一种废热利用再生干燥器及其方法与流程

文档序号:13642197阅读:270来源:国知局

本发明涉及空气净化技术领域,尤其涉及一种废热利用再生干燥器及其方法。



背景技术:

在化工行业中空气净化过程中,现在一般是采用无热再生吸附式干燥机。无热再生吸附式干燥机是利用变压吸附原理,将压力状态下吸附水分达到饱和的吸附剂迅速降压到大气压,此时,被吸附水分自行脱附,实现吸附剂的再生,脱附出的水分扩散到机外。

无热再生干燥机是采用双塔变压吸附、无热再生的工艺,其工作原理是一个吸附塔在工作压力下进行吸附干燥,同时另一个吸附塔利用一部份自身干燥气体并降压接近大气压力,作为再生气体对其进行再生,以固定的切换时间进行双塔切换,从而连续提供干燥气体。

然而,在使用过程中发现,采用无热再生干燥机进行再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费。



技术实现要素:

本申请提供一种废热利用再生干燥器及其方法,解决了现有技术中采用无热再生干燥机机进行再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费的技术问题,并且回收了压缩机的压缩高温余热,有效地利用了能源,降低了能源消耗。

本申请提供一种废热利用再生干燥器,所述废热利用再生干燥器包括:

气动阀d,设置在高温气体进口处;

吸附塔a和吸附塔b

顺次连接的旁通阀e、冷却器f1、汽水分离器j1,其中,所述旁通阀e与所述气动阀d连接;

气动阀a4和气动阀b4,一端同时与所述气动阀d连接,另一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接;

气动阀a5和气动阀b5,一端同时与所述旁通阀e连接,另一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接;

气动阀a6和气动阀b6,一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接;

气动阀a1和气动阀b1,一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接;

相互连接的冷却器f2和汽水分离器j2,所述冷却器f2的另一端同时与所述气动阀a6和所述气动阀b6,所述汽水分离器j2另一端同时与所述气动阀a1和所述气动阀b1连接;

气动阀a2和气动阀b2,一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接,另一端与粉尘过滤器h进口端连接,所述粉尘过滤器h出口端连接管网;

气动阀a3和气动阀b3,一端分别与所述吸附塔a和所述吸附塔b连接;

顺次连接的手动调节阀c1、气动阀c2、电加热器i、流量测量器m,其中,所述手动调节阀c1与所述粉尘过滤器h出口端连接,所述流量测量器m同时与所述气动阀a3和气动阀b3连接;

气体分配器l,通过手动调节阀c3与所述粉尘过滤器h的出口端连接,并同时与气动阀a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4、b5、b6、c2、d和旁通阀e连接。

优选地,所述干燥器还包括与所述汽水分离器j1连接的电子自动排水器k1。

优选地,所述气动阀a1和所述吸附塔a之间还设置有电子自动排水器k3。

优选地,所述气动阀b1和所述吸附塔b之间还设置有电子自动排水器k4。

优选地,所述干燥器还包括与所述汽水分离器j2连接的电子自动排水器k2。

优选地,所述气动阀a4、气动阀b4和所述气动阀d之间的连接管路上设置有温度测量器ti1。

优选地,所述气动阀a5、气动阀b5与所述冷却器f1之间连接的管路上设置有温度测量器ti2和压力测量器pi2,所述气动阀a1和吸附塔a之间设置有温度测量器ti3,所述吸附塔a和气动阀a2之间的管路上设置有温度测量器ti4和压力测量器pi4,所述气动阀b1和吸附塔b之间设置有温度测量器ti5,所述吸附塔b和气动阀b2之间的管路上设置有温度测量器ti6和压力测量器pi6,所述气动阀a6、气动阀b6和所述冷却器f2之间的连接管路上设置有温度测量器ti7和压力测量器pi7,所述吸附塔a上设置有温度测量器ti8和压力测量器pi8,所述吸附塔b上设置有温度测量器ti9和压力测量器pi9。

