专利名称：零排放气体干燥装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种零排放的气体干燥装置工业上常需对气体进行干燥。例如用天然气作燃料的汽车，要求天然气的水露点为≤-55℃，H2、CO2及高纯度气体的水露点为≤-60℃。对该类气体通常采用吸附干燥的方法进行脱水，吸附剂常用硅胶、铝胶或分子筛等。用作吸附剂的物质具有大量孔隙，当气体中水蒸气与其接触时，在吸附剂表面产生毛细现象，在压差的作用下，水蒸气产生扩散运动，此即吸附干燥过程。吸附了一定水分的吸附剂失去继续吸附水的能力，则须对吸附剂进行脱湿即再生处理，以恢复其吸附水的功能。目前应用的吸附式气体干燥装置大多为双罐结构，其一个罐进行吸附，另一个罐进行再生。用于天然气的单罐结构的干燥装置，其吸附和再生是交替轮换进行的。再生时，必须将再生罐内的压力降低，使吸附剂一般在接近大气压的低压下解析再生，并用一定量干燥气体回流反吹、吹冷，将解析出的水蒸气带出再生罐。回流反吹气通常要加热到200-300℃。再生罐的压力由吸附压力降到接近大气压时，有一部分气体需排放出来。对排放出的气体，处理方法一般有二一是排放到大气中，不仅造成资源浪费和大气污染，可燃性气体还会引起火灾和爆炸；二是将排放的气体回收利用，可燃性气体也可作为火炬气烧掉，但该方法需增加设备和投资。
由于现有用于天然气、氢气的干燥装置都采用高压下吸附，低压下解析的工艺流程结构，参见
图1，解析时，须先排放再生罐内气体，使罐内压力降至接近大气压力，其主要缺点如下1.操作复杂。再生罐排气速度过快，会加速吸附剂粉化，降低吸附剂寿命和干燥气体质量；太慢则会缩短再生时间，影响再生效果；
2.当被排放气体排放到大气中时会污染大气，天然气中的甲烷和CO2气体会产生温室效应，可燃气体还有可能引起火灾和爆炸，使用不安全；3.如果回收被排放气体，则需增加压缩机、冷却器、分离器、贮罐和输送管道及阀等设备，设备投资巨大；4.无论将排放的可燃性气体作为火炬气烧掉，还是排放到大气中，都是对能源的极大浪费；5.自动化程度低。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种操作简便，自动化程度高，使用安全，有利于环保，成本低，再生效果佳的零排放气体干燥装置。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种零排放气体干燥装置，包括风机9及由干燥罐1、2构成的干燥器21，所述干燥器21的上、下端口分别与上管系17及下管系18连通；所述的上管系17由并联的再生排气阀3、4和并联的进气阀5、6相并联构成，所述进气阀5、6的连接管29与设置于进气管20上的前置过滤器15连通，所述再生排气阀3、4的连接管28与冷却器7连通，冷却器7后设置有分离器8；所述的下管系18由并联的再生进气阀13、14和并联的排气阀11、12相并联构成，所述排气阀11、12的连接管30与设置于输气管19上的后置过滤器16连通，所述再生进气阀13、14的连接管31与加热器10相连接；其特殊之处在于所述分离器8的输出接再生排气管系23，所述再生排气管系23的一路经阀25与进气阀5、6的连接管29相连接，所述再生排气管系23的另一路经连通管24依次接阀26、27；所述阀27的一端接排气阀11、12的连接管30，另一端接风机9；所述风机9与加热器10通过再生进气管系22相连接。
上述前置过滤器15可配置气液分离器或精密除油过滤器等。
上述前置过滤器15之前可配置气液分离器，之后可配置精密除油过滤器。
上述加热器10可以是采用一个加热器的一级加热器，也可以是采用两个加热器的二级加热器等。
上述风机9可采用罗茨风机、螺杆压缩机或活塞式压缩机等。
上述冷却器7可采用风冷式或水冷式等。
