一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓縮空氣入口、紫外線催化除油器、吸附塔、熱電轉(zhuǎn)換器、蓄電池、加熱控制器、電加熱器、外接電源、冷卻器A、氣液分離器A、冷卻器B、氣液分離器B、粉塵過濾器、干燥壓縮氣體出口、以及5套截止閥。本系統(tǒng)不同于現(xiàn)有的壓縮熱再生吸附式干燥機(jī)，其創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)使其實(shí)現(xiàn)了只需1個(gè)吸附塔便能完成原來需要2個(gè)吸附塔才能完成的壓縮空氣的脫水干燥及吸附劑的再生全過程，具有良好的干燥處理效果。本系統(tǒng)還創(chuàng)造性的采用了熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)和紫外光催化分解技術(shù)，熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)可以將多余的熱量轉(zhuǎn)換為電能，大大降低了系統(tǒng)能耗；而紫外光催化分解技術(shù)可以高效去除氣體中所含的礦物油。
【專利說明】
一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮空氣因具有易儲(chǔ)存、易控制、流動(dòng)性好及安全、環(huán)保等特點(diǎn)，是僅次于電力的第二動(dòng)力能源，被廣泛應(yīng)用于食品、電力、化工、制藥、采礦及機(jī)械制造等很多領(lǐng)域。應(yīng)用的領(lǐng)域不同，對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量要求也不同，但始終離不開高效、節(jié)能、環(huán)保的主題。
[0003]空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，就可得到具有較高壓力的壓縮空氣。但是，由于空氣壓縮機(jī)本身含有潤(rùn)滑油，在進(jìn)行壓縮工作時(shí)，必然有部分潤(rùn)滑油混入到壓縮空氣中去，此外，自然界的空氣本身也含有一些固體顆粒及水分等，因此，由壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣并不是純凈的。在氣動(dòng)回路中直接使用這種未經(jīng)凈化處理的氣體，會(huì)使氣動(dòng)回路發(fā)生故障，損壞氣動(dòng)組件，降低組件使用壽命，生產(chǎn)效率下降，甚至造成事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣動(dòng)系統(tǒng)的故障停機(jī)有85%以上是由于使用不潔凈、不干燥的壓縮氣體引起的。究其原因，壓縮空氣中的水分會(huì)造成部件銹蝕，冬季會(huì)冷凝結(jié)冰，造成堵塞;油氣冷凝沉淀形成油污常常造成密封件老化、失效;粉塵則加快了運(yùn)動(dòng)機(jī)件的磨損，沉積造成堵塞，造成無謂的壓力損失等。因此，凈化這些壓縮氣體以獲得純凈的壓縮氣體是氣壓系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
[0004]其中，對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)影響最大的因素就是壓縮空氣中所含的水分。水分在環(huán)境空氣中廣泛存在，無法完全去除，這部分水進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮后，由于溫度壓力的變化，便會(huì)有冷凝水析出，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)機(jī)組的運(yùn)行和其它用氣設(shè)備的性能壽命，因此去除空氣中的水分是十分必要的。
[0005]干燥是相對(duì)的，也就是在某種需求被視為干燥的空氣，在其它用途時(shí)仍被視為不夠干燥。因此，壓縮空氣需要何種程度的干燥，來滿足和中需求，是設(shè)計(jì)或選擇干燥機(jī)時(shí)，首要考慮的因素。因?yàn)檫x擇不需要太低露點(diǎn)的干燥機(jī)，將增加采購(gòu)與運(yùn)轉(zhuǎn)成本。根據(jù)以上幾種不同的理論方法，目前已開發(fā)并使用的壓縮空氣干燥方法主要包括以下幾種:
(I)吸附干燥法:
吸附干燥法利用吸附劑對(duì)水分的吸附性能，如硅膠，活性氧化鋁和分子篩等，它們對(duì)水分都具有很強(qiáng)的吸附能力。吸附劑的吸濕過程是物理變化，是可再生的，在高壓下吸附，低壓下解吸，即變壓吸附(PSA);也可在常壓吸附，加熱時(shí)再生，即變溫吸附(TSA);或者高壓常溫吸附，常壓高溫解吸(PTC)。這類吸附干燥的干燥度可以達(dá)到常壓露點(diǎn)-70°C。
