一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统，该系统包括进气口、除油器、电磁偏转除烃装置、热电转换器、电加热器、加热控制器、蓄电池、设备控制器PLC、前置水冷却器、前置气液分离器、吸附塔A、吸附塔B、中置水冷却器、中置气液分离器、除尘器、撞珠式气体稳压器、出气口以及12套程控阀等。本系统创造性的应用了电磁偏转技术，利用含碳链的烃类气体分子在相互垂直的磁场和电场中会发生定向偏转的特性，可有效去除压缩气体中的烃类杂质；同时，本系统还应用了一种新型的撞珠式气体稳压器，利用了气流的空穴效应，当气体从两排金属球体的缝隙中通过时，球体会受到空穴效应影响而发生轻微振动和碰撞，从而阻滞气体流速突变，有效稳定气压。
【专利说明】
一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统。
【背景技术】
[0002]压缩气体是现代工业中不可缺少的能源之一，在全世界范围内发挥着越来越重要的作用。在我国，食品、电力、化工、制药、采矿及机械制造等很多领域的生产活动中，都广泛的应用了压缩气体。压缩气体因具有易储存、易控制、流动性好及安全、环保等特点，是仅次于电力的第二动力能源，而根据其应用领域的不同，对压缩气体的质量要求也不同，但始终离不开高效、节能、环保的主题。
[0003]压缩气体的设备称为气体压缩机，气体经压缩机压缩后，具备了较高的压力，这相当于使气体得到了较高的势能。但是，由于气体压缩机本身含有润滑油，在进行压缩工作时，必然有部分润滑油混入到压缩气体中去，此外，自然界的空气本身也含有一些固体颗粒及水分等，因此，由压缩机产生的压缩气体并不是纯净的。在气动回路中直接使用这种未经净化处理的气体，会使气动回路发生故障，损坏气动组件，降低组件使用寿命，生产效率下降，甚至造成事故。据统计，气动系统的故障停机有85%以上是由于使用不洁净、不干燥的压缩气体引起的。究其原因，压缩空气中的水分会造成部件锈蚀，冬季会冷凝结冰，造成堵塞；油气冷凝沉淀形成油污常常造成密封件老化、失效;粉尘则加快了运动机件的磨损，沉积造成堵塞，造成无谓的压力损失等。因此，净化这些压缩气体以获得纯净的压缩气体是气压系统中必不可少的一个重要环节。
[0004]其中，对气动系统影响最大的因素就是压缩空气中所含的水分。水分在环境空气中广泛存在，无法完全去除，这部分水进入压缩机压缩后，由于温度压力的变化，便会有冷凝水析出，严重影响压缩机机组的运行和其它用气设备的性能寿命，因此去除空气中的水分是十分必要的。
[0005]干燥是相对的，也就是在某种需求被视为干燥的空气，在其它用途时仍被视为不够干燥。因此，压缩空气需要何种程度的干燥，来满足和中需求，是设计或选择干燥机时，首要考虑的因素。因为选择不需要太低露点的干燥机，将增加采购与运转成本。根据以上几种不同的理论方法，目前已开发并使用的压缩空气干燥方法主要包括以下几种:
(I)吸附干燥法:
吸附干燥法利用吸附剂对水分的吸附性能，如硅胶，活性氧化铝和分子筛等，它们对水分都具有很强的吸附能力。吸附剂的吸湿过程是物理变化，是可再生的，在高压下吸附，低压下解吸，即变压吸附(PSA);也可在常压吸附，加热时再生，即变温吸附(TSA);或者高压常温吸附，常压高温解吸(PTC)。这类吸附干燥的干燥度可以达到常压露点-70°C。
[0006](2)潮解干燥法:
潮解式干燥器也是利用吸附剂对水分的吸附特性，只不过潮解式的吸附剂在吸附水分后，变成液态排出，朝节后的吸附剂不能再生，而且会造成环境污染。这种方法又称为化学法。这类干燥器可达到-38 °C左右的露点。
[0007](3)冷冻干燥法:
冷冻干燥法是利用制冷压缩机产生的冷量对压缩空气进行冷却，使压缩空气达到其压力所对应的露点温度，从而使压缩空气中的水分析出，达到干燥目的。这类干燥法的干燥度可以达到常压露点_23°C。
[0008](4)膜分离干燥法:
利用膜分离技术对压缩空气进行干燥是一种极有前途的干燥方式。压缩空气经过中空纤维薄膜时，为中物质的渗透压不同，使水从压缩空气中分离出来，从而达到干燥效果。
[0009]现有的压缩空气干燥方法普遍存在运行成本高、吸附物料耗费大、设备使用寿命短等缺点，并且其干燥效果也难以满足设备越来越高的用气要求。为此，需要寻找新的方法和途径来解决这一难题。
【发明内容】