本申请还提供一种废热利用再生干燥方法,应用于所述的废热利用再生干燥器中,所述干燥方法包括:

开启气动阀d、a4、a5、b1、b2,其它阀门处于关闭状态,所述吸附塔a加热;加热时间为1.5-2.5小时;

判断通过所述气动阀d的高温气体的温度是否低于110℃,若是,则首先开启旁通阀e,然后关闭气动阀a4、a5,开启气动阀c2、a3、a6,通过手动调节阀c1来控制流量m,启动所述电加热器i进行加热,加热45分钟-75分钟;

控制电加热器i断电,并进行冷吹,冷吹时间为30-50分钟;

均压5~10分钟,关闭气动阀a6。

10、如权利要求9所述的干燥方法,其特征在于,所述干燥方法还包括:

倒换使用,采用吸附塔b加热;

开启气动阀b4、b6、a1、a2,关闭气动阀a4、a5、a6、b1、b2、旁通阀e,所述吸附塔b加热,加热时间为1.5-2.5小时;

判断通过所述气动阀d的高温气体的温度是否低110℃,若是,则首先开启旁通阀e,关闭气动阀b4、b5;开启气动阀c2、b3、b6,通过手动调节阀c1来控制流量m,启动所述电加热器i进行加热,加热45分钟-75分钟;

控制电加热器i断电,并进行冷吹,冷吹时间为30-50分钟;

均压5~10分钟,关闭气动阀b6。

本申请有益效果如下:

本申请通过设置冷却器,对进入另一个吸附塔的气体进行热量回收,最后分发到用户,从而避免排放能耗,充分利用能源,解决了现有技术中采用无热再生干燥机机进行废热再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请较佳实施方式一种废热利用再生干燥器的结构示意图;

图2为图1中的废热利用再生干燥方法。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种废热利用再生干燥器及其方法,解决了现有技术中采用无热再生干燥机机进行再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为上述技术问题,总体思路如下:

通过设置冷却器,对进入另一个吸附塔的气体进行热量回收,最后分发到用户,从而避免排放能耗,充分利用能源,解决了现有技术中采用无热再生干燥机机进行废热再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

为了解决现有技术中现有技术中采用无热再生干燥机机进行再生时,排放的能耗达15%,造成大量能源的浪费的技术问题,本申请提供一种废热利用再生干燥器及其方法。

如图1所示,所述废热利用再生干燥器包括:

气动阀d,设置在高温气体进口处;

与气动阀d一端同时连接的旁通阀e、气动阀a4和气动阀b4;气动阀a4的另一端连接吸附塔a;气动阀b4的另一端连接吸附塔b;

冷却器f1,与所述旁通阀e的另一端连接;

汽水分离器j1,与所述冷却器f1的另一端连接;所述干燥器还包括与所述汽水分离器j1连接的电子自动排水器k1。

同时与汽水分离器j1的另一端连接的气动阀a1和气动阀b1,气动阀a1和气动阀b1的另一端分别与吸附塔a和吸附塔b连接。其中,所述气动阀a1和所述吸附塔a之间还设置有电子自动排水器k3,所述气动阀b1和所述吸附塔b之间还设置有电子自动排水器k4。电子自动排水器是通过电磁阀来控制排放水的间隔时间;

同时与所述旁通阀e连接的气动阀a5和气动阀b5,所述气动阀a5和气动阀b5的另一端分别与吸附塔a和吸附塔b连接;

分别与吸附塔a和吸附塔b连接的气动阀a6和气动阀b6;

冷却器f2,一端与所述气动阀a6和气动阀b6的另一端连接;

汽水分离器j2,一端与所述冷却器f2的另一端连接,另一端同时与气动阀a1和气动阀b1连接;所述干燥器还包括与所述汽水分离器j2连接的电子自动排水器k2。

分别与吸附塔a和吸附塔b连接的气动阀a2和气动阀b2;

