УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУШКИ СЖАТОГО ГАЗА И СПОСОБ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЙ С ПОМОЩЬЮ ЭТОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2010 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к установке для осушки сжатого газа и способу, осуществляемому с помощью этой установки.

В частности, изобретение относится к установке для осушки сжатого газа, содержащей источник сжатого газа, по меньшей мере два заполненных влагопоглотителем резервуара высокого давления с первым входом и выходом, и точку отбора сжатого осушенного газа для потребителей, причем резервуары высокого давления попеременно используют для осушки газа и для регенерации влагопоглотителя в соответствующем резервуаре.

В известных установках осушаемый сжатый газ сначала пропускают через первый сушильный резервуар высокого давления, работающий в режиме осушки, для осушения газа с помощью влагопоглотителя, а по меньшей мере часть этого осушенного сжатого газа после расширения или без расширения пропускают через второй резервуар высокого давления, работающий в режиме регенерации, для абсорбции влаги из влагопоглотителя и осуществления за счет этого его регенерации.

Когда влагопоглотитель в сушильном резервуаре высокого давления насыщается, порядок прохождения потока через резервуары высокого давления изменяют, так что первый резервуар становится регенерационным резервуаром, а второй резервуар становится сушильным резервуаром.

Таким образом, за счет попеременного использования вышеупомянутых резервуаров высокого давления в качестве резервуаров для осушки и регенерации каждый раз в одном резервуаре осуществляется регенерация, в то время как другой резервуар обеспечивает осушку сжатого газа.

Известны установки, выполненные с использованием так называемых «адсорбционных осушителей без потерь», в которых в резервуарах высокого давления расположен водостойкий влагопоглотитель, например силикагель или активированный оксид алюминия. В этих установках для регенерации влагопоглотителя непосредственно через регенерационный резервуар под давлением пропускают нагретый сжатый газ для поглощения влаги из влагопоглотителя. После чего влажный газ охлаждают и через водяной сепаратор направляют в сушильный резервуар высокого давления с целью осушки газа с помощью влагопоглотителя.

Под термином «адсорбционные осушители без потерь» следует понимать осушители, в которых влагопоглотитель осушают в регенерационном резервуаре высокого давления за счет теплоты, выделившейся в сжатом газе при его сжатии.

Под термином «водостойкий влагопоглотитель» следует понимать влагопоглотитель, не разрушающийся под воздействием свободной жидкой фазы воды, которая может присутствовать в сжатом газе или может быть образована за счет конденсации на влагопоглотителе воды, находящейся в сжатом газе в виде пара.

Использование такого водостойкого влагопоглотителя для «абсорбционных осушителей без потерь» необходимо, поскольку точка росы для сжатого газа, поступающего в регенерационный резервуар, может быть выше температуры влагопоглотителя, в результате чего находящаяся в газе влага может осаждаться на этом влагопоглотителе.

Недостаток известных установок заключается в том, что они не обеспечивают возможность получения очень низкой точки росы сжатого газа, например температуры -70°С или менее.

Хорошо известны также установки, содержащие так называемые адсорбционные осушители, в которых адсорбция происходит при переменном давлении (АПД - адсорбция), и осушаемый сжатый газ пропускают через сушильный резервуар высокого давления для осушения газа с помощью влагопоглотителя и затем направления в точку отбора сжатого осушенного воздуха потребителями.

В этом случае некоторую часть газа, например от 15 до 20% газа, осушенного в сушильном резервуаре высокого давления, отделяют, отводят и расширяют до более низкого давления, чтобы направить затем через регенерационный резервуар высокого давления для осуществления регенерации содержащегося в резервуаре влагопоглотителя.

Такая установка имеет недостаток, который заключается в том, что она потребляет большую часть расхода подводимого потока сжатого газа, в частности порядка 15-20% расхода при типичном рабочем давлении, равном 7 бар, в результате чего потребление энергии является значительным.

Другой недостаток известной установки заключается в том, что из-за больших потерь сжатого газа она должна иметь слишком большие габариты для обеспечения определенного заданного расхода осушенного сжатого газа.

