大氣。
[0037]吸附塔(304)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(305) —吸附塔(303) —吸附塔(304)—雙向風(fēng)機(jī)(305)。
[0038]圖5是本發(fā)明的有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置包括吸附塔(403、404)、雙向風(fēng)機(jī)(405、406)、排氣消聲器(407、408)、空氣加熱器(409)、切斷閥(410、411、412、413、417)、止回閥(414、415)、調(diào)節(jié)閥(416)、單向風(fēng)閥(418、419、420、421、422、423、424、425)程序控制器(426)，其工作原理是:壓縮空氣從壓縮空氣口(401)進(jìn)入，至壓縮空氣口(402)產(chǎn)出。吸附塔(403、404)由程序控制器(426)控制切斷閥(410-413)的開、關(guān)狀態(tài)，使一個(gè)處于吸附過程，另一個(gè)處于再生過程。當(dāng)處于吸附過程的吸附塔接近飽和時(shí)，兩個(gè)吸附塔進(jìn)行吸附過程和再生過程的轉(zhuǎn)換，如此反復(fù)循環(huán)，以達(dá)到生產(chǎn)出干燥的壓縮空氣的目的。雙向風(fēng)機(jī)(405、406)使換熱介質(zhì)在2個(gè)吸附塔(403、404)內(nèi)部通過。對吸附塔(403、404)加熱時(shí)，雙向風(fēng)機(jī)(405、406)正轉(zhuǎn)，換熱介質(zhì)在吸附塔(403、404)和空氣換熱器(409)之間循環(huán)，從空氣換熱器(409)吸收熱量后，對吸附塔(403、404)進(jìn)行加熱，如此反復(fù)循環(huán)。對吸附塔(403、404 )冷卻時(shí)，雙向風(fēng)機(jī)(405、406 )反轉(zhuǎn)，換熱介質(zhì)(環(huán)境空氣)從單向風(fēng)閥(420、424 )進(jìn)入吸附塔(403、404)，冷卻后從單向風(fēng)閥(419、423)排出。空氣加熱器(409)可以采用電加熱、蒸汽、導(dǎo)熱油、熱水加熱，也可以用高溫的壓縮空氣或其它的余熱和廢熱進(jìn)行加熱以達(dá)到節(jié)能的效果。調(diào)節(jié)閥(416)用于手動(dòng)調(diào)節(jié)再生空氣用量的大小，切斷閥(417)用于自動(dòng)調(diào)節(jié)再生空氣用量的多少。切斷閥(410-413、417)的開、關(guān)狀態(tài)和雙向風(fēng)機(jī)(405、406)的轉(zhuǎn)向由程序控制器(426)進(jìn)行控制。
[0039]吸附塔(403)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口(401)—切斷閥(410)—吸附塔(403)—止回閥(414)—壓縮空氣口(402)—干燥空氣。
[0040]吸附塔(403)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(420)—吸附塔(403)—雙向風(fēng)機(jī)(405)—單向風(fēng)閥(419)—環(huán)境空氣。
[0041]吸附塔(403)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:再生空氣一切斷閥(417)—調(diào)節(jié)閥(416)—吸附塔(403)—切斷閥(412)—排氣消聲器(407)—環(huán)境空氣。
[0042]吸附塔(403)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(405) —吸附塔(403)單向風(fēng)閥(421)—空氣加熱器(409)—單向風(fēng)閥(418)—雙向風(fēng)機(jī)(405)。
[0043]吸附塔(403)處于吹冷過程時(shí)的吹冷空氣流程:吹冷空氣一切斷閥(417)—調(diào)節(jié)閥(416)—吸附塔(403)—切斷閥(412)—排氣消聲器(407)—環(huán)境空氣。
[0044]吸附塔(403)處于吹冷過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(420)—吸附塔(403)—雙向風(fēng)機(jī)(405)—單向風(fēng)閥(419)—環(huán)境空氣。
[0045]吸附塔(404)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口(401)—切斷閥(411)—吸附塔(404)—止回閥(415)—壓縮空氣口(402)—干燥空氣。
[0046]吸附塔(404)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(424)—吸附塔(404)—雙向風(fēng)機(jī)(406)—單向風(fēng)閥(423)—環(huán)境空氣。