[0006](2)潮解干燥法:
潮解式干燥器也是利用吸附劑對(duì)水分的吸附特性，只不過潮解式的吸附劑在吸附水分后，變成液態(tài)排出，朝節(jié)后的吸附劑不能再生，而且會(huì)造成環(huán)境污染。這種方法又稱為化學(xué)法。這類干燥器可達(dá)到-38 °C左右的露點(diǎn)。
[0007](3)冷凍干燥法:
冷凍干燥法是利用制冷壓縮機(jī)產(chǎn)生的冷量對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷卻，使壓縮空氣達(dá)到其壓力所對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度，從而使壓縮空氣中的水分析出，達(dá)到干燥目的。這類干燥法的干燥度可以達(dá)到常壓露點(diǎn)-23°C。
[0008](4)膜分離干燥法:
利用膜分離技術(shù)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥是一種極有前途的干燥方式。壓縮空氣經(jīng)過中空纖維薄膜時(shí)，為中物質(zhì)的滲透壓不同，使水從壓縮空氣中分離出來，從而達(dá)到干燥效果。
[0009]現(xiàn)有的壓縮空氣干燥方法普遍存在運(yùn)行成本高、吸附物料耗費(fèi)大、設(shè)備使用壽命短等缺點(diǎn)，并且其干燥效果也難以滿足設(shè)備越來越高的用氣要求。為此，需要尋找新的方法和途徑來解決這一難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的諸多不足，本發(fā)明提供了一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓縮空氣入口、紫外線催化除油器、吸附塔、熱電轉(zhuǎn)換器、蓄電池、加熱控制器、電加熱器、外接電源、冷卻器A、氣液分離器A、冷卻器B、氣液分離器B、粉塵過濾器、干燥壓縮氣體出口、以及5套截止閥。其中，氣體通過壓縮空氣入口進(jìn)入本系統(tǒng)后，首先進(jìn)入紫外線催化除油器，經(jīng)過其脫油處理后的氣體路徑分為A、B兩路，A路的連接方式為:氣體依次通過截止閥A、熱電轉(zhuǎn)換器、截止閥C，最終進(jìn)入吸附塔;B路的連接方式為:氣體依次通過截止閥B、冷卻器B、氣液分離器B、截止閥D，最終進(jìn)入吸附塔。其中，壓縮氣體出氣路徑為一路，氣體依次通過冷卻器A、氣液分離器A、粉塵過濾器，最終由干燥壓縮氣體出口送出，輸送至用氣設(shè)備處。其中，氣液分離器A和氣液分離器B分別設(shè)有自動(dòng)排水閥和手動(dòng)排水閥。其中，電能的輸送路徑為:熱電轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的電能和外接電源提供的電能，均進(jìn)入蓄電池存儲(chǔ)，并經(jīng)加熱控制器調(diào)控后輸送給位于吸附塔內(nèi)部的電加熱器。其中，紫外線催化除油器外罩為不銹鋼材質(zhì)，其底部和頂部分別設(shè)有進(jìn)氣閥門和排氣閥門，其內(nèi)部設(shè)有I支紫外光發(fā)生器，并通過4支固定支架分別固定于設(shè)備四角，紫外光發(fā)生器通過兩段連接導(dǎo)線與設(shè)備外部的電控裝置相連，紫外光發(fā)生器外側(cè)包裹有三氧化鎢催化網(wǎng)。含有礦物油的壓縮氣體通過位于紫外線催化除油器底部的進(jìn)氣閥門進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，氣體與固定在反應(yīng)裝置內(nèi)部的三氧化鎢催化網(wǎng)發(fā)生接觸，此時(shí)，位于三氧化鎢催化網(wǎng)中間的紫外光發(fā)生器在電控裝置的調(diào)控下開始工作，向整個(gè)設(shè)備中發(fā)射紫外線，當(dāng)處于紫外波長(zhǎng)照射條件下，三氧化鎢中的鎢原子會(huì)吸收紫外輻射，其低能級(jí)電子會(huì)被光激發(fā)，并發(fā)生能級(jí)躍迀，同時(shí)在原價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，從而產(chǎn)生大量自由基，并將氣體中的礦物油成分徹底氧化裂解，其主要產(chǎn)物為水蒸汽和二氧化碳，經(jīng)過脫油處理后的壓縮氣體經(jīng)設(shè)備頂部的排氣閥門排出，進(jìn)入下一處理工序。
[0011]本系統(tǒng)的完整工作周期分為以下兩個(gè)階段:
(I)吸附劑吸水階段:在本階段中，截止閥A和截止閥C為開啟狀態(tài)，而截止閥B和截止閥D為關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器的脫油處理后，通過開啟的截止閥A進(jìn)入熱電轉(zhuǎn)換器，氣體在此將一部分熱量轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于蓄電池中。經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換后的氣體明顯降溫，通過開啟的截止閥C進(jìn)入吸附塔，此時(shí)吸附塔內(nèi)的電加熱器為關(guān)閉狀態(tài)，氣體經(jīng)過吸附塔內(nèi)的活性氧化鋁吸附劑的脫水作用后，溫度和水分含量均明顯降低。經(jīng)過吸附處理后的氣體，從吸附塔排出并進(jìn)入冷卻器A，在此進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器A，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥A進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用。
[0012]當(dāng)吸附劑吸水接近飽和時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第二階段，即吸附劑脫水再生階段。
[0013](2)吸附劑脫水再生階段:在本階段中，截止閥B和截止閥D為開啟狀態(tài)，而截止閥A和截止閥C為關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器的脫油處理后，通過開啟的截止閥B進(jìn)入冷卻器B，在此進(jìn)行初步冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器B，氣體在此完成部分水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥B排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥B故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥B進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的半干燥氣體通過開啟的截止閥D進(jìn)入吸附塔，此時(shí)吸附塔內(nèi)的電加熱器為開啟狀態(tài)，蓄電池在上一個(gè)階段所存儲(chǔ)的電能經(jīng)加熱控制器調(diào)控后，輸送至電加熱器，對(duì)吸附塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行加熱，在加熱和氣體吹掃的雙重作用下，吸附劑發(fā)生脫水干燥，脫出的水分由氣體帶出吸附塔并進(jìn)入冷卻器A，在此進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器A，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥A進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用。
[0014]當(dāng)吸附劑脫水干燥后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第一階段，即吸附劑吸水階段。
[0015]其中，吸附塔的有效容積為23Om3，其內(nèi)部填充的吸附劑為球狀活性氧化鋁(Al2O3)，其直徑為4?6mm，堆密度為0.80g/m3，比表面積為340m2/g，強(qiáng)度大于130N/粒。
[0016]其中，熱電轉(zhuǎn)換器為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換方式，其溫度適應(yīng)范圍為105?900°C，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到40%左右，連續(xù)發(fā)電時(shí)間可達(dá)到14000小時(shí)。
[0017]其中，紫外線催化除油器的工作壓力范圍為0.06?0.95MPa，有效容積為15m3，其紫外光發(fā)生器的工作電壓為35V，功率為100W，其發(fā)光光譜能量主要集中于320nm波長(zhǎng)處，平均使用壽命可達(dá)8000小時(shí)。
[0018]通過本系統(tǒng)處理后的壓縮空氣，其水分去除效率可達(dá)99.2%。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)現(xiàn)有的壓縮熱再生吸附式干燥機(jī)需要至少2個(gè)吸附塔及雙循環(huán)氣路才能完成整個(gè)脫水干燥和吸附劑再生過程，而本系統(tǒng)的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)使其只需I個(gè)吸附塔便能完成壓縮空氣的脫水干燥及吸附劑的再生全過程，具有良好的干燥處理效果，并且顯著縮小了設(shè)備的體積和重量。