Другой недостаток таких известных установок заключается в том, что требуемый расход газа для регенерации обратно пропорционален его рабочему давлению. Это означает, что при более низких давлениях потребление сжатого газа от осушителя возрастает.

Наконец, известны также установки для осушки сжатого газа, в которых часть сжатого газа, как правило, от 8 до 10% после расширения и нагревания используют для проведения регенерации в резервуаре высокого давления, насыщенном влагой.

Недостаток этой установки заключается в том, что, поскольку влагопоглотитель эффективно работает только при не слишком высокой температуре, например при температуре менее 50°С, а регенерируется он при высокой температуре, необходимо проведение дополнительного этапа рабочего цикла, в течение которого влагопоглотитель непосредственно после его регенерации охлаждается.

Для такого охлаждения часто используют расширенную часть осушенного сжатого газа, полученного на выходе установки, охлаждающая способность которого невелика. В результате, подача указанного газа через резервуар высокого давления с только что регенерированным влагопоглотителем должна быть произведена в большем количестве.

Часто в конце цикла охлаждения во влагопоглотителе еще будет находиться относительно большое количество остаточной теплоты, что первоначально приводит к плохой осушке, в результате чего при переключении резервуаров, т.е., когда сушильный резервуар становится регенерационным резервуаром и наоборот, в сжатом газе на выходе установки могут иметь место максимумы высокой температуры точки росы.

Задача изобретения заключается в устранении одного или нескольких вышеупомянутых недостатков, а также других недостатков.

В соответствии с изложенным изобретение относится к установке для осушки горячего сжатого газа, которая в качестве основных элементов содержит источник сжатого осушаемого газа, по меньшей мере два заполненных влагопоглотителем резервуара высокого давления с первым входом и выходом, и точку отбора сжатого осушенного газа для потребителей, причем резервуары высокого давления попеременно используются в качестве сушильного резервуара для осушки газа, и в качестве регенерационного резервуара для регенерации содержащегося в нем влагопоглотителя, причем в резервуарах высокого давления расположены по меньшей мере два слоя влагопоглотителя, а именно, первый слой из водостойкого влагопоглотителя и второй слой из влагопоглотителя, который не обязательно является водостойким, резервуары высокого давления имеют второй вход, который, кроме того, соединен с источником нагретого сжатого газа для осуществления регенерации влагопоглотителя первого слоя с помощью теплоты сжатия, выделившейся при сжатии газа, причем первый вход расположен напротив первого слоя водостойкого влагопоглотителя, а выход расположен напротив второго слоя влагопоглотителя.

Основное преимущество установки согласно изобретению заключается в том, что она позволяет получить очень низкую температуру точку росы сжатого газа при низком потреблении энергии, поскольку первый слой влагопоглотителя может быть регенерирован «без потерь» за счет теплоты сжатия, содержащейся в сжатом газе, а для второго слоя влагопоглотителя может быть использовано, например, молекулярное сито, которое позволяет получить точку росы, равную -70°С и ниже, и регенерируется с использованием части осушенного сжатого газа, который после расширения и нагревания пропускают через второй слой влагопоглотителя.

Дополнительное преимущество заключается в том, что часть осушенного сжатого газа для регенерации второго слоя влагопоглотителя может быть также использована для осуществления дополнительной осушки первого слоя влагопоглотителя при проведении цикла регенерации.

Другое преимущество установки согласно изобретению заключается в том, что резервуары высокого давления можно охлаждать путем пропускания сжатого газа после его охлаждения через подлежащий охлаждению резервуар так, чтобы можно было избежать напрасных затрат расхода газа и получить эффективный и короткий цикл охлаждения, в результате чего срок службы влагопоглотителя увеличивается, что подтверждено на практике.

