DE60103327T2

DE60103327T2 - Trocknungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Luftdurchflusses in der Vorrichtung

Info

Publication number: DE60103327T2
Application number: DE60103327T
Authority: DE
Inventors: Robert R. Crawford
Original assignee: Mann and Hummel Protec GmbH
Current assignee: Protec Polymer Processing GmbH
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: CA2413652A1; DE60103327D1; MXPA02011653A; ATE267039T1; EP1163947B1; WO2001096798A1; JP2002079044A; EP1163947A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Luftdurchflusses in einem Mehrbett-Entfeuchtungsmittel-Trocknungssystem, insbesondere in einem Doppelturm-Trockenmittel-Entfeuchter, und insbesondere während einer Regenerationsphase und während einer Übergangsperiode zwischen den Phasen.
Mehrbett-Entfeuchtungsmittel-Trocknungssysteme zum Trocknen von synthetischem Plastikmaterial sind bekannt, in denen ein feuchtigkeitsbeladener Gasstrom als Austrittsgas von einem Trichter, in welchem Plastikkörner durch einen Strom von Trocknerluft getrocknet werden, gebildet wird. Während einer Adsorptionsphase wird das Austrittsgas durch ein oder mehrere mit einem Adsorptionsmittel gefüllte Trocknungsbehälter geleitet, wobei das Adsorptionsmittel dem Gas die Feuchtigkeit entzieht, so dass das daraus gewonnene trockene Gas wieder als Trocknergas zum Trocknen von Plastikkörnern verwendet werden kann.
Wenn das Adsorptionsmittel in einem Trocknungsbehälter mit Feuchtigkeit gesättigt ist, wird der Trocknungsbehälter in eine Regenerationsphase übergeleitet, wo warme Umgebungsluft durch das Adsorptionsmittel geleitet wird, welches die darin enthaltene adsorbierte Feuchtigkeit aufnimmt und forttransportiert. Typischerweise enthält die zum Trocknen des Adsorptionsmittels verwendete Umgebungsluft ebenfalls Feuchtigkeit, was die zum Regenerieren des Adsorptionsmittels benötigte Trocknungszeit verlängert.
Wenn das Adsorptionsmittel während der Regenerationsphase durch die erwärmte Regenerationsluft erwärmt wird, muss das Adsorptionsmittel typischerweise später durch einen Kühlluftstrom gekühlt werden, bevor es in die Adsorptionsphase übergeht. Wird feuchtigkeitsbeladene Umgebungsluft als Kühlluft verwendet, wird das Adsorptionsmittel ihm die Feuchtigkeit entziehen, was die Wirksamkeit (d.h. die Trockenheit) des Regenerationsprozesses reduziert.
Wird ein Mehrbettsystem verwendet, kann der Trocknungsprozess im Wesentlichen ohne Unterbrechung fortgeführt werden, indem ein Bett oder ein Teil davon für die Adsorption verwendet wird, während die anderen der besagten Betten gleichzeitig regeneriert werden, indem der Prozessluftdurchfluss entsprechend geleitet wird.
Doppelturm-Trockenmittel-Enifeuchter gemäß dem bekannten Stand der Technik verwenden typischerweise zwei Vierwegeventile, um die entsprechenden Luftströme zu den Prozess- und Regenerationstrocknungstürmen umzulenken. Dies wird realisiert, indem die linke und die rechte Seite des Vierwegeventils auf die Trocknungstürme gerichtet werden und indem die obere Öffnung für die Prozessluft und die untere Öffnung für die Regenerationsluft verwendet werden. Auf diese Art und Weise sind Doppelturm-Einheiten konstruiert, dass sie einfach nur den Prozessluftstrom in den einen Turm und den Regenerationsluftdurchfluss in den anderen Turm leiten. Die Steuerung der Regenerationswärme beschränkt sich darauf, den Regenerationsventilator und die Heizung in Betrieb zu nehmen.
