BE1018859A3 - OBJECT TO REMOVE MOISTURE FROM A COMPRESSED GAS WITH COOLING. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een voorwerp om de waterdamphoeveelheid te verlegen uit een samengedrukt gas voor druk-dauwpunten lager dan 0°C. Dit door een combinatie van temperatuurverschillen (3&4) en een membraan (8). Het benodigde spoelgas hiervoor is merkelijk kleiner dan andere bestaande systemen. Dit met de bedoeling een betrouwbaar systeem te maken met lage energie opnamen en lage onderhoudskost.The invention relates to an article for reducing the amount of water vapor from a compressed gas for pressure dew points lower than 0 ° C. This is due to a combination of temperature differences (3 & 4) and a membrane (8). The required flushing gas for this is considerably smaller than other existing systems. This with the intention of creating a reliable system with low energy consumption and low maintenance costs.

Description

Voorwerp om vocht te verwijderen uit een samengedrukt gas met koelingObject to remove moisture from a compressed gas with cooling

AchtergrondBackground

Door het samendrukken of comprimeren van gas stijgt de hoeveelheid vocht per m3 zelfs tot niveaus van condensaat (neerslag van water). Afhankelijk van het proces waarvoor het samengedrukt gas gebruik wordt, dient het vocht in meer of mindere mate afgescheiden te worden.By compressing or compressing gas, the amount of moisture per m3 even rises to levels of condensate (precipitation of water). Depending on the process for which the compressed gas is used, the moisture must be separated to a greater or lesser extent.

Verschillende vormen van drogers zijn gekend: - Koeldroger die het samengedrukt gas afkoelen waardoor het vocht condenseert en afgescheiden kan worden. De beperking van dit systeem is, dat het druk-dauwpunt meer dan 0°C dient te zijn om bevriezing te voorkomen.Different forms of dryers are known: - Cooling dryer that cools the compressed gas, so that the moisture condenses and can be separated. The limitation of this system is that the pressure dew point must be more than 0 ° C to prevent freezing.

- Adsorptiedrogers die werken met een droogmiddel (adsorbent) dat op het ene moment vocht opneemt (adsorbeert) en op een later moment het vocht afgeeft aan de atmosfeer (regenereert). De regeneratie is gevoelig, en vergt veel energie - Membraandroger waarbij het samengedrukt gas door een holle membraan stroomt waarna een deel van het gas geëxpandeerd wordt en aan de andere zijde van het membraan stroomt waardoor het vocht zich door het membraan dringt omdat het daar droger is. Er dient relatief veel gas geëxpandeerd te worden waardoor er veel energie verloren gaat.- Adsorption dryers that work with a desiccant (adsorbent) that absorbs moisture at one time (adsorbs) and at a later moment releases the moisture to the atmosphere (regenerates). The regeneration is sensitive and requires a lot of energy - Membrane dryer where the compressed gas flows through a hollow membrane, after which part of the gas is expanded and flows on the other side of the membrane so that the moisture penetrates through the membrane because it is drier there . A relatively large amount of gas needs to be expanded, so that a lot of energy is lost.

- Het samengedrukt gas hoger comprimeren dan de werkdruk waarna het vocht condenseert en afgescheiden wordt. Na het expanderen tot de gewenste druk, waarna het gas voldoende droog is. Dit vraag zeer veel energie.- Compress the compressed gas higher than the operating pressure, after which the moisture condenses and is separated. After expanding to the desired pressure, after which the gas is sufficiently dry. This requires a lot of energy.

Beschrijving van de uitvindingDescription of the invention

Het onderwerp van de uitvinding betreft een voorwerp dat in staat is het vocht uit een samendrukt gas te verlagen tot druk-dauwpunten lager dan 0°C met een lager verlies aan samengedrukt gas dan voorheen gekend.The subject of the invention relates to an object capable of reducing the moisture from a compressed gas to pressure dew points lower than 0 ° C with a lower loss of compressed gas than previously known.

