BE1018854A3 - Droger voor samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast. - Google Patents

Abstract

Droger voor samengeperst gas, die is voorzien van een behuizing (2) met daarin een droogzone (3) en een in de behuizing (2) roterende trommel (9) met een regenereerbaar droogmiddel (8) en aandrijfmiddelen voor het roteren van de trommel (9), zodat het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en de regeneratiezone (5) wordt verplaatst, waarbij de voornoemde regeneratiezone (5) een eerste deelzone (6) bevat met een eerste inlaat voor de aanvoer van een eerste regeneratiegasstroom, en een tweede deelzone (7) met een tweede inlaat voor de aanvoer van een tweede regeneratiegasstroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan die van de eerste regeneratiegasstroom.

Description

Droger voor samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een droger voor samengeperst gas en op een werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een droger die is voorzien van een roterende trommel die is gevuld met een regenereerbaar droogmiddel, welk droogmiddel door het roteren van de trommel afwisselend doorheen twee zones van de droger wordt gebracht, waarbij in één zone, met name een droogzone, voornoemd droogmiddel aangewend wordt om een samengeperst gas te drogen en in de andere zone, meer bepaald een regeneratiezone, voornoemd droogmiddel wordt geregenereerd door dit droogmiddel in contact te brengen met een warm gas.

Doordat de trommel 'ronddraait, zal een geregenereerd droogmiddel in de droogzone terechtkomen. Teneinde de prestaties van de droger te verbeteren, is het aangewezen en gebruikelijk een derde zone, koelzone genaamd, te voorzien in de trommel, welke koelzone toelaat om droogmiddel te koelen, zodat dit droogmiddel aanzienlijk meer vocht kan adsorberen.

Wanneer zulke droger wordt gebruikt voor het drogen van een samengeperst gas dat afkomstig is van een compressor, wordt een deel van dit samengeperst gas gekoeld om vervolgens doorheen de droogzone van de droger te worden geleid, waarbij het droogmiddel in deze droogzone vocht onttrekt aan dit gas, wat bijgevolg resulteert in een droog gas met laag drukdauwpunt.

Het overige deel van het samengeperste gas, afkomstig van de compressor, wordt doorheen de regeneratiezone van de droger gestuurd, waarbij dit warme gas het vocht aanwezig ( in het droogmiddel desorbeert, waarbij het droogmiddel wordt geregenereerd om vervolgens, in een nieuwe cyclus, in de droogzone opnieuw te kunnen worden gebruikt om het samengeperste gas te drogen.

Een nadeel hierbij is dat het voor regeneratie gebruikt samengeperst gas een relatief hoge vochtigheid vertoont, waardoor het rendement van de droging niet optimaal is.

Het voorgaande heeft als ongunstig gevolg dat, wanneer het droogmiddel vervolgens in de droogzone wordt gebracht, dit .droogmiddel een eerder beperkte hoeveelheid vocht kan opnemen uit het gas dat doorheen deze droogzone wordt gestuurd.

De warmte van het samengeperst gas wordt gebruikt om het droogmiddel in de regeneratiezone te regenereren, waarbij dient opgemerkt te worden dat, naarmate de temperatuur van het samengeperste gas toeneemt, het droogproces verbetert en de efficiëntie van de installatie overeenstemmend zal toenemen.

De temperatuur van het samengeperst gas gebruikt voor regeneratie, kan worden verhoogd door het plaatsen van een verwarmingselement of dergelijke, alvorens dit gas doorheen de regeneratiezone te leiden.

Het nadeel hierbij is dat het verwarmen van de gasstroom, gebruikt voor regeneratie, vrij kostelijk is, gezien de alsmaar toenemende prijzen van energie.

De uitvinding beoogt om aan één of meerdere voornoemde en/of andere nadelen te verhelpen.

Daartoe betreft de uitvinding een droger voor samengeperst gas, welke droger is voorzien van een behuizing met daarin een droogzone en een regeneratiezone, en een in de behuizing roterende trommel die gevuld is met een regenereerbaar droogmiddel en aandrijfmiddelen voor het roteren van de trommel zodanig dat het droogmiddel achtereenvolgens door de droogzone en de regeneratiezone wordt verplaatst, waarbij, volgens het specifieke kenmerk van de uitvinding, de voornoemde regeneratiezone minstens twee deelzones omvat, namelijk een eerste deelzone met een eerste inlaat voor de aanvoer van een eerste regeneratiegasstroom, en een tweede deelzone met een tweede inlaat voor de aanvoer van een tweede regeneratiegasstroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan die van de eerste regeneratiegasstroom.