Изобретение относится также к способу осушки сжатого газа с помощью описанной выше установки согласно изобретению, в соответствии с которым этот сжатый газ пропускают через резервуар высокого давления с расположенными в нем по меньшей мере двумя слоями влагопоглотителя, а именно, первым слоем влагопоглотителя из водостойкого материала и вторым слоем влагопоглотителя из материала, который не обязательно является водостойким, причем перед осушкой газ сначала направляют через первый слой влагопоглотителя и затем через второй слой влагопоглотителя, а для проведения регенерации в резервуаре высокого давления при осуществлении первого этапа сжатый газ в течение определенного периода времени пропускают только через первый слой водостойкого влагопоглотителя, после чего при проведении второго этапа сжатый газ, в первую очередь, пропускают через второй слой влагопоглотителя.

Представленные ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи предпочтительные варианты выполнения установки для осушки сжатого газа согласно изобретению, а также осуществляемый с их помощью способ приведены лишь в качестве примеров для пояснения характерных особенностей настоящего изобретения, и они никаким образом не ограничивают изобретение.

На фиг.1 показана установка для осушки сжатого газа в соответствии с изобретением;

на фиг.2-9 - этапы способа, который может быть осуществлен с помощью установки согласно изобретению;

на фиг.10 - вариант выполнения установки, изображенной на фиг.1;

на фиг.11-17 - этапы способа, который может быть осуществлен с помощью установки, показанной на фиг.10;

на фиг.18 - другой вариант выполнения установки, изображенной на фиг.1;

на фиг.19-25 - этапы способа, который может быть осуществлен с помощью установки, показанной на фиг.18.

На фиг.1 показана установка 1 для осушки сжатого газа согласно изобретению, содержащая источник 2 осушаемого сжатого газа с первой ступенью 3 сжатия, промежуточным охладителем 4 и второй ступенью 5 сжатия.

Источник 2 посредством отсечного клапана 6 соединен с первым распределительным устройством 7, содержащим три параллельных соединенных между собой трубопровода 8, 9 и 10. На первом трубопроводе 8 установлены два обратных клапана 11 и 12 с противоположным направлением движения через них потока. На втором и третьем трубопроводах 9, 10 установлены по два запорных клапана 13, 14 и 15, 16 соответственно, которые могут быть выполнены в виде регулируемых клапанов, подключенных к системе управления, не показанной на чертежах.

В рассматриваемом примере обратные клапаны 11 и 12, между которыми к первому трубопроводу 8 подсоединен источник 2, расположены так, что поток в трубопроводе 8 протекает от одного обратного клапана в направлении другого обратного клапана.

Кроме того, установка 1 содержит второе распределительное устройство 17, которое практически имеет такие же размеры и конфигурацию, что и распределительное устройство 7 и содержит три параллельных соединенных между собой трубопровода 18, 19 и 20 соответственно. На первом трубопроводе 18 и втором трубопроводе 19 установлены по два запорных клапана 21, 22 и 23, 24 соответственно, которые могут быть выполнены в виде регулируемых клапанов, подключенных к системе управления.

На третьем трубопроводе 20 второго распределительного устройства 17 установлен только один запорный клапан 25, который предпочтительно выполнен в виде регулируемого клапана, управляемого системой управления.

Трубопроводы 8 и 9 соединены друг с другом между обратными клапанами 11, 12 и запорными клапанами 13, 14 через охладитель 26.

Между запорными клапанами 15 и 16 к трубопроводу 10 подсоединено первое ответвление 27 трубопровода, которое обеспечивает соединение с первым распределительным устройством 17, и подключено, в частности, посредством второго охладителя 28 к трубопроводу 18 между запорными клапанами 21 и 22.

Между запорными клапанами 13 и 14 к трубопроводу 9 присоединено второе ответвление 29 трубопровода, соединенное с первым ответвлением 27 трубопровода, в частности, между охладителем 28 и трубопроводом 18, посредством запорного клапана 30.

Между запорными клапанами 23 и 24 к трубопроводу 19 подключено третье ответвление 31, соединенное с точкой отбора для пользователя осушенного сжатого газа.