粉尘过滤器h,进口端同时与气动阀a2和气动阀b2,经过所述粉尘过滤器h的气体可以直接经过气体管网至用户。

手动调节阀c1,一端与所述粉尘过滤器h的出口端连接;

气动阀c2,与所述手动调节阀c1的另一端连接;

电加热器i,与所述气动阀c2连接;

流量测量器m,与所述电加热器i;

分别与吸附塔a和吸附塔b连接的气动阀a3和气动阀b3,另一端同时与流量测量器m连接。

气体分配器l,通过手动调节阀c3与所述粉尘过滤器h的出口端连接,并同时与与气动阀a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4、b5、b6、c2、d和旁通阀e连接连接,用于提供各气动阀的驱动起源。

所述气动阀a4、气动阀b4和所述气动阀d之间的连接管路上设置有温度测量器ti1和压力测量器pi1。所述气动阀a5、气动阀b5与所述冷却器f1之间连接的管路上设置有温度测量器ti2和压力测量器pi2。所述气动阀a1和吸附塔a之间设置有温度测量器ti3。所述吸附塔a和气动阀a2之间的管路上设置有温度测量器ti4和压力测量器pi4。所述气动阀b1和吸附塔b之间设置有温度测量器ti5。所述吸附塔b和气动阀b2之间的管路上设置有温度测量器ti6和压力测量器pi6。所述气动阀a6、气动阀b6和所述冷却器f2之间的连接管路上设置有温度测量器ti7和压力测量器pi7。所述吸附塔a上设置有温度测量器ti8和压力测量器pi8。所述吸附塔b上设置有温度测量器ti9和压力测量器pi9。

所述的冷却器f1、f2是通过冷却水间壁式换热来降低高温气体的温度。

所述的汽水分离器j1、j2用于将气体和水分分离。

所述的吸附塔a、b内充填吸附剂用来吸附空气中的水份,两组吸附塔一组使用、另一组再生,以保证工序的连续性。

所述的电加热器i是通过电阻伴热来提高气体的温度。

所述的气体分配器l是接出口过滤干燥空气用于阀门驱动气源,通过气体分配器来分流至各个气动阀。

所述的电子自动排水器k1、k2、k3、k4是通过电磁阀来控制排放水的间隔时间。

所述的粉尘过滤器h用于过滤吸附剂粉尘等颗粒杂质的。

所述的温度测量器ti1、ti2、ti3、ti4、ti5、ti6、ti7、ti8、ti9用于测量温度。

所述的压力测量器pi1、pi2、pi5、pi6、pi7、pi8,pi9用于是测量压力。

所述的流量测量m用于测量通过电加热器i的加热再生的流量。

所述的plc控制器是控制干燥器运行程序、故障报警、显示及工作状态。

以下从管路上对本申请的废热利用再生干燥器进行介绍:

高温气体进口管道1包括:全流程加热管道1-1和旁通管道1-2;即全流程加热管道1-1另一端与全流程加热进口管道2相连接;旁通管道1-2另一端顺次连接旁通阀e、冷却器f1、汽液分离器j1、气液分离器出口管道8。

全流程加热进口管道2上设置有气动阀a4和气动阀b4,一端连接全流程加热管道1-1,另一端连接吸附塔a和b的出口管道。

电加热器出口加热管道3上连接气动阀a3、b3;气动阀a3、b3的一端连接吸附塔a、b出口管道,另一端顺次连接流量测量器m、电加热器i、气动阀c2、手动调节阀c1。