Een voordeel van een droger volgens de uitvinding is dat het droogmiddel in de tweede deelzone in contact komt met een gasstroom waarvan het vochtgehalte aanzienlijk lager is dan de gasstroom die doorheen de eerste deelzone stroomt voor het regenereren van het droogmiddel op de klassieke manier.

Hierdoor kan, tijdens de regeneratiefase, nog meer vocht uit het droogmiddel worden geëvacueerd dan traditioneel het geval is, met andere woorden vindt op deze manier een vérdere droging plaats wat kan' bestempeld worden als diepdrogen, waardoor het droogmiddel in een daarop volgende droogfase meer vocht kan adsorberen uit het te drogen gas. Een droger volgens de uitvinding vertoont bijgevolg een betere performantie.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een droger volgens de uitvinding, staat een uitlaat van de voornoemde droogzone, via een warmtewisselaar, in verbinding met de tweede inlaat van de tweede deelzone.

Een voordeel hierbij is dat de tweede regeneratiegasstroom die, alvorens doorheen de tweede deelzone te worden gestuurd, door middel van de voornoemde warmtewisselaar kan worden opgewarmd, waardoor deze gasstroom meer vocht uit het droogmiddel kan evacueren.

Naarmate de temperatuur van het gas, gebruikt voor regeneratie, toeneemt, zal het droogproces verbeteren en de efficiëntie van de droger overeenstemmend toenemen.

Een ander voordeel is dat niet het volledige gasdebiet doorheen de regeneratiezone opgewarmd dient te worden, maar enkel de tweede regeneratiegasstroom die doorheen de tweede deelzone wordt gestuurd.

Dit brengt tal van voordelen met zich mee doordat. een relatief, kleine warmtewisselaar aangewend kan worden, wat resulteert in een energiezuinige en compacte installatie.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas, waarbij gebruik gemaakt wordt van een droger die voorzien is van een behuizing met daarin een droogzone en een regeneratiezone, en een in de behuizing roterende trommel die gevuld is met een regenereerbaar droogmiddel, waarbij, het droogmiddel achtereenvolgens doorheen de droogzone en doorheen de regeneratiezone wordt verplaatst en waarbij het te drogen samengeperst gas doorheen de droogzone wordt geleid terwijl een regeneratiegas doorheen de regeneratiezone wordt geleid, waarbij de voornoemd.e regeneratiezone is opgedeeld in eerste deelzone waardoorheen een eerste regeneratiegas-stroom wordt gestuurd, en een tweede deelzone waardoorheen een tweede regeneratiegasstroom wordt gestuurd, en waarbij de tweede regeneratiegasstroom een lagere relatiéve vochtigheid vertoont dan de eerste regeneratiegasstroom.

XTet het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een aantal voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een droger volgens de uitvinding, svenals een werkwijze voor het drogen van een samengeperst jas, beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een gedeelte van een droger volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 schematisch een droger volgens de uitvinding weergeeft; figuur 3 schematische de indeling van een gedeelte van een droger volgens de uitvinding weergeeft.

Figuur 1 toont een gedeelte 1 van een droger volgens de uitvinding, voor samengeperst gas. Het gedeelte 1 van de droger is voorzien van een behuizing 2 met daarin een droogzone 3, een koel zone 4 en een regeneratiezone 5 die, volgens het specifieke kenmerk van de uitvinding, twee deelzones omvat, respectievelijk een eerste deelzone 6 en een tweede deelzone 7.

De voornoemde eerste deelzone 6 sluit bij voorkeur aan op het einde van de droogzone 3, terwijl de tweede deelzone 7 aansluit op de eerste deelzone 6 en wordt gevolgd door de koel zone 4 die op haar beurt aansluit op het begin van de droogzone 3.

De eerste deelzone 6 bevindt zich daarom aan het begin van de regeneratiezone 5, of met andere woorden aan het gedeelte van.de droogzone 3 waarlangs, tijdens de werking van de droger, vochthoudende droogmiddel 8 de regeneratiezone binnentreedt, terwijl de tweede deelzone 7 zich aan het einde van de regeneratiezone 5 bevindt, of met andere woorden aan het gedeelte van de regeneratiezone waarlangs het geregenereerde droogmiddel 8 de regeneratiezone 5 verlaat en de koelzone 4 binnentreedt.