Кроме того, установка 1 для осушки сжатого газа содержит два резервуара 33 и 34 высокого давления, заполненные в соответствии с изобретением по меньшей мере двумя слоями влагопоглотителя. Первый нижний слой 35 образован из водостойкого влагопоглотителя, например силикагеля, активированного оксида алюминия или подобного материала. Второй верхний слой 36 образован из влагопоглотителя, который не обязательно является водостойким, такого, например, как молекулярное сито или тому подобное. Причем оба резервуара 33 и 34 высокого давления имеют входы 37 и 38 соответственно, расположенные напротив первого слоя влагопоглотителя 35, и выходы 39 и 40 соответственно, расположенные напротив второго слоя влагопоглотителя 36.

Первое распределительное устройство 7 соединено с входами 37 и 38 резервуаров 33 и 34 высокого давления с помощью соответствующих параллельных соединений, проходящих между трубопроводами 8, 9 и 10, а второе распределительное устройство 17 соединено с выходами 39 и 40 резервуаров 33 и 34 посредством соответствующих параллельных соединений, проходящих между трубопроводами 18, 19 и 20.

В соответствии с изобретением каждый резервуар 33 и 34 высокого давления имеет второй вход 41, 42 соответственно, расположенный между первым и вторым слоями влагопоглотителя 35, 36 и через запорный клапан 43, 44 соответственно, подключенный к подводящему трубопроводу в точке, расположенной между источником 2 сжатого газа и отсечным клапаном 6.

Запорные клапаны 43 и 44 предпочтительно выполнены в виде регулируемых клапанов и соединены с системой управления.

Каждый из входов 37 и 38 резервуаров 33 и 34 высокого давления посредством запорного клапана 45, 46 соответственно, соединен с общим выпускным трубопроводом 47, сообщенным с атмосферой.

Наконец, между каждым из входов 37 и 38, с одной стороны, и запорными клапанами 45 и 46, с другой стороны, установлен регулируемый выпускной клапан 48, 49 соответственно, с которым соединен звукопоглотитель 50 и 51 соответственно.

Работа установки для осушки сжатого газа согласно изобретению является очень простой и изображена на фиг.2-9, на которых закрытые клапаны показаны черным цветом, открытые клапаны показаны белым цветом, а поток газа показан жирной линией.

На фиг.2 показан первый этап, на котором резервуар 33 высокого давления используют для регенерации находящегося в нем первого слоя влагопоглотителя 35, а второй резервуар 34 высокого давления используют для осушки сжатого газа, поступающего из источника 2.

Для этого горячий сжатый газ, поступающий от источника 2, через открытый клапан 43 и второй вход 41 направляют в первый резервуар 33 высокого давления.

Влага, содержащаяся в первом слое влагопоглотителя 35, расположенного в первом резервуаре 33 высокого давления, абсорбируется горячим сжатым газом. Таким образом, в первом резервуаре 33 регенерируется первый слой водостойкого влагопоглотителя 35.

Далее, поток газа направляют через обратный клапан 11 к охладителю 26 и затем через второе ответвление 29 трубопровода во второй охладитель 28, в результате чего этот поток газа охлаждается, а часть влаги, находящейся в газовом потоке, конденсируется. Затем поток газа посредством клапана 16 пропускают через второй резервуар 34 высокого давления, где этот газ с помощью слоев 35 и 36 влагопоглотителя осушается с достижением точки росы, равной или меньшей -70°С.

Когда к установке подключены один или несколько не показанных на чертежах потребителей осушенного газа, выход 40 второго резервуара 34 высокого давления соединен посредством клапана 24 с точкой 32 отбора газа.

Очевидно, что газ от источника 2 протекает через два резервуара 33 и 34 высокого давления к точке 32 отбора газа без каких-либо потерь.

На фиг.3 показан этап, осуществляемый в конце цикла регенерации первого слоя влагопоглотителя 35, находящегося в резервуаре 33 высокого давления, на котором весь сжатый газ через открытый отсечной клапан 6 и охладители 26 и 28 направляют в резервуар 34 высокого давления с целью осушки. Затем осушенный сжатый газ через клапан 24, установленный на трубопроводе 19, транспортируют в точку 32 отбора.

На этом этапе клапан 48 открыт и находящийся в регенерационном резервуаре 33 высокого давления газ может продуваться через звукопоглотитель 50.