Het samengedrukt gas wordt door het voorwerp van uitvinding gekoeld tot boven het stollingspunt van het af te scheiden vocht. Bij voorkeur wordt het gas (A) gekoeld twee-traps, eerst door een gas-gas (3) warmtewisselaar en vervolgens (gasstroom B) door een gas-koelmiddel warmtewisselaar (4). Door de afkoeling van het gas (C) zal er condensaat gevormd worden wat zo goed als mogelijk dient afgescheiden te worden in een filter (5) door bvb centrifugaal krachten, zwaartekracht of/en coalescentie. Het vocht wordt afgevoerd naar de omgeving via een aftap (6). Hierna stoomt het koude gas door een membraan (8). Dit reeds toegepast (bestaande) membraan heeft de eigenschap vocht door de laten van een hoog (nat) (D) naar laag (droog)(K) niveau. Vervolgens wordt het koude gas (E) opgewarmd (bij voorkeur door de eerste gas-gas warmtewisselaar (3). Het grootste deel van de gedroogde gasstroom (F) verlaat het onderwerp van de uitvinding naar de uitgang (G), een klein gedeelte van het gas (H) wordt al dan niet verder verwarmd (12) en geëxpandeerd (9) waarna het aan de andere zijde van het membraan (8) stroomt (K). Door de expansie en verwarming van deze deelstroom (J) is dit gas extra droog waardoor het vochtgehalte aan beide zijden van het membraan (8) sterk verschilt waardoor het vocht gemakkelijk van de hoge (D) naar de lage waterdamp niveau (K) gaat. Als optie kan er voor gezorgd worden dat het membraan (8) in bypass wordt geschakeld door kraan 7 en 13. Dit om geen spoellucht gas (L) te verliezen. Op dat moment is het drukdauwpunt echter beperkt tot boven het stollingspunt van de af te scheiden vloeistof. Meestal is dit water, dus boven de 0°C.The compressed gas is cooled by the article of invention to above the freezing point of the moisture to be separated. Preferably the gas (A) is cooled two-stage, first by a gas-gas (3) heat exchanger and then (gas stream B) by a gas-coolant heat exchanger (4). As a result of the cooling of the gas (C), condensate will form which should be separated as well as possible in a filter (5) by, for example, centrifugal forces, gravity or / and coalescence. The moisture is drained to the environment via a drain (6). The cold gas then steams through a membrane (8). This already applied (existing) membrane has the property of moisture through the letting from a high (wet) (D) to low (dry) (K) level. The cold gas (E) is then heated (preferably by the first gas-gas heat exchanger (3). The majority of the dried gas stream (F) leaves the subject of the invention to the outlet (G), a small part of the gas (H) is heated or not further heated (12) and expanded (9), after which it flows (K) on the other side of the membrane (8) .This gas is made by the expansion and heating of this partial flow (J) extra dry so that the moisture content on both sides of the diaphragm (8) differs greatly, so that the moisture can easily go from the high (D) to the low water vapor level (K). bypass is switched by faucets 7 and 13. This is to avoid losing purge air gas (L), but at that time the pressure dew point is limited to above the solidification point of the liquid to be separated. .

Aan de intrede (A) kan een filter (1) staan die vuil en aërosols afscheid een loost via een aftap (2).At the entrance (A) there can be a filter (1) that discharges dirt and aerosols through a drain (2).

De afkoeling van het gas (B) kan gebeuren via een koelcircuit met een compressor (11), condensor (12), expansieventiel & verdamper (4).The gas (B) can be cooled via a cooling circuit with a compressor (11), condenser (12), expansion valve & evaporator (4).

Het voordeel van de uitvinding is dat door de combinatie van afkoeling en membraan, de hoeveelheid gas (J) dat moet geëxpandeerd worden om het membraan (8) reactief te houden, sterk beperkt kan worden. Anderzijds zijn druk-dauwpunten lager dan 0°C mogelijk zonder systemen die veel meer energie verbruiken dan traditionele koeldrogers. Bovendien is de kans op blijvende schade na overbelasting eerder beperkt.The advantage of the invention is that due to the combination of cooling and membrane, the amount of gas (J) that must be expanded to keep the membrane (8) reactive can be greatly limited. On the other hand, pressure dew points lower than 0 ° C are possible without systems that use much more energy than traditional cooling dryers. Moreover, the chance of permanent damage after overloading is rather limited.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het spoelen van het membraan met gas (J) dat beduidend warmer is dan het gas (C) aan de inlaat van het membraan.A method of flushing the membrane with gas (J) that is significantly warmer than the gas (C) at the inlet of the membrane. 2. Werkwijze waarbij een membraan droog systeem (8) geïntegreerd is in het systeem van koeldrogingMethod in which a membrane drying system (8) is integrated in the cooling drying system 3. Het samengedrukt gas (A) kan perslucht zijn.3. The compressed gas (A) can be compressed air. 4. De energie nodig om het samengedrukt gas (A) voor te koelen kan afkomstig zijn van de koude gasstroom (E) na het membraan(8).4. The energy required to pre-cool the compressed gas (A) can come from the cold gas stream (E) after the membrane (8). 5. Op het koudste deel van de samengedrukte gasstroom (C) kan een filter(5) geïnstalleerd worden voor optimale afscheiding van olie of andere aërosols.5. A filter (5) can be installed on the coldest part of the compressed gas stream (C) for optimum separation of oil or other aerosols. 6. Er kan een ding (7) geïnstalleerd worden in de samengedrukte gasstroom die er voor zorgt dat slechts één van de 2 droger systemen werken (energiespaarregeling of als gedeeltelijke back-up).6. A thing (7) can be installed in the compressed gas flow that ensures that only one of the 2 dryer systems works (energy saving control or as a partial backup). 7. De opwarming van de gasstroom (H) naar de membraan om het vocht op te nemen (spoelen) kan verwarmd worden voor extra droog gas. Dit kan gebeuren door de warmterecuperatie van de compressor (11) van het koelcircuit.7. The heating of the gas flow (H) to the membrane to absorb the moisture (flushing) can be heated for extra dry gas. This can be done by the heat recovery from the compressor (11) of the cooling circuit. 8. Het spoellucht gas debiet (L) kan geregeld worden i.f.v. de belasting van de droger. Dit bijvoorbeeld door een debietmeter, de werkingsgraad van de koeling of het waterdebiet uit aftap (6)8. The purge air gas flow (L) can be controlled i.f.v. the load on the dryer. This, for example, by means of a flow meter, the efficiency of the cooling or the water flow from the drain (6) 9. Het spoellucht gas debiet (L) kan geregeld worden i.f.v. het gewenst dauwpunt9. The purge air gas flow (L) can be controlled i.f.v. the desired dew point 10. Beide droogsystemen kunnen in één behuizing zitten.10. Both drying systems can be in one housing.