Ein anderes Konstruktionsverfahren für ein Doppelturm-Absorbersystem besteht darin, ein Tellerventil zu verwenden, welches eine zentrale Prozesslufteinlassöffnung zum linken oder rechten Turm umlenkt und dann einen stationären Luftstrom für die Regeneration zu dem gegenüberliegenden Turm bläst. Bei diesem Blasverfahren für die Regeneration mit einem kontinuierlichen Regenerationsluftdurchfluss ist die Steuerung der Regeneration darauf beschränkt, Wärme zu generieren, ohne dass der Luftstrom gesteuert wird.
Mehrfach-Trocknungsturm-Entfeuchter verwenden typischerweise ein rotierendes „Karussell", welches die Trocknungstürme hält. In diesen Systemen ist die Steuerung der Regeneration durch die Rotation des Trocknungssystems geregelt und auf die progressive Rotation der Türme von einem Stadium zum nächsten beschränkt. Bei einer derartigen Anlage gibt es keine individuelle Steuerung des Regenerationsluftdurchflusses. Die Erwärmung des Trockenmittels wird normalerweise durch Verwendung einer externen Wärmeeinheit bewerkstelligt, wobei der Regenerationsluftdurchfluss die benötigte Wärme in den Trocknungsturm befördert.
Ein Mehrbett-Entfeuchtungsmittel-Trocknungssystem mit einem Verfahren zur Steuerung des Luftdurchflusses ist zum Beispiel in der Schrift WO-A-9 926 034 bekannt.
In der Schrift US-A-5 926 969 werden ein System und ein Betriebsverfahren offenbart, in welchem die beiden Türme mittels eines Vierwegeventils verbunden sind. Das Vierwegeventil wird derart gesteuert, dass der Prozessluftstrom progressiv von dem gesättigten Bett zu dem regenerierten Bett weitergeleitet wird. In dieser Erfindung ist die thermische Störung des Taupunktes durch Restwärme, die in dem neu angeschlossenen Turm bleibt, minimiert.
Eine weitere Verbesserung findet sich in der Schrift US-A-6 336 278. Diese Verbesserung des Doppelturm-Trockenmittel-Entfeuchters verwendet einen geteilten Luftstrom vom Einlass bis zu dem System als Kühlmittel. In einem typischen geschlossenen Prozesskreislaufsystem enthält der Einlassluftstrom viel weniger Wasser als die für die Regenerationswärme verwendete Umgebungsluft. Der Nutzen dieser Verbesserung des Regenerationskühlens des Trockenmittels wurde unter Verwendung von relativer trockener Prozessrückflussluft als Kühlmittel für das Trockenmittel entwickelt. Obwohl dies ein erfolgreiches Betriebsverfahren ist, benötigt es einen geschlossenen Steuerkreis zum Kontrollieren des Kühlluftstroms, um eine Unterbrechung der Prozessluftqualität zu vermeiden. Dies wird erreicht durch die Verwendung einer Modulationssteuerung der Vierwegeventile zum Steuern der Trocknungsluft des Entfeuchters mittels Überwachungsinstrumenten, um eine korrekte Steuerung des Prozesses sicherzustellen. Wie bei den meisten Industrieprozessen ist auch hier die Wirtschaftlichkeit des Prozesssystems ein wesentlicher Diskussionspunkt und eine Prämie wurde ausgeschrieben, um die Kosten der Anlage zu reduzieren. Da die Kosten für die Steuerung von großer Bedeutung sind, bestand weiterhin die Notwendigkeit für ein anderes Verfahren zur Luftsteuerung, welches es möglich machen sollte, ein kostengünstigeres Steuerungssystem mit gleicher oder Prozessleistung zu entwickeln.