На фиг.4 показан третий этап согласно изобретению, на котором весь поступающий от источника 2 газ подают через охладители 26 и 28 с целью осушения в сушильный резервуар 34 высокого давления. Затем часть осушенного газа направляют к выходу регенерационного резервуара 33 высокого давления по трубопроводу 20 через полностью или частично открытый клапан 25. Однако в этом случае, газ могут нагревать, например, с помощью нагревательного элемента, не показанного на чертежах.

Затем поток сухого нагретого газа направляют через регенерационный резервуар 33 высокого давления для регенерации второго слоя 36 влагопоглотителя и первого слоя 35 влагопоглотителя соответственно, которые уже частично или полностью регенерированы. После чего газ выдувают в атмосферу через клапан 45 и отводящий трубопровод 47.

На следующем этапе выключают нагревательные элементы, если они использовались, причем осушенный и расширенный воздух протекает через оба слоя влагопоглотителя в соответствии со схемой, показанной на фиг.4. В результате, эти слои могут охладиться по меньшей мере частично или могут быть дополнительно регенерированы.

На следующем этапе согласно способу осушки сжатого газа закрывают клапан 45, как показано на фиг.5, так что давление в регенерационном резервуаре 33 возрастает за счет части осушенного газа, отведенной по ответвлению трубопровода.

На фиг.6 показан следующий этап, который осуществляют, когда резервуар 33 высокого давления полностью регенерирован. На этом этапе сжатый газ, поступающий от источника 2, направляют в первый охладитель 26 через отсечной клапан 6, а затем поток газа разделяют на первый газовый поток и второй газовый поток.

Первый поток газа через клапан 13 и вход 37 направляют в резервуар 33 высокого давления, а затем через клапан 21 - во второй охладитель 28, после чего, через клапан 16 и сушильный резервуар 34 высокого давления транспортируют по трубопроводу 19 в точку 32 отбора газа.

Второй газовый поток направляют в первое ответвление 27 трубопровода через полностью или частично открытый клапан 30. Затем вместе с первым газовым потоком его направляют через охладитель 28 и сушильный резервуар 34 высокого давления в точку 32 отбора газа.

На фиг.7 показан следующий этап, на котором весь поток сжатого газа через отсечной клапан 6 и первый охладитель 26 направляют на вход 37 первого резервуара 33 высокого давления. После чего через клапан 21, первое ответвление 27 трубопровода, второй охладитель 28 и сушильный резервуар 34 высокого давления охлажденный газ транспортируют в точку 32 отбора газа.

В процессе осуществления способа в целом, кроме последнего этапа, сжатый газ, подводимый от источника 2, как показано фиг.8, последовательно пропускают через охладители 26 и 28, после чего поток разделяют на первый газовый поток, протекающий через первый резервуар 33 высокого давления и клапан 23 к точке 32 отбора газа, и второй газовый поток, который направляют к точке 32 отбора газа через второй резервуар 34 высокого давления и клапан 24.

Наконец, на последнем этапе, показанном на фиг.9, весь поток сжатого газа последовательно транспортируют через охладители 26 и 28, через практически полностью насыщенный второй резервуар 34 высокого давления и клапан 24 в точку 32 отбора. Для того чтобы на этом этапе в обоих резервуарах постоянно обеспечивалось одинаковое давление, клапан 25 открыт.

После этого последнего этапа возвращаются к первому этапу, однако резервуары 33 и 34 высокого давления переключают, и теперь первый резервуар 33 становится сушильным резервуаром, а второй резервуар 34 становится регенерационным резервуаром.

Поскольку первый слой водостойкого влагопоглотителя 35 независимо от перепада давления газа между входом и выходом установки может быть осушен без потерь, можно сэкономить затраты энергии по сравнению с известными установками для осушки сжатого газа.

На фиг.10 показан вариант выполнения установки 1 согласно изобретению, в которой, по сравнению с изображенной на фиг.1 установкой 1, исключены регулируемый клапан 30 и трубопровод 29, что не оказывает, однако, какого-либо влияния на функционирование установки.