[0010]为了解决现有技术中的诸多不足，本发明提供了一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统，该系统包括进气口、除油器、电磁偏转除烃装置、热电转换器、电加热器、加热控制器、蓄电池、设备控制器PLC、前置水冷却器、前置气液分离器、吸附塔A、吸附塔B、中置水冷却器、中置气液分离器、除尘器、撞珠式气体稳压器、出气口以及12套程控阀(VI?V12)等。其中，气体通过进气口进入本系统后，首先通过除油器和电磁偏转除烃装置，之后再根据不同的工作阶段设计，经程控阀系统切换路径后，可分别进入吸附塔A、吸附塔B、前置水冷却器和前置气液分离器组合、中置水冷却器和中置气液分离器组合、之后气体通过除尘器和撞珠式气体稳压器，最终由出气口送出，并输送至用气设备处。其中，本系统的电能输送路径为:热电转换器所产生的电能进入蓄电池存储，蓄电池再根据需求将电能分别输送至加热控制器和设备控制器PLC。其中，设备控制器PLC采用可编程控制方式，通过弱电线路分别与除油器、电磁偏转除烃装置、加热控制器以及12套程控阀相连，可对上述设备实施程序自动控制，无需人工操作。其中，前置气液分离器和中置气液分离器分别设有自动排水阀和手动排水阀，具备常规自动排水和人工紧急排水的双重功能。其中，电磁偏转除烃装置外壳为陶瓷绝缘材料，装置左端和右端中部位置各装有一支高压电极，装置外围水平设置一框架式直流电磁铁包围装置三边，使磁感线能够水平穿过装置内部，装置左侧下方设有进气阀门，右侧上方设有排气阀门，右侧下方设有燃烧处理装置。含有烃类物质的压缩气体经装置左侧下方的进气阀门进入装置内部，此时框架式直流电磁铁通电产生一水平方向上的磁场，同时装置左右两侧的两支高压电极开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的击穿电流，此时，垂直于磁场和电流的方向上(即垂直方向)会产生一个附加的电场，使装置的竖直方向上产生电势差，会使含碳链的烃类气体分子在其中发生偏转运动，逐步汇聚于装置下方，之后，烃类气体会进入装置右侧下方的燃烧处理装置进行燃烧处理，从而除去压缩气体中的烃类物质，除烃后的气体经装置右侧上方的排气阀门排出。其中，撞珠式气体稳压器外壳为不锈钢材质，其内壁贴覆有防撞垫层，稳压器左端设有进气口，右端设有排气口，稳压器内部安装有两排不锈钢球体，一排为4个球体，另一排为3个球体，呈犬牙交错式排列，同一排球体均由一根尼龙连接线相串联。压缩气体经过除尘器净化除尘后，通过撞珠式气体稳压器左端的进气口进入稳压器内部，当气体从两排不锈钢球体的缝隙中通过时，球体会受到空穴效应影响而发生轻微振动和碰撞，其振动、碰撞的强度与气体流速成正比，会成比例的消耗气体的动能，这种现象能够阻滞气体流速的突变，从而起到稳定输出气体压力的作用。
[0011]本系统的完整工作周期分为以下六个阶段:
(I)吸附塔B吸附，吸附塔A加热再生阶段:
设备控制器PLC自动切换程控阀V1、程控阀V6、程控阀V8、程控阀V9、程控阀V12开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，再经程控阀Vl进入吸附塔A，对吸附塔A内的吸附剂进行加热脱水再生，吸水后的压缩空气经程控阀V9和程控阀V8进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，压缩气体经程控阀V12进入吸附塔B，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0012](2)吸附塔B吸附，吸附塔A冷吹和再生阶段:
吸附塔A经加热再生后进入冷吹再生阶段，设备控制器PLC自动切换程控阀V3、程控阀V6、程控阀V7、程控阀V9和程控阀Vl 2开启，而其他程控阀均关闭。110 °C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，进入前置水冷却器冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体由程控阀V7和程控阀V9进入吸附塔A并对其进行冷却，气体在吸附塔A中与吸附剂发生热交换并升温后，经程控阀V3进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V12进入吸附塔B，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0013](3)吸附塔B吸附，吸附塔A自冷阶段:
吸附塔A得到初步冷却后进入自冷阶段，设备控制器PLC自动切换程控阀V6、程控阀V7、程控阀V8和程控阀V12开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，进入前置水冷却器冷却至45 °C以下，再进入前置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V7和程控阀V8进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V12进入吸附塔B，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0014]至此，本系统的前半工作周期结束。