In früheren bekannten Trocknungssystemen war die Unterbrechung der Prozesslufttemperatur und der Taupunktqualität ein Problem, wenn von einem gesättigten Turm auf einen gerade regenerierten Turm gewechselt wurde. Weiterhin ist in früheren bekannten Trocknungssystemen das Einschalten eines Wärmetauschers zum richtigen Zeitpunkt ohne übertriebene Komplexität an Ventilen ein bekanntes Problem. Darüber hinaus können frühere bekannte Systeme während des Umschaltens eines Umlenkventils durch Raumluft verschmutzt werden. Da die gängige, zum Ermitteln der Trockenheit des Prozessluftstroms verwendete Ausrüstung außerdem noch 30 bis 60 Minuten benötigt, um sich davon zu erholen, dass er einem hohen periodischen Taupunkt ausgesetzt war, ist es schwierig, das Feuchtigkeitsniveau von Prozessluft in früheren bekannten Trocknungssystemen zu bestimmen und zu überwachen
Zusammenfassung der Erfindung
Unter Anbetracht des oben Gesagten besteht die Notwendigkeit eines verbesserten Verfahrens und eines Systems für die Steuerung des Luftdurchflusses in einem Mehrbett-Entfeuchtungsmittel-Trocknungssystem.
Es besteht ebenfalls die Notwendigkeit eines Verfahrens und eines Systems, welche in bereits bestehenden Mehrbett-Entfeuchtungsmittel-Trocknungssystemen mit einem Minimum an Komponenten, an Aufwand und an Kosten eingebaut werden können.
Diesem und weiteren Notwendigkeiten wurden mit der vorliegenden Erfindung Rechnung getragen, wie dies im Folgenden diskutiert wird.
Die vorliegende Erfindung verwendet ein Paar Dreiwegtellerventile am Einlass und am Auslass des Regenerationsluftkreislaufes. Dies ermöglicht die Ausrichtung des Kühlluftkreislaufes bei Vollendung des Trockenmittel-Regenerations-Wärmezyklus. Wenn die Wärmeperiode beendet ist, verändert das Regenerationsluftsteuerungsventil seine Position, um den Eintritt von Raumluft zu verhindern und um einen Abblasluftstrom von relativ trockener Prozessluft durch das erwärmte, trockene Trockenmittel umzulenken. Der Luftdurchfluss für dieses Abblasen wird über die Größe des Öffnungsschlitzes gesteuert, um so die Abkühlungsgeschwindigkeit zu steuern. Dieses Verfahren verwendet den Prozesslufteinlass-Rohrkühler-Wärmetauscher oder Rohrkühler, der im Allgemeinen in vielen Hochleistungs-Trocknungssystemen zu finden ist, um die Temperatur der warmen Luft des frisch gereinigten Trockenmittelbettes niedrig zu halten. Das genaue Kühlluftvolumen ist nicht entscheidend für den erfolgreichen Betrieb des Systems, da der Wärmetauscher die zusätzliche Energie entfernt, bevor die vermischte Luft anschließend in das Trockenmittelbett eintritt. Am Ende der Regenerationskühlperiode haben sich die Temperatur und die Taupunktleistung des gereinigten Bettes dem verbrauchten Trockenbett angeglichen und ein nahtloses Umstellen des Mehrfachturmes und der Vierwegeventile kann durchgeführt werden ohne den nachfolgenden Prozess zu unterbrechen.