Функция, выполняемая на первом этапе согласно фиг.2, может сохраняться, например, посредством подачи потока газа с выхода охладителя через открытый клапан 14 в сушильный резервуар 34 высокого давления, как это показано на фиг.11.

Подобно этапу работы установки, показанному на фиг.3, в варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.12, будет происходить падение давления в регенерационном резервуаре 33, и осуществляться регенерация второго слоя, производимая аналогично показанной на фиг.4, посредством открытия клапана 45, как показано на фиг.13, или посредством включения нагревательного элемента, не показанного на чертежах (нагревательный элемент может и не включаться).

Далее, аналогично этапу, показанному на фиг.5, происходит рост давления, что изображено на фиг.14. Затем следуют этапы охлаждения, показанные на фиг.15 и 16, и соответствующие рассмотренным выше этапы, изображенные на фиг.7 и 8 соответственно.

Наконец, аналогично этапу работы установки, изображенному на фиг.9, весь поток сжатого газа в соответствии со схемой, показанной на фиг.17, направляют через охладитель 26, клапан 14 и почти насыщенный резервуар 34 высокого давления в точку 32 его отбора потребителем.

После проведения конечного этапа резервуары 33 и 34 высокого давления переключают так, что первый резервуар 33 высокого давления становится сушильным резервуаром, а второй резервуар 34 высокого давления становится регенерационным резервуаром, и так далее.

На фиг.18 показан еще один вариант выполнения установки 1 согласно изобретению. Конструкция этой установки аналогична изображенной на фиг.1 установке 1, но имеет меньшее количество трубопроводов и клапанов.

В данном случае исключены третий трубопровод 10 первого распределительного устройства 7 и первый трубопровод 18 второго распределительного устройства 17, которые имеются в варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.1. Также исключены первое ответвление 27 трубопровода, второе ответвление 29 трубопровода и второй охладитель 28.

Работа установки 1, показанной на фиг.18, почти идентична работе рассмотренного выше варианта осуществления изобретения и показана поэтапно на фиг.19-25.

На первом этапе, показанном на фиг.19, по аналогии с первым этапом работы установки согласно фиг.1, весь поток сжатого газа, поступающего от источника 2, направляют через второй вход 41 первого регенерационного резервуара 33 высокого давления к водостойкому влагопоглотителю 35 для его регенерации.

Далее, сжатый газ направляют через охладитель 26 для последующей осушки во втором сушильном резервуаре 34 высокого давления и затем через клапан 24 и ответвление 31 трубопровода транспортируют в точку 32 отбора газа потребителем.

На втором этапе, показанном на фиг.20, который соответствует этапу работы, изображенному на фиг.3, весь поток сжатого газа сначала подают в охладитель 26, затем пропускают через сушильный резервуар 34 высокого давления и направляют в точку 32 отбора газа потребителем.

На этом этапе клапан 48 открыт, так что газ, находящийся в регенерационном резервуаре 33, может продуваться через звукопоглотитель 50.

На третьем этапе, показанном на фиг.21, весь поток газа, поступающий от источника 2, аналогично этапу 2, изображенному на фиг.20, подают через охладитель 26 в сушильный резервуар 34 высокого давления с целью осушки. Затем часть осушенного потока газа отводится по ответвлению трубопровода и после нагревания, например, с помощью нагревательного элемента, который на чертежах не показан, направляют к выходу 39 регенерационного резервуара 33 высокого давления.

Поток сухого и нагретого газа затем пропускают через регенерационный резервуар 33 высокого давления для регенерации второго слоя влагопоглотителя 36 и первого слоя водостойкого влагопоглотителя 35 соответственно, а затем выдувают газ в атмосферу через клапан 45 и выпускной трубопровод 47 и, возможно, но не обязательно, через клапан 48.

На следующем этапе, показанном на фиг.22, расширяют часть осушенного газа с помощью полностью или частично открытого клапана 25 до более низкого давления, а нагревательный элемент отключают. Затем эту часть потока пропускают через влагопоглотитель 35 и 36 для его охлаждения, после чего выбрасывают в атмосферу через клапан 45 и трубопровод 47, и, возможно, но не обязательно, через клапан 48.