[0020](2)本系統(tǒng)采用了先進(jìn)的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，將多余的熱量轉(zhuǎn)換為電能，大大降低了系統(tǒng)能耗。
[0021](3)本系統(tǒng)創(chuàng)造性的采用了紫外光催化分解技術(shù)，可將氣體中所含的礦物油徹底分解去除，有效的保護(hù)了后端設(shè)備。
[0022](4)本系統(tǒng)采用了雙氣路周期變換式供氣方式，配合電加熱方法對(duì)吸附劑進(jìn)行再生處理，能夠?qū)崿F(xiàn)無氣體損耗，有效節(jié)省了生產(chǎn)成本，并能為后端用氣設(shè)備提供持久、優(yōu)質(zhì)的氣體供應(yīng)。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1-壓縮空氣入口、2-紫外線催化除油器、3-吸附塔、4-熱電轉(zhuǎn)換器、5-蓄電池、6-加熱控制器、7-電加熱器、8-外接電源、9-冷卻器A、10-氣液分離器A、11-冷卻器B、12-氣液分離器B、13-粉塵過濾器、14-干燥壓縮空氣出口、15-截止閥A、16-截止閥B、17-截止閥(:、18-截止閥0、19-自動(dòng)排水閥4、20-手動(dòng)排水閥4、21-自動(dòng)排水閥8、22-手動(dòng)排水閥8
圖2是紫外線催化除油器的示意圖。
[0025]圖中:21-進(jìn)氣閥門、22-不銹鋼外罩、23-紫外光發(fā)生器、24-三氧化鎢催化網(wǎng)、25-固定支架、26-電控裝置、27-連接導(dǎo)線、28-排氣閥門
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的諸多不足，本發(fā)明提供了系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓縮空氣入口 1、紫外線催化除油器2、吸附塔3、熱電轉(zhuǎn)換器4、蓄電池5、加熱控制器6、電加熱器7、外接電源8、冷卻器A9、氣液分離器A10、冷卻器B11、氣液分離器B12、粉塵過濾器13、干燥壓縮氣體出口 14、截止閥A15、截止閥B16、截止閥C17、截止閥D18、自動(dòng)排水閥A19、手動(dòng)排水閥A20、自動(dòng)排水閥B21、手動(dòng)排水閥B22等。其中，氣體通過壓縮空氣入口 I進(jìn)入本系統(tǒng)后，首先進(jìn)入紫外線催化除油器2，經(jīng)過其脫油處理后的氣體路徑分為A、B兩路，A路的連接方式為:氣體依次通過截止閥A15、熱電轉(zhuǎn)換器4、截止閥C17，最終進(jìn)入吸附塔3 ； B路的連接方式為:氣體依次通過截止閥B16、冷卻器B11、氣液分離器B12、截止閥D18，最終進(jìn)入吸附塔3。其中，壓縮氣體出氣路徑為一路，氣體依次通過冷卻器A9、氣液分離器A10、粉塵過濾器13，最終由干燥壓縮氣體出口 14送出，輸送至用氣設(shè)備處。其中，氣液分離器AlO和氣液分離器B12分別設(shè)有自動(dòng)排水閥A19、自動(dòng)排水閥B21和手動(dòng)排水閥A20、手動(dòng)排水閥B22。其中，電能的輸送路徑為:熱電轉(zhuǎn)換器4所產(chǎn)生的電能和外接電源8提供的電能，均進(jìn)入蓄電池5存儲(chǔ)，并經(jīng)加熱控制器6調(diào)控后輸送給位于吸附塔3內(nèi)部的電加熱器7。其中，紫外線催化除油器2外罩為不銹鋼材質(zhì)，其底部和頂部分別設(shè)有進(jìn)氣閥門21和排氣閥門28，其內(nèi)部設(shè)有I支紫外光發(fā)生器23，并通過4支固定支架25分別固定于設(shè)備四角，紫外光發(fā)生器23通過兩段連接導(dǎo)線27與設(shè)備外部的電控裝置26相連，紫外光發(fā)生器23外側(cè)包裹有三氧化鎢催化網(wǎng)24。含有礦物油的壓縮氣體通過位于紫外線催化除油器2底部的進(jìn)氣閥門21進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，氣體與固定在反應(yīng)裝置內(nèi)部的三氧化鎢催化網(wǎng)24發(fā)生接觸，此時(shí)，位于三氧化鎢催化網(wǎng)24中間的紫外光發(fā)生器23在電控裝置26的調(diào)控下開始工作，向整個(gè)設(shè)備中發(fā)射紫外線，當(dāng)處于紫外波長(zhǎng)照射條件下，三氧化鎢中的鎢原子會(huì)吸收紫外輻射，其低能級(jí)電子會(huì)被光激發(fā)，并發(fā)生能級(jí)躍迀，同時(shí)在原價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，從而產(chǎn)生大量自由基，并將氣體中的礦物油成分徹底氧化裂解，其主要產(chǎn)物為水蒸汽和二氧化碳，經(jīng)過脫油處理后的壓縮氣體經(jīng)設(shè)備頂部的排氣閥門28排出，進(jìn)入下一處理工序。