Durch die Einführung eines Mehrwegeventils in den Regenerationsluftstromkreislauf isoliert die vorliegende Erfindung die Turmanlage von der Umgebungsluft, die ansonsten in das Trocknungssystem eindringen würde, während die Umlenkventile sich in Zwischenpositionen oder in unbestimmten Positionen während des Turmwechsels befinden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf einen neuartigen Entfeuchter, indem sie ein einzigartiges Verfahren zur Steuerung des Regenerationsluftstroms verwendet, um so die Kühlung eines erwärmten, gereinigten Trockenbettes zu optimieren, bevor dieses in den Prozessablauf eingesetzt wird. Indem ein geregelter Luft strom von dem geschlossenen Adsorptionskreislaufsystem geführt wird, kann es dazu verwendet werden, das gereinigte Trockenmittel zu kühlen ohne dabei den Prozess negativ zu beeinflussen. Die vorliegende Erfindung hat den zusätzlichen Nutzen, den Kühlprozess zu beschleunigen, um so die Größe des Adsorptionstrockenmittels zu reduzieren, da die Einschränkungen des Wärmeabführungs- und Kühlkreislaufs durch die Verwendung dieser Verbesserung reduziert werden können. Die vorliegende Erfindung verwendet einen über die Öffnung regulierten Kühlstrom, um die Kühlgeschwindigkeit zu erhöhen ohne Umgebungsluft mit hoher Luftfeuchte als Kühlmittel für das Trockenmittelsystem zu verwenden.
Hochleistungstrocknungssysteme beinhalten typischerweise einen Wärmetauscher am Einlass des Trocknungsadsorptionssystems, um die Betriebstemperatur der Trocknungsanlage auf ein Niveau zu senken, wo eine bestimmte Adsorptionsvorrichtung wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Eine besonders bevorzugte Konstruktion der vorliegenden Erfindung verwendet diesen Wärmetauscher in Verbindung mit dem einfachen Doppelturm-Entfeuchtungssystem als Kernpunkt der Vorrichtung, wobei zwei einfache Ventile am Einlass und am Auslass der Regenerationsluftöffnungen angebracht sind. Mit diesen Ventilen wird die Raumluft ein- und ausgeführt, wenn die Regenerationswärmeabführung eingeschaltet ist, um da adsorbierte Wasser von dem regenerierten Trockenmittel zu entfernen. Wenn die Wärmeabführung beendet ist, verschieben sich die Ventile zum Verschließen des Raumlufteinlasses und -auslasses, während der untere Teil des Trockenmittelbettes durch die Aufnahme des aktuellen Adsorptionsluftwärmetauschers gekühlt wird. Der obere Teil des erwärmten Trockenmittelbettes ist mit dem Ausfluss des Adsorptionsluftbläsers verbunden, wobei ein Strom trockener Luft zwangsläufig zum oberen Teil des erwärmten Trockenmittelbettes geführt wird, welches dem Einlass des Prozessluftwärmetauscher zugeführt wird. Auf diese Art und Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung die Kühlung von erwärmtem Trockenmittel durch die Verwendung von relativ trockener Luft aus dem geschlossenen Prozessluftkreislauf ohne dabei die abgeführte Luft von dem angeschlossenen Adsorptions-Trockenmittelbett zu beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung kann sowohl in neue als auch in bereits bestehende Doppelturm-Trockenmittel-Entfeuchter eingebaut werden. Die durch das Umschalten der Turmumlenkventile eines konventionellen Doppelturm-Trockenmittel-Entfeuchters auftretende störende Wirkung wird wesentlich verringert. Dies wird erreicht durch ein Mehrwegeventil, welches an dem Regenerationsluftkreislauf des Entfeuchtungssystems angebracht ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden detailliert beschrieben unter Bezugnahme auf die bevorzugten Darstellungen in den sie begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Trocknungssystems gemäß einer bevorzugten Darstellung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 die Ansicht eines Regenerationsluftsteuerungsventils in der Kühlposition zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Darstellung
1 zeigt die schematische Darstellung eines ersten Turmes 10 und eines zweiten Turmes 12 eines Doppelturm-Trockenmittel-Enifeuchters, wobei jeder Turm ein Adsorptionsmittel enthält (z. B. Trockenmittel) zum Entfernen der Feuchtigkeit von einem Prozessgas, zum Beispiel Prozessluft zum Trocknen von Plastikkügelchen. Sowohl der erste als auch der zweite Turm 10, 12 kommunizieren mit dem ersten und dem zweiten Vierwegeumlenkventil 14,16. Die Vierwegeumlenkventile 14, 16 können eine Vielzahl von Positionen ansteuern, um so den Luftdurchfluss zu leiten. In den in 1 gezeigten Positionen leiten die Umlenkventile 14, 16 den Luftdurchfluss so, dass der erste Turm 10 sich in der Regenerationsphase (d. h. Trockenphase) befindet, während der zweite Turm 12 sich in der Adsorptionsphase befindet.