На следующем этапе, как показано на фиг.23, закрывают клапаны 45 и 48 для повышения давления в первом резервуаре 33.

На этапе, показанном на фиг.24, который осуществляют, когда резервуар 33 полностью находится под давлением, сжатый газ, поступающий из источника 2, направляют в охладитель 26 через отсечной клапан 6, после чего этот газовый поток разделяют на первый газовый поток и второй газовый поток.

Первый газовый поток пропускают через резервуар 33 высокого давления, клапан 13 и вход 37 для дальнейшего охлаждения влагопоглотителя 35 и 36 и последующей подачи через клапан 23 в точку 32 отбора газа потребителем.

Второй газовый поток направляют через клапан 14 на вход 38 сушильного резервуара 34 высокого давления с последующей его подачей через клапан 24 вместе с первым газовым потоком к точке 32 отбора газа потребителем.

Наконец, на последнем этапе, показанном на фиг.25, весь поток сжатого газа транспортируют через охладитель 26 в почти насыщенный второй резервуар 34 высокого давления, после прохождения которого осушенный газ направляют в точку 32 отбора газа.

После этого последнего этапа возвращаются к первому этапу, но резервуары 33 и 34 высокого давления при этом переключают, и первый резервуар 33 становится сушильными резервуаром, а второй резервуар 34 становится регенерационным резервуаром, и так далее.

Предпочтительно по меньшей мере около каждого слоя 35 и 36 влагопоглотителя, в частности, под каждым слоем 35 и 36 влагопоглотителя, установлен один датчик температуры, не показанный на чертежах, причем датчик предпочтительно подключен к системе управления.

Преимуществом этого является то, что каждый этап регенерации может быть завершен, как только температура превысит предварительно заданную величину, что свидетельствует о том, что влагопоглотитель осушен или регенерирован в достаточной степени, и в результате может быть сэкономлена дополнительная энергия.

Настоящее изобретение никаким образом не ограничено вариантами осуществления, описанными выше лишь в качестве примера и показанными на приложенных чертежах. Напротив, установка согласно изобретению для осушки сжатого газа и осуществляемый с ее помощью способ могут быть реализованы различными путями, не выходя за пределы объема изобретения.

Изобретение может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Установка содержит источник 2 сжатого газа, два резервуара 33 и 34 высокого давления, каждый из которых имеет первый вход 37 и 38, и выход 39 и 40, а также точку 32 отбора для потребителей сжатого осушенного газа. В резервуарах 33 и 34 высокого давления расположены, по меньшей мере, два слоя влагопоглотителя 35 и 36. Первый слой 35 образован из водостойкого влагопоглотителя, а второй слой 36 не обязательно образован из водостойкого влагопоглотителя. Резервуары 33 и 34 высокого давления имеют второй вход 41 и 42 для подачи сжатого газа с целью регенерации влагопоглотителя первого слоя 35 за счет теплоты сжатия. Второй слой влагопоглотителя 36 регенерируют с использованием части осушенного сжатого газа. Технический результат - возможность получения очень низкой температуры точки росы сжатого газа при низком потреблении энергии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Установка для осушки сжатого газа, содержащая источник (2) горячего сжатого осушаемого газа, по меньшей мере, два заполненных влагопоглотителем (35, 36) резервуара (33 и 34) высокого давления, каждый из которых имеет первый вход (37, 38, соответственно) и выход (39, 40, соответственно), и точку (32) отбора сжатого осушенного газа для потребителей, причем резервуары (33 и 34) высокого давления выполнены с возможностью попеременного использования в качестве сушильного резервуара для осушки газа и в качестве регенерационного резервуара для регенерации содержащегося в нем влагопоглотителя, отличающаяся тем, что в резервуарах (33 и 34) высокого давления расположены, по меньшей мере, два слоя влагопоглотителя (35 и 36), причем первый слой (35) образован водостойким влагопоглотителем, а второй слой (36) образован влагопоглотителем, который не обязательно является водостойким, соответственно, при этом каждый резервуар (33 и 34) высокого давления имеет второй вход (41, 42, соответственно), который расположен между первым слоем (35) водостойкого влагопоглотителя и вторым слоем (36) влагопоглотителя и соединен с источником (2) горячего сжатого газа для регенерации влагопоглотителя первого слоя (35) посредством теплоты сжатия горячего сжатого газа, причем первый вход (37, 38, соответственно) расположен напротив первого слоя водостойкого влагопоглотителя, а выход (39, 40, соответственно) расположен напротив второго слоя влагопоглотителя, при этом установка обеспечивает прохождение осушенного сжатого газа через первый слой влагопоглотителя после второго.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что первый слой (35) водостойкого влагопоглотителя образован из силикагеля или активированного оксида алюминия.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что второй слой (36) влагопоглотителя образован из молекулярного сита.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что второй вход (41, 42, соответственно) каждого резервуара (33, 34 соответственно) высокого давления соединен с источником (2) сжатого газа посредством соответствующего запорного клапана (43 или 44).