吸附塔出口管道4连接气动阀a2、b2;气动阀a2、b2的一端分别与吸附塔a、b相连;另一端与粉尘过滤器h连接。

全流程加热出口管道5上连接气动阀a5、b5;气动阀a5的一端与吸附塔a相连;气动阀b5的一端与吸附塔b相连;气动阀a5、b5另一端与冷却器f1进口管道连接。

电加热器吹除加热管道6上连接气动阀a6、b6;气动阀a6的一端与吸附塔a相连;气动阀b6的一端与吸附塔b相连;气动阀a6、b6的另一端与冷却器f2进口管道连接。

吸附塔进口管道7上连接气动阀a1、b2;气动阀a1、b1一端与气液分离器出口管道8连接,气动阀a1、b1的另一端分别连接有电子自动排水器k3、k4;

气液分离器出口管道8一端连接顺次连接汽水分离器j1、冷却器f1;另一端连接汽水分离器j2、冷却器f2;汽水分离器j1、j2上连接有电子自动排水器k1、k2连接;

电加热器进口加热管道9上顺次连接有手动调节阀c1、气动阀c2、电加热器i、流量计m。

阀门驱动气源管道10上连接有手动调节阀c3、气体分配器l。

以下对上述废热利用再生干燥方法进行详细介绍:其中,干燥器运行程序的步骤是通过plc控制器来控制的。

先以吸附塔b使用、a再生(吸附塔b使用,吸附塔a加热)进行说明。

步骤110,开启气动阀d、a4、a5、b1、b2,其它阀门处于关闭状态,所述吸附塔b使用,吸附塔a加热,加热时间为1.5-2.5小时。优选地,加热时间为2小时。

具体地,气动阀d开启,高温气体从进口处进入,通过气动阀a4进入吸附塔进行高温加热解析,然后通过气动阀a5进入冷却器f1冷却降温,再通过汽水分离j1将气体和水分分离后,冷却降温后气体通过气动阀b1进入吸附塔b吸附水份等,再通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户;

步骤120,判断通过所述气动阀d的高温气体的温度是否低于110℃,若是,则首先开启旁通阀e,然后关闭气动阀a4、a5;开启气动阀c2、a3、a6,通过手动调节阀c1来控制流量m,其它阀门保持阀门的原状态,启动所述电加热器i进行加热,加热45分钟-75分钟,具体的加热时间可根据运行情况确定;优选地,加热1小时。

具体地,在通过所述气动阀d的高温气体的温度低于110℃时,启动电加热器i,对吸附塔a进行补充加热(是接全流程加热时间完成后的一种辅助加温过程),具体执行如下:

高温气体进入后,顺次经过气动阀d、旁通阀e后,进入冷却器f1进行冷却,冷却后进入汽液分离器j1进行气液分离,分离后的气体通过气动阀b1进入吸附塔b进行吸附,吸附后通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤;

开启手动调节阀c1,通过粉尘过滤器h过滤后的气体通过气动阀c2,进入电加热器i加热,然后顺次通过流量计m、气动阀a3进入吸附塔a进行加热再生,然后再通过气动阀a6进入冷却器f2冷却,再进入汽液分离器j2进行气液分离,分离后通过气动阀b1进入吸附塔b吸附,吸附后通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户。

步骤130,控制电加热器i断电,并进行冷吹,冷吹时间为30-50分钟。优选地,冷吹时间为40分钟,具体冷吹时间可以根据运行情况确定。

具体地,将电加热器i断电,高温气体顺次经过气动阀d、旁通阀e后,进入冷却器f1进行冷却,冷却后进入汽液分离器j1进行气液分离,分离后的气体通过气动阀b1进入吸附塔b进行吸附,吸附后通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤;

吸附塔a冷吹:气体由开启手动调节阀c1,通过粉尘过滤器h过滤后的气体通过气动阀c3,顺次通过电加热器i、流量计m、气动阀a3进入吸附塔b进行加热吸附,然后再通过气动阀a6进入冷却器f2冷却,再进入汽液分离器j2进行气液分离,分离后通过气动阀b1进入吸附塔b吸附,吸附后通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户。