Ein Prozessgaseinlass 18 kommuniziert mit dem ersten Vierwegeumlenkventil 14, welches so gesteuert wird, dass es den Luftdurchfluss entweder in den ersten Turm 10 oder in den zweiten Turm 12 leitet. In der in 1 gezeigten Position leitet das erste Ventil 14 feuchtes Prozessgas, zum Beispiel Prozessluft, durch den Prozessgaseinlass 18 in den zweiten Turm 12.
Ein Prozessgasauslass 20 kommuniziert mit dem zweiten Vierwegeumlenkventil 16, welches so gesteuert wird, dass es den Luftdurchfluss von einem der beiden Türme 10, 12 zu dem genannten Auslass 20 leitet. In der in 1 gezeigten Position leitet das zweite Ventil 16 trockenes Prozessgas von dem zweiten Turm 12 zu dem Prozessgasauslass 20.
Wie oben ausgeführt, befindet sich in 1 der zweite Turm 12 in der Adsorptionsphase. Der Prozessgasauslass 20 und der Prozessgaseinlass 18 sind in einem Kreislauf mit einem nicht gezeigten Trocknungsbehälter verbunden, zum Beispiel mit einem Trocknungstrichter, der zu trocknendes Material enthält, wie zum Beispiel Plastikkügelchen. Das trockene Prozessgas strömt durch den Prozessgasauslass 20 nach außen, nimmt Feuchtigkeit auf, wenn es durch das zu trocknende Material im Trocknungsbehälter strömt, und kehrt wieder über den Prozessgaseinlass 18 zurück, wobei es durch den zweiten Trocknungsturm 12 strömt, um wieder getrocknet zu werden.
Wie oben ausgeführt, befindet sich in 1 der erste Turm 10 in der Regenerationsphase. Ein Regenerationseinlass 22 kommuniziert mit dem zweiten Vierwegeumlenkventil 16, mit einem ersten Regenerationsluftsteuerungsventil 24 und einer dazwischen geschalteten Heizung 26. Regenerationsgas, zum Beispiel Umgebungsluft, welches durch den Regenerationsgaseinlass 22 eintritt, wird durch die Heizung 26 erwärmte und durch das zweite Ventil 16, das sich in der in 1 gezeigten Position befindet, in den ersten Trocknungsturm 10 geleitet. Das erwärmte Regenerationsgas nimmt Feuchtigkeit von dem Feuchtigkeitadsorptionsmittel in dem ersten Trocknungsturm 10 auf und wird dann über das erste Umlenkventil 14 zu dem Regenerationsauslass 28 geleitet, der zum Beispiel mit der Umgebungsluft oder mit einem Wärmetauscher zwecks Aufbereitung der Heizenergie kommunizieren könnte. Ein zweites Regenerationsluftsteuerungsventil 30 befindet sich zwischen dem ersten Umlenkventil 14 und dem Regenerationsgasauslass 28.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Regenerationsluftsteuerungsventils 24, 30 mit Einlass/Auslass 22/28, Luftabblasöff nung 34/38, Tellerventil oder Ventilkolben 36/44 und Stellantrieb 46/48. Während der Regenerationserwärmungsphase befinden sich sowohl das erste als auch das zweite Regenerationsluftsteuerungsventil 24, 30 in der in 1 gezeigten Position (dargestellt mit gestrichelten Linien und in geschlossener Position #1 in 2), in welcher die Ventile zur Umgebung hin geöffnet sind, um Gas durchströmen zu lassen.