[0047]吸附塔(404)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:再生空氣一調(diào)節(jié)閥(416)—切斷閥(417)—吸附塔(404)—切斷閥(413)—排氣消聲器(408)—環(huán)境空氣。
[0048]吸附塔(404)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(406) —吸附塔(404) —單向風(fēng)閥(425)—空氣加熱器(409)—單向風(fēng)閥(422)—雙向風(fēng)機(jī)(406)。
[0049]吸附塔(404)處于吹冷過程時(shí)的吹冷空氣流程:吹冷空氣一調(diào)節(jié)閥(416)—切斷閥(417)—吸附塔(404)—切斷閥(413)—排氣消聲器(408)—環(huán)境空氣。
[0050]吸附塔(404)處于吹冷過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(424)—吸附塔(404)—雙向風(fēng)機(jī)(406)—單向風(fēng)閥(423)—環(huán)境空氣。
[0051]圖6是本發(fā)明的壓縮熱加熱有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置在有熱再生吸附式干燥裝置的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)空氣冷卻器(502)。高溫的壓縮空氣由高溫壓縮空氣入口(501)進(jìn)入空氣加熱器(409 )加熱換熱介質(zhì)后，進(jìn)入空氣冷卻器(502 )，冷卻降溫后，進(jìn)入壓縮空氣入口(401)，干燥的壓縮空氣從壓縮空氣出口(402)產(chǎn)出。閥門(503)用于排放壓縮空氣冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水。本發(fā)明由于再生的熱量取自高溫壓縮空氣(壓縮熱)，因此可以節(jié)省再生加熱所消耗的能量。空氣冷卻器的冷卻方式可以是風(fēng)冷、水冷或其它的冷卻方式。由于將空氣冷卻器和干燥機(jī)組合成一體，可以省去空壓機(jī)的后冷卻器，使得冷卻效果更好、結(jié)構(gòu)更加緊湊、成本更低。
[0052]圖7是本發(fā)明的零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置由吸附塔(603、604)、雙向風(fēng)機(jī)(605-608)、排氣消聲器(609、610)、空氣加熱器(611)、切斷閥(612-617)、止回閥(618、619)、單向風(fēng)閥(620-631)、程序控制器(632)等組成。其工作原理是:壓縮空氣從壓縮空氣口(601)進(jìn)入，至壓縮空氣口(602)產(chǎn)出。程序控制器(426)控制切斷閥(612-617)的開、關(guān)狀態(tài)，使吸附塔(603、604)—個(gè)處于吸附過程，另一個(gè)處于再生過程。當(dāng)處于吸附過程的吸附塔接近飽和時(shí)，兩個(gè)吸附塔進(jìn)行吸附過程和再生過程的轉(zhuǎn)換，如此反復(fù)循環(huán)，以達(dá)到生產(chǎn)出干燥的壓縮空氣的目的。控制雙向風(fēng)機(jī)(605、606)的轉(zhuǎn)向，可以完成換熱介質(zhì)對吸附塔(603、604)的加熱和冷卻。控制雙向風(fēng)機(jī)(607、608)的轉(zhuǎn)向，可以完成對吸附塔(603,604)內(nèi)部的吸附劑(204)的再生和吹冷。由于本發(fā)明使用環(huán)境空氣作為再生空氣和吹冷空氣，因不消耗壓縮空氣故稱“零氣耗”。其特點(diǎn)是能耗低。
[0053]吸附塔(603)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口(601)—切斷閥(612)—吸附塔(603)—止回閥(618)—壓縮空氣口(602)—干燥空氣。
[0054]吸附塔(603)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(625)—吸附塔(603)—雙向風(fēng)機(jī)(605)—單向風(fēng)閥(623)—環(huán)境空氣。
[0055]吸附塔(603)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(625)—單向風(fēng)閥(626)—空氣加熱器(611)—單向風(fēng)閥(622)—雙向風(fēng)機(jī)(605)—單向風(fēng)閥(624) —雙向風(fēng)機(jī)(607)—切斷閥(616)—吸附塔(603)—切斷閥(614)—排氣消聲器(609)—環(huán)境空氣。
[0056]吸附塔(603)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(605) —吸附塔(603) —單向風(fēng)閥(626)—空氣加熱器(611)—單向風(fēng)閥(622)—雙向風(fēng)機(jī)(605)。
[0057]吸附塔(603)處于吹冷過程時(shí)的吹冷空氣流程:雙向風(fēng)機(jī)(607)—單向風(fēng)閥(620)—切斷閥(614)—吸附塔(603)—切斷閥(616)—雙向風(fēng)機(jī)(607)。
