压缩空气余热再生干燥装置及再生干燥方法.pdf

本发明涉及一种压缩空气余热再生干燥装置及再生干燥方法，属于压缩空气处理设备技术领域。该装置含有第一组和第二组冷却分离器、第一和第二干燥塔，以及受控的第一至第八阀门；压缩空气入口经第一组冷却分离器后接第二组冷却分离器的进口，同时分别通过第五和第六阀门接第一和第二干燥塔的第二端口；第二组冷却分离器的出口分别通过第七和第八阀门接第一和第二干燥塔的第一端口；第一和第二干燥塔的第二端口分别经第一和第二阀门接压缩空气出口，同时分别经第三和第四阀门接压缩空气入口。两干燥塔交替工作与再生。本发明充无需外加热源即可保证理想再生效果，确保无耗气，成功解决了再生干燥装置压损大、阀门多等问题。

1.  一种压缩空气余热再生干燥装置，含有第一组和第二组冷却分离器、第一和第二干燥塔，以及受控的第一至第八阀门；其特征在于：压缩空气入口经第一组冷却分离器后接第二组冷却分离器的进口，同时分别通过第五和第六阀门接第一和第二干燥塔的第二端口；所述第二组冷却分离器的出口分别通过第七和第八阀门接第一和第二干燥塔的第一端口；所述第一和第二干燥塔的第二端口分别经第一和第二阀门接压缩空气出口，同时分别经第三和第四阀门接压缩空气入口。

2.  根据权利要求1所述压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法，其特征在于：所述第一组和第二组冷却分离器分别由串联第一冷却器、第一分离器和串联的第二冷却器、第二分离器构成；所述第一干燥塔和第二干燥塔相邻立置在底座上；所述第一冷却器和第二冷却器上下水平安置在第一干燥塔和第二干燥塔中部；所述第一分离器和第二分离器分别立置在第一冷却器和第二冷却器旁边。

3.  根据权利要求2所述压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法，其特征在于：所述第一和第二干燥塔的第二端口与压缩空气出口之间还串接有超精过滤器。

4.  根据权利要求3所述压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法，其特征在于：所述阀门为受控与控制装置的电磁阀。

5.  根据权利要求1所述压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法，其特征在于一个循环过程包括以下步骤：
第一步、第五及第一阀门开启，其它阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第一干燥塔，输出干燥压缩空气；第二干燥塔被关闭，处于再生等待状态；
第二步、第五及第一阀门保持开启，第八及第四阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第一干燥塔，另一路由第二端口至第一端口经过处于再生加热状态的第二干燥塔，再经过第二组冷却分离器，也由第一端口至第二端口经过第一干燥塔，输出干燥压缩空气；
第三步、第五及第一阀门保持开启，第六及第二阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路由第一端口至第二端口通过处于工作状态第一干燥塔，输出干燥压缩空气，另一路由第一端口至第二端口通过处于再生冷吹状态的第二干燥塔，输出干燥压缩空气；
第四步、第六及第二阀门开启，其它阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第二干燥塔，输出干燥压缩空气；
第五步、第六及第二阀门保持开启，第七及第三阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过第二干燥塔，另一路由第二端口至第一端口经过处于再生加热状态的第二干燥塔，并经过第二组冷却分离器，也由第一端口至第二端口经过第二干燥塔，处于工作状态的第二干燥塔输出干燥压缩空气；
第六步、第六及第二阀门保持开启，第五及第一阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路由第一端口至第二端口通过处于工作状态第二干燥塔，输出干燥压缩空气，另一路由下至下通过处于再生冷吹状态的第一干燥塔，输出干燥压缩空气。