Met het einde van de droogzone 3, wordt hier het gedeelte van de droogzone 3 bedoeld waarlangs het vochthoudende droogmiddel 8 de droogzone 3 verlaat bij het roteren van de trommel 9, terwijl met het begin van de droogzone 3, het gedeelte van de droogzone 3 wordt bedoeld waarin vers geregenereerd droogmiddel 8 binnentreedt.

In de behuizing 2 is een roterende trommel 9 aangebracht die gevuld is met een droogmiddel 8 of zogenaamd desiccant.

De droger 1 is tevens voorzien van niet in de figuren weergegeven aandrijfmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van een motor, voor het laten roteren van de trommel 9, zodanig dat het droogmiddel 8 achtereenvolgens door de droogzone 3, de regeneratiezone 5 en de koelzone 4 wordt verplaatst.

Figuur 2 toont een droger volgens de uitvinding die, naast het voornoemde gedeelte 1, een persleiding 10 omvat die een verbinding vormt tussen de uitlaat van een compressor 11 en een inlaat van de droogzone 3.

Op de voornoemde persleiding 10 sluit, tussen de compressor 11 en de inlaat van de droogzone 3, een aftakking 12 aan die is verbonden met een eerste inlaat van de voornoemde eerste deelzone 6.

Verder is er een terugvoerleiding 13 voorzien voor de gasstromen, gebruikt voor regeneratie en koeling, welke terugvoerleiding 13 de gemeenschappelijke uitlaat van de eerste en tweede deelzones' 6 en 7 van de regeneratiezone 5 en van de koelzone 4 verbindt met de persleiding 10 en er in uitmondt ter hoogte van een venturi 14 die in de persleiding 10 is aangebracht.

In deze terugvoerleiding 13 is een koeler 15 voorzien.

Aan de uitlaat van de droogzone 3 is, enerzijds, een afnamepunt 16 voorzien waarlangs het gedroogde gas voor verder gebruik kan afgevoerd worden en wordt, anderzijds, een verbindingsleiding 17 voorzien die een deel van het gedroogde gas doorheen de secundaire zijde van een warmtewisselaar 18 stuurt en dit deel vervolgens doorheen de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5 leidt.

In de persleiding 10 is tussen de compressor 11 en de venturi 14 een. nakoeler 19 voorzien.

De werkwijze volgens de uitvinding, voor het drogen van een samengeperst gas, is zeer eenvoudig en als volgt.

De richting van de stromen is in de figuren aangegeven. Pijl A toont de stroomzin van de hoofdstroom doorheen dé droogzone 3 van de droger. De stroomzin van de overige gasstromen doorheen de regeneratie- en koelzone, is, in het weergegeven voorbeeld, tegengesteld gericht aan de stroomzin A van de hoofdstroom, zoals weergegeven door de pijlen B, D en E. Pijl C geeft de draaizin van de trommel 9 in de behuizing 2 van de droger weer.

Het te drogen gas, afkomstig van de compressor 11 of althans een groot gedeelte daarvan, in de vorm van een hoofdstroom, stroomt, na doorgang doorheen de nakoeler 19, doorheen het droogmiddel 8 in de droogzone 3 naar de uitlaat van de droogzone 3, waarbij, door het contact met het droogmiddel 8, het vocht wordt geadsorbeerd door voornoemd droogmiddel 8. Het aldus gedroogde gas wordt via een afnamepunt 16 afgevoerd naar een stroomafwaarts gelegen verbruikersnet.

De trommel 9 brengt het met vocht geladen droogmiddel 8 in de eerste deelzone 6 van de regeneratiezone 5, waar het vocht in het droogmiddel 8 wordt gedesorbeerd door dit droogmiddel 8 in contact te brengen met een eerste regeneratiegasstroom in de vorm van een warm gas dat, via de aftakking 12, wordt aangevoerd vanaf de uitlaat van de compressor 11, om aldus een eerste regeneratie van het droogmiddel 8 te bewerkstelligen.

Op het einde van de beweging van het droogmiddel 8 doorheen de regeneratiezone, wordt, volgens het specifieke kenmerk van de uitvinding, dit droogmiddel in de tweede deelzone 7 van de rëgeneratiezone 5, nog verder gedroogd dan tot op heden mogelijk was, door het droogmiddel 8 in contact te brengen met een tweede regeneratiegasstroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan die van de eerste regeneratiegasstroom.

Hiertoe bestaat de tweede regeneratiegasstroom in dit geval uit gas dat wordt af ge takt van het gedroogde gas dat de droogzone 3 verlaat en dat, alvorens via de inlaat van de tweede deelzone 7 in de regeneratiezone 5 te worden gevoerd, doorheen de secundaire zijde van de warmtewisselaar 18 wordt geleid, waarin deze gasstroom wordt opgewarmd, teneinde de partieeldruk van het water, aanwezig in dit gas, te verlagen.