[0027]本系統(tǒng)的完整工作周期分為以下兩個(gè)階段:
(I)吸附劑吸水階段:在本階段中，截止閥A15和截止閥C17為開啟狀態(tài)，而截止閥B16和截止閥D18為關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口 I進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器2的脫油處理后，通過開啟的截止閥A15進(jìn)入熱電轉(zhuǎn)換器4，氣體在此將一部分熱量轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于蓄電池5中。經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換后的氣體明顯降溫，通過開啟的截止閥C17進(jìn)入吸附塔3，此時(shí)吸附塔3內(nèi)的電加熱器7為關(guān)閉狀態(tài)，氣體經(jīng)過吸附塔3內(nèi)的活性氧化鋁吸附劑的脫水作用后，溫度和水分含量均明顯降低。經(jīng)過吸附處理后的氣體，從吸附塔3排出并進(jìn)入冷卻器A9，在此進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器AlO，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A19排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A19故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥A20進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器13，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口 14排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用。
[0028]當(dāng)吸附劑吸水接近飽和時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第二階段，即吸附劑脫水再生階段。
[0029](2)吸附劑脫水再生階段:在本階段中，截止閥B16和截止閥D18為開啟狀態(tài)，而截止閥A15和截止閥C17為關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口 I進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器2的脫油處理后，通過開啟的截止閥B16進(jìn)入冷卻器B11，在此進(jìn)行初步冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器B12，氣體在此完成部分水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥B21排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥B21故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥B22進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的半干燥氣體通過開啟的截止閥D18進(jìn)入吸附塔3，此時(shí)吸附塔3內(nèi)的電加熱器7為開啟狀態(tài)，蓄電池5在上一個(gè)階段所存儲(chǔ)的電能經(jīng)加熱控制器6調(diào)控后，輸送至電加熱器7，對(duì)吸附塔3內(nèi)的吸附劑進(jìn)行加熱，在加熱和氣體吹掃的雙重作用下，吸附劑發(fā)生脫水干燥，脫出的水分由氣體帶出吸附塔3并進(jìn)入冷卻器A9，在此進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器A10，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A19排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A19故障時(shí)也可人工操作手動(dòng)排水閥A20進(jìn)行緊急排水。