压缩空气余热再生干燥装置及再生干燥方法
技术领域
本发明涉及一种干燥装置及再生干燥方法，尤其是一种压缩空气余热再生干燥装置及再生干燥方法，属于压缩空气处理设备技术领域。
背景技术
据申请人了解，现有压缩再生干燥装置普遍结构复杂，耗气和压损大，并且由于未能充分利用压缩空气的余热，因此需要配制辅助加热装置。例如，申请号为98117931.2的中国发明专利公开了一种吸附式余热再生压缩空气干燥装置，由空压机(1)、储气罐(2)、后冷却器(3)、除尘器(4)、干燥塔(5)、电控箱(6)、除油器(7)、及联结它们的管道组成，其特征在于增设有热交换器(8)、其进气端通过管道与空压机出气口联结。虽然干燥装置中干燥剂的再生利用了压缩空气的余热，具有一定的节能效果，但由于余热的利用不够充分，因此还需要电加热予以补充。此外，专利申请号为200520028358.1的中国实用新型专利公开了一种分子筛吸附式可再生压缩空气干燥系统，其特征在于两个干燥筒通过一个组合阀用管道将干燥筒上端联在一起，干燥筒内上端装变色硅胶，下端装沸石分子筛，两干燥筒下端各装一个电磁阀，两个电磁阀通过管道联接。可随意改变机型，且可以同其它系统随意安装，而不造成有害干扰。虽然该专利中两个干燥筒的组合具有可以改变机型的灵活性，但并未针对如何充分利用余热采取相应的措施。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种无需外加热源即可保证理想再生效果，并且损耗小、结构简单的压缩空气余热再生干燥装置，同时给出其再生干燥方法。
为了达到以上目的，本发明的压缩空气余热再生干燥装置含有第一组和第二组冷却分离器、第一和第二干燥塔，以及受控的第一至第八阀门；压缩空气入口经第一组冷却分离器后接第二组冷却分离器的进口，同时分别通过第五和第六阀门接第一和第二干燥塔的第二端口；所述第二组冷却分离器的出口分别通过第七和第八阀门接第一和第二干燥塔的第一端口；所述第一和第二干燥塔的第二端口分别经第一和第二阀门接压缩空气出口，同时分别经第三和第四阀门接压缩空气入口。
工作时，本发明压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法包括以下循环步骤：
第一步、第五及第一阀门开启，其它阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第一干燥塔，输出干燥压缩空气；第二干燥塔被关闭，处于再生等待状态；
第二步、第五及第一阀门保持开启，第八及第四阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第一干燥塔，另一路由第二端口至第一端口经过处于再生加热状态的第二干燥塔，再经过第二组冷却分离器，也由第一端口至第二端口经过第一干燥塔，输出干燥压缩空气；
第三步、第五及第一阀门保持开启，第六及第二阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路由第一端口至第二端口通过处于工作状态第一干燥塔，输出干燥压缩空气，另一路由第一端口至第二端口通过处于再生冷吹状态的第二干燥塔，输出干燥压缩空气；
第四步、第六及第二阀门开启，其它阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过处于工作状态的第二干燥塔，输出干燥压缩空气；
第五步、第六及第二阀门保持开启，第七及第三阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，由第一端口至第二端口经过第二干燥塔，另一路由第二端口至第一端口经过处于再生加热状态的第二干燥塔，并经过第二组冷却分离器，也由第一端口至第二端口经过第二干燥塔，处于工作状态的第二干燥塔输出干燥压缩空气；
第六步、第六及第二阀门保持开启，第五及第一阀门开启，其余阀门关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路由第一端口至第二端口通过处于工作状态第二干燥塔，输出干燥压缩空气，另一路由下至下通过处于再生冷吹状态的第一干燥塔，输出干燥压缩空气。
由此循环往复工作下去，从而完成两干燥塔的交替工作与再生的过程。
本发明的有益效果是：充分利用了压缩空气本身的热量对干燥装置进行再生，无需外加热源即可保证理想再生效果，从而使压缩空气干燥处理装置自身具有余热再生的功能，确保无耗气，成功解决了传统余热再生干燥装置普遍存在的压损大、阀门多等问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3至图8是图1实施例的循环工作过程示意图(图中粗实线为工作管路，细实线为关闭管路)。
具体实施方式
实施例一
本实施例的压缩空气余热再生干燥装置如图1和图2所示，含有由串联第一冷却器4和第一分离器3构成的第一组冷却分离器、串联第二冷却器9和第二分离器8构成的第二组冷却分离器，第一干燥塔5和第二干燥塔6，受控于控制装置11的第一至第八电磁阀(参见图3-图8中的F1-F8)。第一干燥塔5和第二干燥塔6相邻立置在底座1上，第一冷却器4和第二冷却器9上下水平安置在第一干燥塔5和第二干燥塔6中部，第一分离器3和第二分离器8分别立置在第一冷却器4和第二冷却器9旁边，相互之间用系统管路2连接，其连接管路短，结构十分紧凑。