Het is duidelijk dat op deze manier het vochtgehalte van het droogmiddel 8 tijdens regeneratie aanzienlijk gereduceerd kan worden doordat het droogmiddel 8 in de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5 wordt nagedroogd door gebruik te maken van een warm, droog gas met lage relatieve vochtigheid. Dit is het belangrijkste voordeel . van de droger en werkwijze volgens de uitvinding.

Naarmate de trommel 9 verder doordraait, wordt meer en meer vocht ontrokken aan het droogmiddel 8, tot wanneer het droogmiddel 8 de droogzone 3 bereikt, na eerst gekoeld te zijn geweest in de koelzone, ontdaan van het geadsorbeerde vocht, zodat het aldus geregenereerde droogmiddel 8 gebruikt kan worden voor een volgende cyclus van droging in de droogzone 3.

Aldus wordt het droogmiddel 8 alternerend doorheen de droogzone 3 en vervolgens doorheen de regeneratiezone 5 geleid, in een continue of discontinue omwentelingsbeweging.

Het is voor de uitvinding aangewezen dat een deel van de gedroogde hoofdgasstroom wordt gebruikt om het wanne geregenereerde droogmiddel 8 bij de overgang tussen de regeneratiezone 5 en de droogzone 3 te koelen in de koelzone 4, alvorens voornoemd droogmiddel 8 in contact komt met de hoofdstroom in de droogzone 3.

De aanwezigheid van zulke koelzone 4 zorgt immers voor het voordeel dat de hoofdstroom niet in contact komt met warm droogmiddel 8 dat niet in staat is om vocht te adsorberen en dat ertoe zou leiden dat vochtig gas doorheen de droger 1 zou kunnen lekken. Op deze wijze wordt bijgevolg de droging geoptimaliseerd.

Dankzij de venturi 14 wordt op bekende wijze, lokaal, een drukval gegenereerd waardoor de uitlaat van de regeneratiezone 5 op onderdruk staat ten opzichte van de aan de tegenovergestelde zijde van de trommel 9 gesitueerde uitlaat van de droogzone 3, waardoor een deel van de koele hoofdgasstroom van de uitlaat van de droogzone 3 naar de uitlaat van de regeneratiezone 5 stroomt, doorheen de koelzone 4 gelegen tussen droogzone 3 en regeneratiezone 5.

Door deze stroom doorheen de koelzone 4 te sturen, zal.het warme geregenereerde droogmiddel 8 met gunstig gevolg gekoeld worden, alvorens voornoemd droogmiddel 8 gebruikt wordt om de hoofdgasstroom te drogen.

De hierboven beschreven onderdruk zorgt er tevens voor dat het gas afkomstig uit de droogzone 3, via de warmtewisselaar 18, naar de tweede deelzone 7 stroomt. Deze stroom is vooral -ook mogelijk door op de juiste plaats droog gas af te nemen, namelijk op een plaats waar de dynamische druk het laagste is. Voor dit systeem zijn er dus geen blowers nodig.

Het gas gebruikt voor regeneratie en koeling van het droogmiddel 8 wordt, na het doorstromen van de respectievelijke zones, samengevoegd en gekoeld door middel van de koeler 15, waarna dit gas bij de hoofdgasstroom wordt gevoegd, die vervolgens op zijn beurt doorheen de droogzone 3 wordt geleid.

Figuur 3 toont een voorbeeld van een schematische indeling van een gedeelte 1 van een droger volgens de uitvinding, waarbij de verschillende sectoren of zones zichtbaar zijn gemaakt.

In het bijzonder blijkt uit deze figuur hoe de regeneratiezone 5 is opgedeeld in twee deelzones 6 en 7, waarbij de regeneratiezone 5 zich, in dit geval, uitstrekt over een omtrekhoek van nagenoeg 90 graden.

De eerste deelzone 6 strekt zich hier uit over een hoek van 75 graden, terwijl de tweede deelzone 7 zich in dit voorbeeld uitstrekt over een hoek, gelegen in een bereik van 5 graden tot 30 graden, en in dit geval over een hoek van nagenoeg 15 graden.

De droogzone 3 omvat in dit voorbeeld een cirkelsector van 255 graden, terwijl het overige deel van 15 graden, tussen de tweede deelzone 7 en de droogzone 3, de koel zone 4 uitmaakt in de cilindervormige behuizing 2 van de droger.