Ein Prozessluftabblasauslass 32 befindet sich zwischen dem Prozessluftgebläse und dem ersten Umlenkventil 14. Der Luftabblasauslass 32 kommuniziert mit einer Luftabblasöffnung 34 auf dem Regenerationsluftsteuerungsventil 30. Während der Regenerationserwärmungsphase, wenn sich der Kolben 36 des Regenerationsluftsteuerungsventils 30 in geschlossener Position Nr. 1, wie in 1 gezeigt, befindet, ist die durch den Luftabblasauslass 32 und die Luftabblasöffnung 34 gebildete Abblasverbindung geschlossen, so dass kein Prozessluftabblasstrom hindurchströmen kann.
In ähnlicher Weise ist das Regenerationsluftsteuerungsventil 24 mit einer Luftabblasöffnung 38 versehen, die ihrerseits mit einem Einlass 40 auf dem Prozessluftrohr, welches vor dem Wärmetauscher 42 angeordnet ist, verbunden ist. Wenn sich der Kolben 44 des Regenerationsluftsteuerungsventils 24 in geschlossener Position Nr. 1, wie in 1 gezeigt, befindet, dann ist die Luftabblasverbindung ebenfalls geschlossen, so dass kein Luftabblasstrom hindurchströmen kann.
Nachdem das Adsorptionsmittel im ersten Turm 10 soweit wie gewünscht entfeuchtet worden ist, muss das Adsorptionsmittel gekühlt werden, um so Temperaturstörungen zu vermeiden, wenn der erste Turm 10 in die Adsorptionsphase umgeschaltet wird. Was diese Regenerationskühlphase betrifft, so hat das Abstellen der Heizung 26 und das Durchlaufen des Regenerationsgases (d. h. feuchte Umgebungsluft) durch den ersten Turm 10 den oben aufgeführten Nachteil, dass nämlich das darin befindliche Adsorptionsmittel befeuchtet wird, was die Effizienz des Regenerationszyklus beeinträchtigt.
Dementsprechend wird die Heizung 26 während der Kühlphase abgestellt und beide Regenerationsluftsteuerungsventile 24, 30 werden in ihre zweite Position gebracht, gezeigt in 2 in der geschlossenen Position #2, und beide Vierwegeumlenkventile 14, 16 sind in der in 1 geschlossenen Position. In dieser Position fließt ein Luftabblasstrom von vergleichsweise trockener Prozessluft von dem Luftabblasauslass 32 durch die Luftabblasöffnung 34 und das Regenerationsluftsteuerungsventil 30 zu dem Umlenkventil 14, von wo er zurück durch den Entfeuchtungsturm 10 geleitet wird, um dem darin befindlichen Adsorptionsmittel Wärme zu entziehen. Dieser Kühlluftabblasstrom verlässt den Entfeuchtungsturm 10 und wird mittels des Umlenkventils 16 durch das Regenerationsluftsteuerungsventil 24 zu der Luftabblasöffnung 38 geleitet, von wo er durch den Einlass 40 wieder in den Prozessluftstrom eingeführt wird. Überschüssige Wärme, die durch die Kühlluft in diesem Luftabblasstrom transportiert wird, wird dem System im Wärmetauscher 42 entzogen.
Der Anteil des Prozessgases, der in den ersten Turm 10 über das zweite Umlenkventil 14 gelenkt wird, nimmt Wärme von dem darin befindlichen Adsorptionsmittel auf und läuft dann über das erste Umlenkventil 16 zurück in den zweiten Turm 12. Die vollständige Schließung des ersten Turmes 10 von dem Regenerationsgas (z. B. feuchte Umgebungsluft) hat den Vorteil, das verhindert wird, dass das darin befindliche Adsorptionsmittel während der Kühlphase Feuchtigkeit aufnimmt.