压缩空气入口经第一组冷却分离器后接第二组冷却分离器的入口，同时分别通过第五和第六电磁阀接第一和第二干燥塔的上端口；第二组冷却分离器的出口分别通过第七和第八电磁阀接第一和第二干燥塔的下端口，第一和第二干燥塔的上端口分别经第一和第二电磁阀后，通过串接的超精过滤器7接压缩空气出口，同时分别经第三和第四电磁阀接压缩空气入口。
工作时，本发明压缩空气余热再生干燥装置的再生干燥方法步骤如下：
第一步、第五及第一电磁阀开启，其它电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，通过开启的第五电磁阀，由下至上经过处于工作状态的第一干燥塔，再通过开启的第一电磁阀输出干燥压缩空气；此时第二干燥塔被关闭，没有压缩空气经过，处于再生等待状态；
第二步、第五及第一电磁阀保持开启，第八及第四电磁阀开启，其余电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，通过开启的第五电磁阀，由下至上经过第一干燥塔，另一路通过开启的第四电磁阀，由上至下经过处于再生加热状态的第二干燥塔，再通过开启的第八电磁阀，并经过第二组冷却分离器，也通过开启的第五电磁阀，由下至上经过第一干燥塔，处于工作状态的第一干燥塔通过开启的第一电磁阀输出干燥压缩空气；此时由于源自空压机的压缩空气未经冷却直接进入第二干燥塔，因此第二干燥塔内的干燥剂进入再生加热状态；
第三步、第五及第一电磁阀保持开启，第六及第二电磁阀开启，其余电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路通过开启的第五电磁阀，由下至上通过处于工作状态第一干燥塔，再通过开启的第一电磁阀输出干燥压缩空气，另一路通过开启的第六电磁阀，由下至上通过处于再生冷吹状态的第二干燥塔，再通过开启的第二电磁阀输出干燥压缩空气；此时由于源自空压机的压缩空气经冷却后进入第二干燥塔，因此第二干燥塔的干燥剂进入再生后的冷却状态；
第四步、第六及第二电磁阀开启，其它电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，通过开启的第六电磁阀，由下至上经过处于工作状态的第二干燥塔，再通过开启的第二电磁阀输出干燥压缩空气；此时第一干燥塔被关闭，没有压缩空气经过，处于再生等待状态；
第五步、第六及第二电磁阀保持开启，第七及第三电磁阀开启，其余电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气一路经第一组冷却分离器后，通过开启的第六电磁阀，由下至上经过第二干燥塔，另一路通过开启的第三电磁阀，由上至下经过处于再生加热状态的第二干燥塔，再通过开启的第七电磁阀，并经过第二组冷却分离器，也通过开启的第六电磁阀，由下至上经过第二干燥塔，处于工作状态的第二干燥塔通过开启的第二电磁阀输出干燥压缩空气；此时由于源自空压机的压缩空气未经冷却直接进入第一干燥塔，因此第一干燥塔内的干燥剂进入再生加热状态；
第六步、第六及第二电磁阀保持开启，第五及第一电磁阀开启，其余电磁阀关闭；源自空压机的压缩空气经第一组冷却分离器后，一路通过开启的第六电磁阀，由下至上通过处于工作状态第二干燥塔，再通过开启的第二电磁阀输出干燥压缩空气，另一路通过开启的第五电磁阀，由下至下通过处于再生冷吹状态的第一干燥塔，再通过开启的第一电磁阀输出干燥压缩空气；此时由于源自空压机的压缩空气经冷却后进入第一干燥塔，因此第一干燥塔的干燥剂进入再生后的冷却状态。
由此循环往复工作下去，从而完成两干燥塔的交替工作与再生的过程。工作时，并联干燥塔与两组串联的冷却器和分离器有机结合，待处理的大部分高温、高湿压缩空气经冷却器和气液分离器后进入干燥塔被干燥，同时根据微热再生干燥原理，直接利用气体被压缩过程中产生的余热，对失效的吸附剂进行加热再生，交替再生后的气体经冷却分离后与大部分气体汇合。因此在整个再生过程中，无气体因受热膨胀，不增加压损，无再生气消耗(放空)，也无需使用再生气增压回收装置，并且可变换多种组合方式，适应不同用户的需要，与现有技术相比，彻底消除了运行能耗大，压差大(压降每增加0.14Kgf/cm2，电力输入就要增加1％)的弊端，显著节约了能源，解决了运行成本高的问题，同时也降低了设备造价。
使用本实施了(HYYR型)的余热再生干燥装置，不用压缩机末级冷却器，压缩机末级冷却用水转移到余热再生干燥装置使用，相当于余热再生干燥装置不耗冷却水。因干燥剂再生时吸收了压缩机排气的大量热量，在经过干燥装置本身的冷却器时，气体温度已大大降低，所以余热再生干燥装置冷却水用量小于压缩机末级冷却用水量，可降低冷却水耗量。在相同的工作条件下，使用余热再生干燥装置的运行费用较少。长期使用余热再生干燥装置，可获得较大的节能效益。
除此之外，本实施例还具有以下优点：
1、气液分离器采用立式结构，更有效地利用旋风和惯性碰撞分离技术，使气液分离效率达到99％，有效地减少吸附床的负荷。
2.超精过滤器可以有效地滤除成品气中的粉尘，不但可进一步提高成品气的质量，还可改善本设备气动系统用气的质量，提高设备的可靠性。
3.控制系统采用与空压机控制系统相一致的产品，并配以太网卡和10”液晶显示触摸屏，可以自动按照设定程序控制干燥装置的运行，提供标准工业以太网数据通讯接口，以通讯方式上传到人机接口设备。具有事故报警记录，实现无人职守。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，可以按需增加干燥塔；干燥塔的上、下端，可以同时颠倒，或水平放置，改变成左、右位置关系；等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。