[0015](4)吸附塔A吸附，吸附塔B加热再生阶段:
设备控制器PLC自动切换程控阀V2、程控阀V5、程控阀V8、程控阀VlO、程控阀Vl I开启，而其他程控阀均关闭。由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，再经程控阀V2进入吸附塔B，对吸附塔B内的吸附剂进行加热脱水再生，吸水后的压缩空气经程控阀VlO和程控阀V8进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，压缩气体经程控阀Vll进入吸附塔A，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0016](5)吸附塔A吸附，吸附塔B冷吹和再生阶段:
吸附塔B经加热再生后进入冷吹再生阶段，设备控制器PLC自动切换程控阀V4、程控阀V5、程控阀V7、程控阀V1和程控阀V11开启，而其他程控阀均关闭。110 °C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，进入前置水冷却器冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体由程控阀V7和程控阀VlO进入吸附塔B并对其进行冷却，气体在吸附塔B中与吸附剂发生热交换并升温后，经程控阀V4进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀Vll进入吸附塔A，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0017](6)吸附塔A吸附，吸附塔B自冷阶段:
吸附塔B得到初步冷却后进入自冷阶段，设备控制器PLC自动切换程控阀V5、程控阀V7、程控阀V8和程控阀Vll开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口进入本系统，依次通过除油器、电磁偏转除烃装置及电加热器，进入前置水冷却器冷却至45 °C以下，再进入前置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V7和程控阀V8进入中置水冷却器冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器去除其中的液态水，之后，气体经程控阀Vll进入吸附塔A，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器和撞珠式气体稳压器后，洁净干燥的成品气由出气口送出本系统，并输送至用气设备处。
[0018]至此，本系统的后半工作周期结束。
[0019]其吸附塔的有效容积为260m3，其内部填充的吸附剂为球状活性氧化铝(Al2O3),其直径为3~5_，堆密度为0.78g/m3，比表面积为322m2/g，强度大于125N/粒。
[0020]其热电转换器为碱金属热电转换方式，其温度适应范围为102?850°C，转换效率可达到42%左右，连续发电时间可达到15500小时。
[0021 ]其电磁偏转除烃装置的有效容积为290m3，其高压电极接通直流电源，工作电压为380V，使用寿命大于I 100h，其框架式直流电磁铁在工作时接入直流电，其工作电压为380V，能产生磁感强度为28T的电磁场。
[0022]其撞珠式气体稳压器内径为450mm，不锈钢球体的直径为265mm，防撞垫层采用高回弹聚脂海绵。
[0023 ]通过本系统处理后的压缩气体，其水分去除效率可达99.4%。
[0024]本发明的优点在于:
(I)本系统创造性的应用了电磁偏转技术，利用含碳链的烃类气体分子在相互垂直的磁场和电场中会发生定向偏转的特性，可有效去除压缩气体中的烃类杂质。同时，本方法不适用任何化学药品，避免了引入危害更大的污染物质。
[0025](2)本系统应用了一种新型的撞珠式气体稳压器，利用了气流的空穴效应来阻滞气体流速突变，有效稳定气压，具有抗磨损、无能耗、输出气压稳定的特点。
[0026](3)本系统采用了先进的热电转换技术，将多余的热量转换为电能，大大降低了系统能耗。
[0027](4)本系统采用了六阶段周期变换式供气方式，配合电加热方法对吸附剂进行再生处理，能够实现无气体损耗，有效节省了生产成本，并能为后端用气设备提供持久、优质的气体供应。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的系统结构示意图。