上述分离器8可采用惯性分离器、过滤分离器之一或其组合。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1.操作简便。只需按规定程序切换阀门，其余如冷却、增压、加热过程的控制操作均自动进行；2.采用单片机或PLC控制器进行控制，运行状态及参数可以显示、记录、修改；3.自动化程度高。可实现远程控制，故障自动报警；4.解析气无需向大气中排放，既节约了能源，又节省了开支，也有利于环境保护，避免了甲烷、CO2等气体对大气产生温室效应；5.使用安全。避免了可燃性气体排放而产生的燃烧和爆炸危险；6.无需为再生气回收利用而增加设备和资金，降低了设备及使用成本；7.可在2.5-25bar线压力下实现带压循环再生；再生效果佳，且提高了吸附剂寿命和干燥气体质量；8.既适用于天然气、氢气等可燃易爆气体的干燥，也适用于其它气体和高纯度气体的干燥。
附图图面说明如下
图1为现有技术的结构示意图；图2为本实用新型的结构图。
附图标号说明1-干燥罐、2-干燥罐、3-再生排气阀、4-再生排气阀、5-进气阀、 6-进气阀、 7-冷却器、 8-分离器、 9-风机、10-加热器、11-排气阀、12-排气阀、13-再生进气阀、14-再生进气阀、15-前置过滤器、16-后置过滤器、17-上管系、18-下管系、19-输气管、20-进气管、21-干燥器、22-再生进气管系、23-再生排气管系、24-连通管、25-阀、26-阀、27-阀、28-连接管、29-连接管、30-连接管、31-连接管。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述参见图2，本实用新型的各组成部分在干燥器底座上撬装成一个整体系统。前置过滤器15的进口与进气管20相连，其出口与干燥器21的上管系17的进口相连；干燥罐1、2的进口与上管系17出口相连，干燥罐1、2的出口与下管系18进口相连；后置过滤器16进口与下管系18出口相连，其出口与输气管19相连；冷却器7进口与再生排气管系23相连，其出口与分离器8进口相连；分离器8出口与再生排气管系23和连接管29相连；风机9进口与下管系18出口相连，其出口与加热器10进气口相连；加热器10的出气口与下管系18再生进气口相连；再生进气管系22和再生排气管系23间通过连通管24连通，连通管24上设有阀门26。干燥罐1和2内充满吸附剂，吸附剂常用硅胶、铝胶或分子筛。控制系统可采用单片机或PLC控制器组成，可配置温度传感器等元件。阀门控制手动切换或气动控制自动切换均可。
工作时，由输气管19来的天然气、H2、CO2或高纯气体等需脱水干燥的气体，进入固定在底座上的前置过滤器15，除去其中的固体粉尘、游离态水、凝析油后，经干燥器21上管系17中的进气阀5进入干燥罐1，气流由上向下流经吸附剂床层，干燥后的气体经下管系18中的排气阀12排出，进入后置过滤器16，除去其中的吸附剂粉末后，向排气管输送无油、无水、无尘的洁净气体。在干燥罐1进行吸附操作的同时，另一干燥罐2在进行解析再生。再生循环分为闭式循环和开式循环两种，本装置可按闭式循环再生，亦可按开式循环再生。干燥罐2内的气体经再生排气阀4进入冷却器7，被冷却后进入分离器8，气体中的水分被冷凝分离。闭式循环再生时，气体经再生排气管系23和连通管24进入封闭在容器中的风机9被压缩增压，压力升高后的气体经加热器10被加热后，经再生进气阀13进入干燥罐2，自下而上流经吸附剂床层，加热罐内吸附剂并将解析出的水蒸汽带出，再经再生排气阀4进入冷却器7，如此循环，直至再生结束。开式循环再生时，连通管24上的阀26关闭，由下管系18出气口来的干气经阀27进入风机9被压缩增压，升压后的气体经加热器10被加热后，经再生进气阀13进入干燥罐2，由下向上流经吸附剂床层，加热罐内吸附剂并将解析出的水蒸汽带出，经再生排气阀4进入冷却器7，被冷却后进入分离器8，气体中的水分被冷凝分离后，再经阀25进入上管系17的进气口，与原料气汇合后经进气阀5进入干燥罐1，进行吸附干燥，直至再生结束。再生结束后，再生排气阀4关闭，干燥罐2进入均压待切换状态。至此，一个吸附再生循环完成。切换后，干燥罐2进行吸附，干燥罐1进行解析再生，又一个吸附再生循环开始。吸附工作时间通常8小时，再生时间6小时，阀门切换由人工手动切换或气动控制切换，再生循环由单片机或PLC控制器控制。