步骤140,均压5~10分钟,关闭气动阀b6,气体通过气动阀c3、i、a3进行缓慢升压。

以下倒换至a使用、b再生,缓慢打开气动阀a2、a1,其它阀门保持原状态。

步骤150,倒换5min,使用吸附塔b加热,缓慢打开气动阀a2、a1;将气动阀b1、b2关闭;关闭c3;关闭旁通阀e;其它阀门保持原状态。

步骤160,开启气动阀b4、b5、a1、a2,其它阀门处于关闭状态,所述吸附塔b加热,加热时间为1.5-2.5小时。优选地,加热时间为2小时。

具体地,高温气体从进口处进入,顺次通过气动阀d、气动阀b4进入吸附塔进行高温解析过程,通过气动阀b5进入冷却器f2冷却,再通过汽水分离j2将气体和水分分离后,气体通过气动阀b1进入吸附塔b,加热吸附后再通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户;

步骤170,判断通过所述气动阀d的高温气体的温度是否低于110℃,若是,则开启旁通阀e,关闭气动阀b4、b5;气动阀c2、b3、b6,其它阀门保持原状态。通过手动调节阀c1来控制流量m,启动所述电加热器i进行加热,加热45分钟-75分钟。优选地,加热时间为1小时,具体加热时间可根据运行情况确定。

具体地,在通过所述气动阀d的高温气体的温度低于110℃时,启动电加热器i,对吸附塔b进行补充加热,具体执行如下:

高温气体进入后,顺次经过气动阀d、旁通阀e后,进入冷却器f1进行冷却,冷却后进入汽液分离器j1进行气液分离,分离后的气体通过气动阀a1进入吸附塔a进行吸附,吸附后通过气动阀a2进入粉尘过滤器h过滤;

对吸附塔b进行补充加热:开启手动调节阀c1,通过粉尘过滤器h过滤后的气体通过气动阀c2,进入电加热器i加热,然后顺次通过流量计m、气动阀b3进入吸附塔b进行加热解析,然后再通过气动阀b6进入冷却器f2冷却,再进入汽液分离器j2进行气液分离,分离后通过气动阀a1进入吸附塔a吸附,吸附后通过气动阀a2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户。

步骤180,控制电加热器i断电,并进行冷吹,冷却器f1和f2冷吹,冷吹时间为30-50分钟。优选地,冷吹40分钟。

具体地,控制电加热器i断电,高温气体进入后,顺次经过气动阀d、旁通阀e后,进入冷却器f1进行冷却,冷却后进入汽液分离器j1进行气液分离,分离后的气体通过气动阀a1进入吸附塔a进行吸附,吸附后通过气动阀a2进入粉尘过滤器h过滤;

吸附塔b冷吹:气体经过手动调节阀c1,通过粉尘过滤器h过滤后的气体通过气动阀c2,顺次通过电加热器i、流量计m、气动阀a3进入吸附塔a进行加热吸附,然后再通过气动阀a6进入冷却器f2冷却,再进入汽液分离器j2进行气液分离,分离后通过气动阀b1进入吸附塔b吸附,吸附后通过气动阀b2进入粉尘过滤器h过滤粉尘,最后进入气体管网至用户。

步骤190,均压5~10分钟,关闭气动阀b6。

若要继续使用吸附塔a加热,则:

步骤200,倒换5分钟,气动阀b2、b1缓慢打开,倒换至b使用、a再生,气动阀a1、a2关闭,循环执行步骤110-步骤200的动作。

所述干燥器出现故障发出声光报警,并且程序停止运行保持所有阀门状态不变,直至处理故障消除报警后,程序将接着停止时的步骤进行工作。

本申请通过对压缩机高温气体进行热量和气体放损回收,并且减少了气体的防损量,从而避免排放能耗,充分利用能源,解决了现有技术中采用无热再生干燥机进行再生时,排放的气体消耗量达15%,造成大量能源的浪费的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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