經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器13，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口 14排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用。當(dāng)吸附劑脫水干燥后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第一階段，即吸附劑吸水階段。其中，吸附塔2的有效容積為230m3，其內(nèi)部填充的吸附劑為球狀活性氧化鋁(Al2O3),其直徑為4?6mm，堆密度為
0.80g/m3，比表面積為340m2/g，強(qiáng)度大于130N/粒;其中，熱電轉(zhuǎn)換器3為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換方式，其溫度適應(yīng)范圍為105?900°C，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到40%左右，連續(xù)發(fā)電時(shí)間可達(dá)到14000小時(shí);其中，紫外線催化除油器2的工作壓力范圍為0.06-0.95MPa，有效容積為15m3，其紫外光發(fā)生器23的工作電壓為35V，功率為100W，其發(fā)光光譜能量主要集中于320nm波長(zhǎng)處，平均使用壽命可達(dá)8000小時(shí)。
[0030]通過本系統(tǒng)處理后的壓縮空氣，其水分去除效率可達(dá)99.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括壓縮空氣入口、紫外線催化除油器、吸附塔、熱電轉(zhuǎn)換器、蓄電池、加熱控制器、電加熱器、外接電源、冷卻器A、氣液分離器A、冷卻器B、氣液分離器B、粉塵過濾器、干燥壓縮氣體出口、以及5套截止閥等；其中，氣體通過壓縮空氣入口進(jìn)入紫外線催化除油器，經(jīng)過其脫油處理后的氣體路徑分為A、B兩路，A路的連接方式為:氣體依次通過截止閥A、熱電轉(zhuǎn)換器、截止閥C，最終進(jìn)入吸附塔;B路的連接方式為:氣體依次通過截止閥B、冷卻器B、氣液分離器B、截止閥D，最終進(jìn)入吸附塔;其中，壓縮氣體出氣路徑為一路，氣體依次通過冷卻器A、氣液分離器A、粉塵過濾器，最終由干燥壓縮氣體出口送出，輸送至用氣設(shè)備處;其中，氣液分離器A和氣液分離器B分別設(shè)有自動(dòng)排水閥和手動(dòng)排水閥；其中，電能的輸送路徑為:熱電轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的電能和外接電源提供的電能，均進(jìn)入蓄電池存儲(chǔ)，并經(jīng)加熱控制器調(diào)控后輸送給位于吸附塔內(nèi)部的電加熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，紫外線催化除油器底部和頂部分別設(shè)有進(jìn)氣閥門和排氣閥門，其內(nèi)部設(shè)有I支紫外光發(fā)生器，并通過4支固定支架分別固定于設(shè)備四角，紫外光發(fā)生器通過兩段連接導(dǎo)線與設(shè)備外部的電控裝置相連，紫外光發(fā)生器外側(cè)包裹有三氧化鎢催化網(wǎng)，含有礦物油的壓縮氣體通過位于紫外線催化除油器底部的進(jìn)氣閥門進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，氣體與固定在反應(yīng)裝置內(nèi)部的三氧化鎢催化網(wǎng)發(fā)生接觸，此時(shí)位于三氧化鎢催化網(wǎng)中間的紫外光發(fā)生器在電控裝置的調(diào)控下開始工作，向整個(gè)設(shè)備中發(fā)射紫外線，當(dāng)處于紫外波長(zhǎng)照射條件下，三氧化鎢中的鎢原子會(huì)吸收紫外輻射，其低能級(jí)電子會(huì)被光激發(fā)，并發(fā)生能級(jí)躍迀，同時(shí)在原價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，從而產(chǎn)生大量自由基，并將氣體中的礦物油成分徹底氧化裂解，其主要產(chǎn)物為水蒸汽和二氧化碳，經(jīng)過脫油處理后的壓縮氣體經(jīng)設(shè)備頂部的排氣閥門排出，進(jìn)入下一處理工序。