本实用新型的前置过滤器15可根据被干燥气体气质情况，如含游离水，凝析油等增加配置一级气液分离器或精密除油过滤器，必要时也可增加二级，即按气液分离器+前置过滤器+精密除油过滤器的方式配置；加热器10可采用一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热器；风机9可采用罗茨风机，也可为螺杆压缩机或活塞式压缩机，罗茨风机装在压力容器壳体内或不带容器壳体；冷却器7采用风冷式或水冷式均可，换热器可采用板翅式、管翅式或管壳式。分离器8可采用惯性分离或过滤分离等方式对解析气进行气液分离，也可采用惯性分离与过滤分离的组合方式。
权利要求1.一种零排放气体干燥装置，包括风机(9)及由干燥罐(1)、(2)构成的干燥器(21)，所述干燥器(21)的上、下端口分别与上管系(17)及下管系(18)连通；所述的上管系(17)由并联的再生排气阀(3)、(4)和并联的进气阀(5)、(6)相并联构成，所述进气阀(5)、(6)的连接管(29)与设置于进气管(20)上的前置过滤器(15)连通，所述再生排气阀(3)、(4)的连接管(28)与冷却器(7)连通，冷却器(7)后设置有分离器(8)；所述的下管系(18)由并联的再生进气阀(13)、(14)和并联的排气阀(11)、(12)相并联构成，所述排气阀(11)、(12)的连接管(30)与设置于输气管(19)上的后置过滤器(16)连通，所述再生进气阀(13)、(14)的连接管(31)与加热器(10)相连接；其特征在于所述分离器(8)的输出接再生排气管系(23)，所述再生排气管系(23)的一路经阀(25)与进气阀(5)、(6)的连接管(29)相连接，所述再生排气管系(23)的另一路经连通管(24)依次接阀(26)、(27)；所述阀(27)的一端接排气阀(11)、(12)的连接管(30)，另一端接风机(9)；所述风机(9)与加热器(10)通过再生进气管系(22)相连接。
2.如权利要求1所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的前置过滤器(15)配置气液分离器或精密除油过滤器。
3.如权利要求1所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的前置过滤器(15)之前配置有气液分离器，之后配置有精密除油过滤器。
4.如权利要求1或2或3所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的加热器(10)为采用一个加热器的一级加热器或采用两个加热器的二级加热器。
5.如权利要求4所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的风机(9)为用罗茨风机、螺杆压缩机或活塞式压缩机。
6.如权利要求5所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的冷却器(7)为风冷式或水冷式。
7.如权利要求6所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的分离器(8)为惯性分离器、过滤分离器之一或其组合。
专利摘要一种零排放气体干燥装置，其干燥器的上、下端口分别与上、下管系连通；上管系由串联的再生排气阀和串联的进气阀并联构成，进气阀的连接管与设于进气管上的前置过滤器连通，再生排气阀的连接管与冷却器连通，冷却器后设有分离器；下管系由串联的再生进气阀和串联的排气阀相并联构成，排气阀的连接管与设于输气管上的后置过滤器连通，再生进气阀的连接管与加热器相连接；分离器的输出接再生排气管系，其一路经阀与进气阀的连接管相连，另一路经连通管、阀一端接排气阀的连接管，另一端接风机；风机与加热器通过再生进气管系相连。本装置操作简便，自动化程度高，使用安全，有利于环保，成本低，再生效果佳，完全实现了解吸再生气的零排放。
文档编号B01D53/047GK2590644SQ0229288
公开日2003年12月10日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者李大明, 张志全, 吉军 申请人:西安联合超滤净化设备有限公司