[0058]吸附塔(603)處于吹冷過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(625)—吸附塔(603)—雙向風(fēng)機(jī)(605)—單向風(fēng)閥(623)—環(huán)境空氣。
[0059]吸附塔(604)處于吸附過程時(shí)的壓縮空氣流程:(含水)壓縮空氣一壓縮空氣口(601)—切斷閥(613)—吸附塔(604)—止回閥(619)—壓縮空氣口(602)—干燥空氣。
[0060]吸附塔(604)處于吸附過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(630)—吸附塔(604)—雙向風(fēng)機(jī)(606)—單向風(fēng)閥(628)—環(huán)境空氣。
[0061]吸附塔(604)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(630)—單向風(fēng)閥(631)—空氣加熱器(611)—單向風(fēng)閥(627)—雙向風(fēng)機(jī)(606)—單向風(fēng)閥(629) —雙向風(fēng)機(jī)(608)—切斷閥(617)—吸附塔(604)—切斷閥(615)—排氣消聲器(610)—環(huán)境空氣。
[0062]吸附塔(604)處于再生過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:雙向風(fēng)機(jī)(606) —吸附塔(604) —單向風(fēng)閥(631)—空氣加熱器(611)—單向風(fēng)閥(627)—雙向風(fēng)機(jī)(606)。
[0063]吸附塔(604)處于吹冷過程時(shí)的吹冷空氣流程:雙向風(fēng)機(jī)(608)—單向風(fēng)閥(621)—切斷閥(615)—吸附塔(604)—切斷閥(617)—雙向風(fēng)機(jī)(608)。
[0064]吸附塔(604)處于吹冷過程時(shí)的換熱介質(zhì)流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(630)—吸附塔(604)—雙向風(fēng)機(jī)(606)—單向風(fēng)閥(628)—環(huán)境空氣。
[0065]圖8是本發(fā)明的壓縮熱加熱零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置在零氣耗有熱再生吸附式干燥裝置的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)空氣冷卻器(702 )。高溫的壓縮空氣由高溫壓縮空氣入口(701)進(jìn)入空氣加熱器(611)加熱換熱介質(zhì)后，進(jìn)入空氣冷卻器(702)，冷卻降溫后，進(jìn)入壓縮空氣入口(601)，干燥的壓縮空氣從壓縮空氣出口(602)產(chǎn)出。閥門(703)用于排放壓縮空氣冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水。本發(fā)明由于再生的熱量取自高溫壓縮空氣(壓縮熱)，再生空氣和吹冷空氣取自環(huán)境空氣，因此即節(jié)省再生加熱所消耗的能量又不額外地消耗壓縮空氣，可以做到極低的能耗。空氣冷卻器的冷卻方式可以是風(fēng)冷、水冷或其它的冷卻方式。由于將空氣冷卻器和干燥機(jī)組合成一體，可以省去空壓機(jī)的后冷卻器，使得冷卻效果更好、結(jié)構(gòu)更加緊湊、成本更低。
[0066]圖9是本發(fā)明的準(zhǔn)零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置在有熱再生干燥裝置的基礎(chǔ)上增加了單向風(fēng)機(jī)(801)、單向風(fēng)閥(829)、切斷閥(803、804)，使得再生過程的再生空氣直接采用環(huán)境空氣，不需要消耗壓縮空氣作為再生空氣，只需要在吹冷過程消耗少量的壓縮空氣作為吹冷空氣。本發(fā)明特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)品品質(zhì)好。
[0067]吸附塔(403)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(420)—單向風(fēng)閥(421)—空氣加熱器(409)—單向風(fēng)閥(802)—單向風(fēng)機(jī)(801)—切斷閥(803)—吸附塔(403)—切斷閥(412)—排氣消聲器(407)—環(huán)境空氣。
[0068]吸附塔(404)處于再生過程時(shí)的再生空氣流程:環(huán)境空氣一單向風(fēng)閥(424)—單向風(fēng)閥(425)—空氣加熱器(409)—單向風(fēng)閥(802)—單向風(fēng)機(jī)(801)—切斷閥(804)—吸附塔(404)—切斷閥(413)—排氣消聲器(408)—環(huán)境空氣。
[0069]其余過程與有熱再生干燥裝置相同。