[0029]图中:1_进气口、2-除油器、3-电磁偏转除烃装置、4-热电转换器、5-电加热器、6-加热控制器、7-蓄电池、8-设备控制器PLC、9-前置水冷却器、10-前置气液分离器、11-吸附塔A、12-吸附塔B、13-中置水冷却器、14-中置气液分离器、15-除尘器、16-撞珠式气体稳压器、17-出气口、Vl?V12-程控阀
图2是电磁偏转除烃装置的示意图。
[0030]图中，31-高压电极、32-框架式直流电磁铁、33-陶瓷绝缘外壳、34-进气阀门、35-排气阀门、36-燃烧处理装置
图3是撞珠式气体稳压器的示意图。
[0031 ] 图中，161-进气口、162-不锈钢抗压外壳、163-不锈钢球体、164-尼龙连接线、165-防撞垫层、166-排气口
【具体实施方式】
[0032]如图1所示，零气耗余热再生压缩空气干燥系统，该系统包括进气口 1、除油器2、电磁偏转除烃装置3、热电转换器4、电加热器5、加热控制器6、蓄电池7、设备控制器PLC8、前置水冷却器9、前置气液分离器10、吸附塔AU、吸附塔B12、中置水冷却器13、中置气液分离器14、除尘器15、撞珠式气体稳压器16、出气口 17以及12套程控阀(VI?V12 )等。其中，气体通过进气口 I进入本系统后，首先通过除油器2和电磁偏转除烃装置3，之后再根据不同的工作阶段设计，经程控阀系统切换路径后，可分别进入吸附塔AU、吸附塔B12、前置水冷却器9和前置气液分离器10组合、中置水冷却器13和中置气液分离器14组合、之后气体通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16，最终由出气口 17送出，并输送至用气设备处。其中，本系统的电能输送路径为:热电转换器4所产生的电能进入蓄电池7存储，蓄电池7再根据需求将电能分别输送至加热控制器5和设备控制器PLC8。其中，设备控制器PLC8采用可编程控制方式，通过弱电线路分别与除油器2、电磁偏转除烃装置3、加热控制器6以及12套程控阀(VI?V12)相连，可对上述设备实施程序自动控制，无需人工操作。其中，前置气液分离器10和中置气液分离器14分别设有自动排水阀和手动排水阀，具备常规自动排水和人工紧急排水的双重功能。其中，电磁偏转除烃装置3外壳为陶瓷绝缘材料，装置左端和右端中部位置各装有一支高压电极31，装置外围水平设置一框架式直流电磁铁32包围装置三边，使磁感线能够水平穿过装置内部，装置左侧下方设有进气阀门34，右侧上方设有排气阀门35，右侧下方设有燃烧处理装置36。含有烃类物质的压缩气体经装置左侧下方的进气阀门34进入装置内部，此时框架式直流电磁铁32通电产生一水平方向上的磁场，同时装置左右两侧的两支高压电极31开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的击穿电流，此时，垂直于磁场和电流的方向上(即垂直方向)会产生一个附加的电场，使装置的竖直方向上产生电势差，会使含碳链的烃类气体分子在其中发生偏转运动，逐步汇聚于装置下方，之后，烃类气体会进入装置右侧下方的燃烧处理装置36进行燃烧处理，从而除去压缩气体中的烃类物质，除烃后的气体经装置右侧上方的排气阀门35排出。其中，撞珠式气体稳压器16外壳为不锈钢材质，其内壁贴覆有防撞垫层165，稳压器左端设有进气口 161，右端设有排气口 166，稳压器内部安装有两排不锈钢球体163，一排为4个球体，另一排为3个球体，呈犬牙交错式排列，同一排球体均由一根尼龙连接线164相串联。压缩气体经过除尘器15净化除尘后，通过撞珠式气体稳压器16左端的进气口 161进入稳压器内部，当气体从两排不锈钢球体163的缝隙中通过时，球体会受到空穴效应影响而发生轻微振动和碰撞，其振动、碰撞的强度与气体流速成正比，会成比例的消耗气体的动能，这种现象能够阻滞气体流速的突变，从而起到稳定输出气体压力的作用。其中，吸附塔Al I和吸附塔BI 2的有效容积为260m3，其内部填充的吸附剂为球状活性氧化铝(Al2O3)，其直径为3?5mm，堆密度为0.78g/m3，比表面积为322m2/g，强度大于125N/粒;其中，热电转换器4为碱金属热电转换方式，其温度适应范围为102?850°C，转换效率可达到42%左右，连续发电时间可达到15500小时；其中，电磁偏转除烃装置3的有效容积为290m3，其高压电极31接通直流电源，工作电压为380V，使用寿命大于llOOOh，其框架式直流电磁铁32在工作时接入直流电，其工作电压为380V，能产生磁感强度为28T的电磁场;其中，撞珠式气体稳压器16内径为450mm，不锈钢球体163的直径为265mm，防撞垫层165米用高回弹聚脂海绵。本系统的完整工作周期分为以下六个阶段:
(I)吸附塔B12吸附，吸附塔All加热再生阶段:
设备控制器PLC8自动切换程控阀Vl、程控阀V6、程控阀V8、程控阀V9、程控阀V12开启，而其他程控阀均关闭。IlOtC左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，再经程控阀Vl进入吸附塔AU，对吸附塔Al I内的吸附剂进行加热脱水再生，吸水后的压缩空气经程控阀V9和程控阀V8进入中置水冷却器13冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，压缩气体经程控阀V12进入吸附塔B12，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0033](2)吸附塔B12吸附，吸附塔All冷吹和再生阶段:
吸附塔Al I经加热再生后进入冷吹再生阶段，设备控制器PLC8自动切换程控阀V3、程控阀V6、程控阀V7、程控阀V9和程控阀V12开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，进入前置水冷却器9冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器10去除其中的液态水，之后，气体由程控阀V7和程控阀V9进入吸附塔AU并对其进行冷却，气体在吸附塔All中与吸附剂发生热交换并升温后，经程控阀V3进入中置水冷却器13冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V12进入吸附塔B12，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0034](3)吸附塔B12吸附，吸附塔All自冷阶段:
吸附塔Al I得到初步冷却后进入自冷阶段，设备控制器PLC8自动切换程控阀V6、程控阀V7、程控阀V8和程控阀V12开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，进入前置水冷却器9冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器10去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V7和程控阀V8进入中置水冷却器冷13却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V12进入吸附塔B12，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V6排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0035]至此，本系统的前半工作周期结束。
[0036](4)吸附塔All吸附，吸附塔B12加热再生阶段:
设备控制器PLC8自动切换程控阀V2、程控阀V5、程控阀V8、程控阀V10、程控阀Vll开启，而其他程控阀均关闭。由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，再经程控阀V2进入吸附塔B12，对吸附塔B12内的吸附剂进行加热脱水再生，吸水后的压缩空气经程控阀VlO和程控阀V8进入中置水冷却器13冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，压缩气体经程控阀Vll进入吸附塔AU，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0037](5)吸附塔All吸附，吸附塔B12冷吹和再生阶段:
吸附塔B12经加热再生后进入冷吹再生阶段，设备控制器PLC8自动切换程控阀V4、程控阀V5、程控阀V7、程控阀VlO和程控阀VlI开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，进入前置水冷却器9冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器10去除其中的液态水，之后，气体由程控阀V7和程控阀VlO进入吸附塔B12并对其进行冷却，气体在吸附塔B12中与吸附剂发生热交换并升温后，经程控阀V4进入中置水冷却器13冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，气体经程控阀Vll进入吸附塔All，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0038](6)吸附塔All吸附，吸附塔B12自冷阶段:
吸附塔B12得到初步冷却后进入自冷阶段，设备控制器PLC8自动切换程控阀V5、程控阀V7、程控阀V8和程控阀Vll开启，而其他程控阀均关闭。110°C左右的压缩气体由气体压缩机排出后，通过进气口 I进入本系统，依次通过除油器2、电磁偏转除烃装置3及电加热器4，进入前置水冷却器9冷却至45°C以下，再进入前置气液分离器10去除其中的液态水，之后，气体经程控阀V7和程控阀V8进入中置水冷却器13冷却至45°C以下，再进入中置气液分离器14去除其中的液态水，之后，气体经程控阀Vll进入吸附塔AU，在吸附剂的吸附作用下，使气体得到深度干燥，之后，气体经程控阀V5排出，依次通过除尘器15和撞珠式气体稳压器16后，洁净干燥的成品气由出气口 17送出本系统，并输送至用气设备处。
[0039]至此，本系统的后半工作周期结束。
[0040]通过本系统处理后的压缩气体，其水分去除效率可达99.4%。
【主权项】
1.一种零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，该系统包括进气口、除油器、电磁偏转除烃装置、热电转换器、电加热器、加热控制器、蓄电池、设备控制器PLC、前置水冷却器、前置气液分离器、吸附塔A、吸附塔B、中置水冷却器、中置气液分离器、除尘器、撞珠式气体稳压器、出气口以及VI?Vl 2共12套程控阀等;其中，气体通过进气口进入系统后，首先通过除油器和电磁偏转除烃装置，之后经程控阀系统切换路径后，分别进入吸附塔A、吸附塔B、前置水冷却器和前置气液分离器组合、中置水冷却器和中置气液分离器组合、之后气体通过除尘器和撞珠式气体稳压器，最终由出气口送出，并输送至用气设备处;其中，系统的电能输送路径为:热电转换器所产生的电能进入蓄电池存储，蓄电池再根据需求将电能分别输送至加热控制器和设备控制器PLC;其中，设备控制器PLC采用可编程控制方式，通过弱电线路分别与除油器、电磁偏转除烃装置、加热控制器以及12套程控阀相连，可对上述设备实施程序自动控制，无需人工操作;其中，前置气液分离器和中置气液分离器分别设有自动排水阀和手动排水阀，具备常规自动排水和人工紧急排水的双重功能。2.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，电磁偏转除烃装置左端和右端中部位置各装有一支高压电极，装置外围水平设置一框架式直流电磁铁包围装置三边，使磁感线能够水平穿过装置内部，装置左侧下方设有进气阀门，右侧上方设有排气阀门，右侧下方设有燃烧处理装置，含有烃类物质的压缩气体经装置左侧下方的进气阀门进入装置内部，此时框架式直流电磁铁通电产生一水平方向上的磁场，同时装置左右两侧的两支高压电极开始放电，产生一个在水平方向上垂直于磁感线的击穿电流，此时垂直于磁场和电流的方向上(即垂直方向)会产生一个附加的电场，使装置的竖直方向上产生电势差，会使含碳链的烃类气体分子在其中发生偏转运动，逐步汇聚于装置下方，之后烃类气体会进入装置右侧下方的燃烧处理装置进行燃烧处理，从而除去压缩气体中的烃类物质，除烃后的气体经装置右侧上方的排气阀门排出。3.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，撞珠式气体稳压器内壁贴覆有防撞垫层，稳压器左端设有进气口，右端设有排气口，稳压器内部安装有两排不锈钢球体，一排为4个球体，另一排为3个球体，呈交错式排列，同一排球体均由一根尼龙连接线相串联，压缩气体经过除尘器净化除尘后，通过撞珠式气体稳压器左端的进气口进入稳压器内部，当气体从两排不锈钢球体的缝隙中通过时，球体会受到空穴效应影响而发生轻微振动和碰撞，其振动、碰撞的强度与气体流速成正比，会成比例的消耗气体的动能，这种现象能够阻滞气体流速的突变，从而起到稳定输出气体压力的作用。4.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，吸附塔的有效容积为260m3，其内部填充的吸附剂为球状活性氧化铝(Al2O3)，其直径为3~5mm，堆密度为0.78g/m3，比表面积为322m2/g，强度大于125N/粒。5.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，热电转换器为碱金属热电转换方式，其温度适应范围为102?850°C，转换效率达到42%左右。6.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，电磁偏转除烃装置的有效容积为290m3，高压电极接通直流电源，工作电压为380V，能产生磁感强度为28T的电磁场。7.根据权利要求1所述的零气耗余热再生压缩空气干燥系统，其特征在于，撞珠式气体稳压器内径为450_，不锈钢球体的直径为265_，防撞垫层采用高回弹聚脂海绵。
【文档编号】B01D53/26GK106000021SQ201610533150
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】蔡利军, 李丕阳, 钱宏青, 王冰
【申请人】浙江正大空分设备有限公司