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один нагревательный элемент для нагревания осушенного газа, выходящего из сушильного резервуара высокого давления.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что около каждого слоя (35 и 36) влагопоглотителя установлен, по меньшей мере, один датчик температуры.

7. Установка по п.4, отличающаяся тем, что датчики температуры подключены к системе управления, выполненной с возможностью управления клапанами (43 и 44).

8. Способ осушки сжатого газа с помощью установки (1) согласно одному или нескольким пп.1-7, включающий пропускание сжатого газа через резервуар (33 или 34) высокого давления, отличающийся тем, что резервуар (33 или 34) высокого давления содержит, по меньшей мере, два слоя (35 и 36) влагопоглотителя, причем первый слой (35) влагопоглотителя образован из водостойкого материала, а второй слой (36) влагопоглотителя образован из материала, который не обязательно является водостойким, причем для осушки сжатого газа его сначала направляют через первый слой (35) влагопоглотителя и затем через второй слой (36) влагопоглотителя, а для осуществления регенерации в резервуаре (33 или 34) высокого давления при проведении первого этапа сжатый газ пропускают только через первый слой (35) водостойкого влагопоглотителя с целью осушки этого водостойкого влагопоглотителя, после чего при проведении второго этапа сжатый газ сначала пропускают через второй слой (36) влагопоглотителя, при этом для регенерации первого слоя (35) водостойкого влагопоглотителя через него пропускают горячий сжатый газ, поступающий непосредственно из источника (2) горячего сжатого газа, причем регенерация осуществляется за счет теплоты сжатия газа в потоке.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что при осуществлении регенерации в резервуаре (33 или 34) высокого давления при проведении второго этапа сжатый газ после его прохождения через второй слой (36) влагопоглотителя пропускают через первый слой (35) влагопоглотителя.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что при осуществлении регенерации в резервуаре (33 или 34) высокого давления при проведении второго этапа осушенный сжатый газ после его прохождения через второй слой (36) влагопоглотителя вдувают между первым слоем (35) и вторым слоем (36) влагопоглотителя.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что для регенерации второго слоя (36) влагопоглотителя через него пропускают часть сжатого газа, поступающего с выхода сушильного резервуара (33 или 34) высокого давления.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что часть сжатого газа, поступающую с выхода (39 или 40) сушильного резервуара (33 или 34) высокого давления, нагревают перед его прохождением через второй слой (36) влагопоглотителя в регенерационном резервуаре (34 или 33) высокого давления.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что часть сжатого газа, поступающего с выхода (39 или 40) сушильного резервуара (33 или 34) высокого давления, расширяют перед его прохождением через второй слой (36) влагопоглотителя в регенерационном резервуаре (34 или 33) высокого давления.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что продолжительность цикла регенерации определяют посредством системы управления, подключенной к запорным клапанам (13-16, 21-25, 30, 43-46) для регулирования подачи сжатого газа через резервуары (33 и 34) высокого давления.

15. Способ по любому из пп.8-14, отличающийся тем, что цикл регенерации завершают, когда температура в регенерационном резервуаре (33 или 34) высокого давления превышает заданную.