Die Regenerationsluftsteuerungsventile 24, 30 ermöglichen es, das Trockenmittelbett vollständig von der Umgebungsluft abzuriegeln. Wenn zum Beispiel die Maschine ausgeschaltet ist, können die Regenerationsluftsteuerungsventile geschlossen werden, um zu verhindern, dass das Trockenmittel Feuchtigkeit von der Umgebungsluft aufnimmt. Dementsprechend ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass die Trockenmittelbetten in einem betriebsbereiten (d. h. trockenen) Zustand für sofortige Verwendung bereit gehalten werden, wobei in konventionellen Trocknungssystemen eine zusätzliche Anlaufphase benötigt wird, damit das Trockenmittel getrocknet wird, welches der Umgebungsluft ausgesetzt war, was wiederum zusätzliche Energie notwendig macht. Wenn in ähnlicher Weise das Trocknungssystem unterhalb der ausgewiesenen Kapazität läuft (d. h. wenn der Regene Turm 12 in die Regenerationsphase eintreten. Nachdem die Umlenkventile 14, 16 sich so bewegt haben, dass der erste Turm 10 in die Adsorptionsphase und der zweite Turm 12 in die Regenerationsphase eintreten, bewegen sich das erste und das zweite Regenerationsluftsteuerungsventil 24, 30 zurück in die geschlossene Position #1, in welcher der Gaseinlass 22 und der Gasauslass 28 zur Luft hin geöffnet sind.
Da der geschlossene Kühlkreis von der Umgebungsluft abgeschnitten ist, tritt keine Feuchtigkeit in das System ein, was das trockene Adsorptionsmittel nachteilig befeuchten könnte. Außerdem hat es den Vorteil, dass der Wärmetauscher die von der Heizung 26 dem System während der Heizperiode des Regenerationszyklus zugeführte Wärme abführt. Dementsprechend minimiert das System der Erfindung vorteilhaft sowohl die Feuchtigkeit als auch thermische Störungen des Systems.
Wichtige Vorteile der Erfindung beinhalten die Tatsache, dass der Kühlabblasstrom abwärts durch das Trockenmittelbett in die gleiche Strömungsrichtung wie das Prozessgas während des Adsorptionszyklus geleitet wird, wobei während der Heizphase das Regenerationsgas aufwärts durch das Trockenmittelbett geleitet wird. Der Kühlluftabblasstrom strömt ebenfalls in einem geschlossenen Kreislauf ohne die Möglichkeit, sich mit der Umgebungsluft zu vermischen und Feuchtigkeit von der Umgebungsluft aufzunehmen. Trotzdem besteht nicht die Notwendigkeit teurer Anlagen oder komplexer Strömungskontrollen zum Steuern der Strömung.
Die vorhergehende Beschreibung und die Beispiele wurden nur bekannt gegeben, um die Erfindung zu erläutern und sollen nicht einschränkend sein. Die Erfindung soll breit ausgelegt werden, um sämtliche Variationen in den Umfang der anhängenden Ansprüche einzubeziehen.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Luftdurchflusses in einem Trocknungssystem, umfassend: erste undzweite Trockenmittelbetten, ein erstes Umlenkventil, welches mit jedem der Trockenmittelbetten kommuniziert, ein Regenerationslufteinlass sowie ein Prozessluftauslass, und ein zweites Umlenkventil, welches mit jedem der Trockenmittelbetten kommuniziert, ein Prozesslufteinlass und ein Regenerationsluftauslass, ein erstes Regenerationsluftsteuerungsventil, welches zwischen Regenerationslufteinlass und erstem Umlenkventil geschaltet ist; ein zweites Regenerationsluftsteuerungsventil, welches zwischen zweitem Umlenkventil und Regenerationsluftauslass geschaltet ist; ein erstes Kühlluftabblasrohr, welches zwischen Prozesslufteinlass und zweitem Regenerationsluftsteuerungsventil geschaltet ist; ein Wärmetauscher, welcher vor dem Prozesslufteinlass angeordnet ist; ein zweites