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)的完整工作周期分為以下兩個(gè)階段: (1)吸附劑吸水階段:在本階段中，截止閥A和截止閥C為開啟狀態(tài)，而截止閥B和截止閥D為關(guān)閉狀態(tài)，經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器的脫油處理后，通過開啟的截止閥A進(jìn)入熱電轉(zhuǎn)換器，氣體在此將一部分熱量轉(zhuǎn)換為電能，并儲(chǔ)存于蓄電池中，經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)換后的氣體明顯降溫，通過開啟的截止閥C進(jìn)入吸附塔，此時(shí)吸附塔內(nèi)的電加熱器為關(guān)閉狀態(tài)，氣體經(jīng)過吸附塔內(nèi)的活性氧化鋁吸附劑的脫水作用后，溫度和水分含量均明顯降低，經(jīng)過吸附處理后的氣體，從吸附塔排出并進(jìn)入冷卻器A，在此進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器A，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A故障時(shí)人工操作手動(dòng)排水閥A進(jìn)行緊急排水，經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用； (2)吸附劑脫水再生階段:當(dāng)吸附劑吸水接近飽和時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第二階段，即吸附劑脫水再生階段，截止閥B和截止閥D為開啟狀態(tài)，而截止閥A和截止閥C為關(guān)閉狀態(tài)，經(jīng)過氣體壓縮機(jī)壓縮后的氣體由壓縮空氣入口進(jìn)入本系統(tǒng)，經(jīng)過紫外線催化除油器的脫油處理后，通過開啟的截止閥B進(jìn)入冷卻器B，在此進(jìn)行初步冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器B，氣體在此完成部分水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥B排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥B故障時(shí)人工操作手動(dòng)排水閥B進(jìn)行緊急排水，經(jīng)過氣液分離處理后的半干燥氣體通過開啟的截止閥D進(jìn)入吸附塔，此時(shí)吸附塔內(nèi)的電加熱器為開啟狀態(tài)，蓄電池在上一個(gè)階段所存儲(chǔ)的電能經(jīng)加熱控制器調(diào)控后，輸送至電加熱器，對(duì)吸附塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行加熱，在加熱和氣體吹掃的雙重作用下，吸附劑發(fā)生脫水干燥，脫出的水分由氣體帶出吸附塔并進(jìn)入冷卻器A，在此進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻降溫，而后進(jìn)入氣液分離器A，氣體在此完成水分的分離，分離出的廢液經(jīng)自動(dòng)排水閥A排出氣液分離器，當(dāng)自動(dòng)排水閥A故障時(shí)人工操作手動(dòng)排水閥A進(jìn)行緊急排水，經(jīng)過氣液分離處理后的干燥氣體進(jìn)入粉塵過濾器，進(jìn)一步除去各種粒徑的粉塵雜質(zhì)后，通過干燥壓縮氣體出口排出本系統(tǒng)，由氣體管路輸送至用氣設(shè)備處供給使用；當(dāng)吸附劑脫水干燥后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第一階段，即吸附劑吸水階段。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，吸附塔的有效容積為230m3，其內(nèi)部填充的吸附劑為球狀活性氧化鋁(Al2O3),其直徑為4?6mm，堆密度為0.80g/m3，比表面積為340m2/g，強(qiáng)度大于130N/粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，熱電轉(zhuǎn)換器為堿金屬熱電轉(zhuǎn)換方式，其溫度適應(yīng)范圍約為105?900 °C。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零氣耗余熱再生壓縮空氣干燥系統(tǒng)，其特征在于，紫外線催化除油器的工作壓力范圍約為0.06?0.95MPa，有效容積為15m3，其紫外光發(fā)生器的工作電壓為35V，功率為100W。
【文檔編號(hào)】B01D53/26GK105944517SQ201610476601
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】駱佳豪
【申請(qǐng)人】金華知產(chǎn)婺源信息技術(shù)有限公司