[0070]圖10是本發(fā)明的壓縮熱加熱準(zhǔn)零氣耗有熱再生干燥裝置的流程圖，本裝置在準(zhǔn)零氣耗有熱再生吸附式干燥裝置的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)空氣冷卻器(902)。高溫的壓縮空氣由高溫壓縮空氣入口(901)進(jìn)入空氣加熱器(409)加熱換熱介質(zhì)后，進(jìn)入空氣冷卻器(902)，冷卻降溫后，進(jìn)入壓縮空氣入口(401)，干燥的壓縮空氣從壓縮空氣出口(202)產(chǎn)出。閥門(903)用于排放壓縮空氣冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水。本發(fā)明利用了高溫壓縮空氣的熱量(壓縮熱)，而且再生過程不消耗壓縮空氣，吹冷過程只消耗少量的壓縮空氣，干燥裝置能達(dá)到極低的能耗。空氣冷卻器的冷卻方式可以是風(fēng)冷、水冷或其它的冷卻方式。由于將空氣冷卻器和干燥機(jī)組合成一體，可以省去空壓機(jī)的后冷卻器，使得冷卻效果更好、結(jié)構(gòu)更加緊湊、成本更低。
[0071]上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:包括兩臺吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、若干閥門；所述吸附塔內(nèi)設(shè)置有換熱管，兩臺吸附塔的換熱管互相連通，且在換熱管之間設(shè)置有雙向風(fēng)機(jī)，形成一個(gè)換熱循環(huán)；兩臺吸附塔之間通過閥門互相連接，且兩個(gè)吸附塔分別與壓縮空氣入口和壓縮空氣出口連接，通過控制閥門實(shí)現(xiàn)一臺吸附塔處于吸附狀態(tài)時(shí)、另一臺吸附塔處于再生狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附塔包括內(nèi)殼、夕卜殼、吸附劑、過濾網(wǎng)、空氣風(fēng)口、換熱風(fēng)口，所述外殼設(shè)置在內(nèi)殼外，夕卜殼的上表面和下表面是內(nèi)殼的上表面和下表面的延伸，夕卜殼與內(nèi)殼之間的空間為外部風(fēng)道；所述內(nèi)殼的兩端開設(shè)有空氣風(fēng)口，所述外部風(fēng)道與空氣風(fēng)口之間隔絕不相通；所述吸附劑位于內(nèi)殼內(nèi)部的兩層過濾網(wǎng)中，所述換熱管穿設(shè)在吸附劑中，所述換熱風(fēng)口開設(shè)在外殼側(cè)面，且換熱風(fēng)口與外部風(fēng)道連通；外部風(fēng)道內(nèi)還設(shè)置有若干隔風(fēng)板，所述隔風(fēng)板與換熱風(fēng)口、外部風(fēng)道、換熱管形成一條折返若干次的單向風(fēng)道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:所述外殼與內(nèi)殼為長方體結(jié)構(gòu)，所述換熱管分為若干層，相鄰的各層換熱管之間為空間垂直分布；所述隔風(fēng)板包括三塊，分別豎直設(shè)置在內(nèi)殼與外殼之間其中三個(gè)對角線上，將外部風(fēng)道分為一個(gè)較大的通道和兩個(gè)較小的通道，所述換熱風(fēng)口分別與較小的兩個(gè)通道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種壓縮空氣干燥吸附塔，其特征在于:所述外部風(fēng)道上設(shè)置有橫向的隔風(fēng)板，將外部風(fēng)道分隔成上、下兩層，所述的換熱風(fēng)口分別位與外部風(fēng)道的上、下層連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附系統(tǒng)還包括空氣加熱器，所述空氣加熱器與任一一個(gè)吸附塔之間形成一個(gè)再生換熱循環(huán)，所述再生換熱循環(huán)依次由空氣加熱器、單向風(fēng)閥、吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、單向風(fēng)閥、空氣加熱器連接構(gòu)成，在上述再生換熱循環(huán)中添加兩個(gè)單向風(fēng)閥，使吸附塔與環(huán)境空氣連通，形成一個(gè)吸附換熱循環(huán):環(huán)境空氣、單向風(fēng)閥、吸附塔、雙向風(fēng)機(jī)、單向風(fēng)閥、環(huán)境空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附系統(tǒng)還包括空氣冷卻器，所述空氣冷卻器一端與空氣加熱器連接，另一端與壓縮空氣入口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種壓縮空氣干燥吸附系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附系統(tǒng)中的吸附塔的換熱風(fēng)口與空氣風(fēng)口之間也通過管道和閥門連接。
【文檔編號】B01D53/04GK104128074SQ201410362624
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】王新建 申請人:王新建