Kühlluftabblasrohr, welches zwischen erstem Regenerationsluftsteuerungsventil und Wärmetauscher geschaltet ist; sowie eine Heizung, welche zwischen Regenerationslufteinlass und erstem Umlenkventil geschaltet ist, um die Regenerationsluft vor dem Durchlass derselben durch das Trockenmittelbett zu erwärmen; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Regenerierung eines ersten Bettes durch Bewegen des ersten Umlenkventils in eine Position, in welcher das erste Trockenmittelbett mit dem Regenerationslufteinlass und das zweite Trockenmittelbett mit dem Prozessluftauslass kommuniziert sowie durch Bewegen des zweiten Umlenkventils in eine Position, in welcher das erste Trockenmittelbett mit dem Regenerationsluftauslass und das zweite Trockenmittelbett mit dem Prozesslufteinlass kommuniziert; b) anschließendes Kühlen des ersten Bettes durch Bewegen des zweiten Regenerationsluftsteuerungsventils in eine Position, in welcher der Prozessluftabblasstrom vom Prozesslufteinlass durch das erste Kühlluftabblasrohr, das zweite Regenerationsluftsteuerungsventil und das zweite Umlenkventil des ersten Trockenmittelbettes geführt wird, um Wärme aus dem ersten Trockenmittelbett zu gewinnen sowie durch Bewegen des ersten Regenerationsluftsteuerungsventils in eine Position, in welcher der Prozessluftabblasstrom nach Durchströmung des ersten Bettes durch das erste Umlenkventil, das erste Regenerationsluftsteuerungsventil, das zweite Kühlluftabblasrohr und den Wärmetauscher zum Prozesslufteinlass geführt wird.
Trocknungssystem, umfassend: erste und zweite Trockenmittelbetten (10, 12), ein erstes Umlenkventil (16), welches mit jedem der Trockenmittelbetten kommuniziert, ein Regenerationslufteinlass (22) und ein Prozessluftauslass (20), sowie ein zweites Umlenkventil (14), welches mit jedem der Trockenmittelbetten kommuniziert, ein Prozesslufteinlass und ein Regenerationsluftauslass (28), ein erstes Regenerationsluftsteuerungsventil (24), welches zwischen Regenerationslufteinlass (22) und erstem Umlenkventil (16) geschaltet ist, ein zweites Regenerationsluftsteuerungsventil (30), welches zwischen zweitem Umlenkventil (14) und Regenerationsluftauslass (28) geschaltet ist; ein erstes Kühlluftabblasrohr, welches zwischen Prozesslufteinlass und zweitem Regenerationsluftsteuerungsventil (30) geschaltet ist; ein Wärmetauscher (42), welcher vor dem Prozesslufteinlass angeordnet ist; ein zweites Kühlluftabblasrohr, welches zwischen erstem Regenerationsluftsteuerungsventil (24) und Wärmetauscher (42) angeordnet ist; sowie eine Heizung (26), welche zwischen Regenerationslufteinlass (22) und erstem Umlenkventil (16) geschaltet ist, um die Regenerationsluft vor deren Durchlass durch das Trockenmittelbett zu erwärmen; wobei das zweite Regenerationsluftsteuerungsventil (30) in einer Position das erste Kühlluftabblasrohr blockiert, und wobei in einer zweiten Position ermöglicht wird, dass der Abblasstrom mit Kühlprozessluft durch das erste Kühlluftabblasrohr, das zweite Regenerationsluftsteuerungsventil (30) und das zweite Umlenkventil (14) des zu kühlenden Trockenmittelbettes strömt; und wobei das erste Regenerationsluftsteuerungsventil (24) in einer Position das zweite Kühlluftabblasrohr blockiert und wobei in einer weiteren Position ermöglicht wird, dass der Abblasstrom mit Kühlluft von dem zu kühlenden Trockenmittelbett durch das erste Umlenkventil (16), das erste Regenerationsluftsteuerungsventil (24), das zweite Kühlluftabblasrohr und den Wärmetauscher zurück zum Prozesslufteinlass strömt.