Uit de figuur blijkt in welke zin de verschillende zones in de trommel 9 bij voorkeur worden doorlopen.

Het is duidelijk dat de tweede regeneratiegasstroom eveneens kan opgewarmd worden door voornoemde stroom doorheen een, niet in de figuren weergegeven, verwarmingselement of dergelijke te leiden.

Het gas dat doorheen de tweede deelzone 7 wordt gestuurd moet niet noodzakelijk afkomstig zijn van de droger zelf, doch, kan tevens afkomstig zijn van een externe bron van gedroogd gas.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een droger volgens de uitvinding en een werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas kunnen op velerlei wijzen worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (12)

1. Droger voor samengeperst gas, welke droger voorzien is van een behuizing (2) met daarin een droogzone (3) en een regeneratiezone (5), en een in de behuizing (2) roterende trommel (9) die gevuld is met een regenereerbaar droogmiddel (8) en aandrijfmiddelen voor het roteren van de trommel (9), zodanig dat het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en doorheen de regeneratiezone (5) wordt verplaatst, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde regeneratiezone (5) minstens twee deelzones omvat, namelijk, een eerste deelzone (6) met een eerste inlaat voor de aanvoer van een eerste regeneratiegasstroom, en een tweede deelzone (7) met een tweede inlaat voor de aanvoer van een tweede regeneratiegasstroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan die van de eerste regeneratiegasstroom.

2. Droger volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede deelzone (7) zich aan het einde van de regeneratiezone (5) bevindt.

3. Droger volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de regeneratiezone (5) zich uitstrekt over een omtrekhoek van nagenoeg 90 graden en de tweede deelzone (7) zich uitstrekt over een omtrekhoek die begrepen is tussen 5 graden en 30 graden.

4. Droger volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een uitlaat van de voornoemde droogzone (3) via een verbindingsleiding (17) in verbinding staat met de tweede inlaat van de tweede deelzone (7).

5. Droger volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde verbindingsleiding (17) een warmtewisselaar (18) is voorzien.

6. Droger volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de eerste deelzone (6) en de tweede deelzone (7) een gemeenschappelijke uitlaat vertonen.

7. Droger volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde uitlaat van de eerste deelzone (6) en van de tweede deelzone (7) via een terugvoerleiding (13) aansluiten op een persleiding (10) die te drogen samengeperst gas, via een nakoeler (19), naar de inlaat van de droogzone (3) voert.

8. Droger volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de temperatuur van de tweede regeneratiegasstroom aan de tweede inlaat van de tweede deelzone (7) groter is dan of gelijk is aan de temperatuur van de eerste regeneratiegasstroom aan de eerste inlaat van de eerste deelzone (6).

9. Werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas, waarbij gebruik gemaakt wordt van een droger die voorzien is van een behuizing (2) met daarin een droogzone (3) en een regeneratiezone (5), en een in de behuizing (2) roterende trommel (9) die gevuld is met een regenereerbaar droogmiddel (8), waarbij het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en doorheen de regeneratiezone (5) wordt verplaatst en waarbij het te drogen samengeperst gas doorheen de droogzone (3) wordt geleid terwijl een regeneratiegas doorheen de regeneratiezone (5) wordt geleid, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde regeneratiezone is opgedeeld in een eerste deelzone waar doorheen een eerste regeneratiegasstroom wordt gestuurd, en een tweede deelzone waar doorheen een tweede regeneratiegasstroom wordt gestuurd; en dat de tweede regeneratiegasstroom een lagere relatieve vochtigheid vertoont dan de'eerste regeneratiegasstroom.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de tweede regeneratiegasstroom wordt gevormd door een gedeelte samengeperst gas dat een uitlaat van de droógzone (3) verlaat, waarbij deze tweede regeneratiegasstroom wordt opgewarmd alvorens doorheen de tweede deelzone (7) te worden geleid.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, daardoor gekenmerkt dat de tweede regeneratiegasstroom wordt opgewarmd door voornoemde stroom doorheen een warmtewisselaar (18) en/of een extern verwarmingselement of dergelijke te leiden .

12. Werkwijze volgens één van de conclusies 9 tot 11, daardoor gekenmerkt dat de eerste en de tweede regeneratiegasstromen, aan een gemeenschappelijke uitlaat van de eerste deelzone (6) en de tweede deelzone (7) worden samengevoegd en, vervolgens, via een terugvoerleiding (13), naar een inlaat van de droogzone (3) worden geleid, via een koeler (15).