DE2126649A1

DE2126649A1 - Device for regenerative dryer for useful air

Info

Publication number: DE2126649A1
Application number: DE19712126649
Authority: DE
Inventors: Per Gunnar Dipl.-Ing. Lidingö Norbäck (Schweden). P
Original assignee: Carl Munters AB
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2126649B2; DE2126649C3

Description

~Vorrichtung bei regenerative Trockner fuer Nutzluft" Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bei einem regenerativen Trockner fuer insbesondere zu Ueberdruck komprimierter Nutzluft mit einem Trockenrotor, der eine Feuchtigkeit absorbierende Masse enthält und sich zwischen zwei an Ein- und Auslässe in einem umgebenden Gehäuse angeschlossenen Durchlässen bewegt, von denen ein erster von der Nutzluft zwecks deren Trocknung durchstrichen wird und ein zweiter von Regenerierluft, die vorzugsweise in einem geschlossenen Kreis umgewälzt wird und hierbei die Masse entfeuchtet, wobei ein Heizelement vor dem Einlass in den zweit genannten Durchlass in den Rotor vorgesehen ist und der Trockenwirkungsgrad des Rotors von einen Hygrostaten ueberwacht wird. Das wichtigste Anwendungsgebiet fuer die Erfindung sind Trockner oder Entfeuchter fuer Luft, die zu einem Ueberdruck von z.B. ~ Device at regenerative dryer for useful air "The present The invention relates to an apparatus in a regenerative dryer for in particular useful air compressed to positive pressure with a drying rotor, which is a moisture contains absorbent mass and is located between two inlets and outlets in one surrounding housing connected passages, a first of which is moved by the useful air is swept through for the purpose of drying it and a second by regeneration air, which is preferably circulated in a closed circuit and here the mass dehumidified, with a heating element in front of the inlet in the second named passage is provided in the rotor and the drying efficiency of the rotor by a hygrostat is monitored. The most important field of application for the invention are dryers or dehumidifiers for air that leads to an overpressure of e.g.

7 kg/cm2 komprimiert worden ist, und die Erfindung soll nachstehend im Zusammenhang hiermit näher beschrieben werden.7 kg / cm2 has been compressed, and the invention is hereinafter referred to are described in more detail in connection with this.

Im Anschluss an ihre Komprimierung in einem Kompressor enthält die Luft eine grössere Menge Feuchtigkeit, die entfernt werden muss, weil sie BESCHREIBUNG sonst ernste Schwierigkeiten z.B. dadurch schaffen wuerde, dass sie die Korrosion an den metallischen Flächen, mit denen die Druckluft in Beruehrung kommt, verstärkt oder dass sie sich als Wasser oder Eis in Förderleitungen oder Druckluftwerkzeugen niederschlägt -und deren Betriebseigenschaften verschlechtert. Normalerweise bewirkt man einen ersten Niederschlag von Feuchtigkeit in einem Kondensator mit Hilfe von Wasser oder Luft als Kuehlmittel. Jedoch ist diese Trocknung oft nicht ausreichend, um den Feuchtigkeitsgehalt in erforderlichem Ausmass herabzusetzen, und deswegen schaltet man bei Bedarf an sehr trockener Luft ein Trocknungsaggregat hinter dem Vorkuehler ein, in welchem der Hauptteil der verbliebenen Feuchtigkeit entfernt wird. Die tiefste und gleichmässigste Trocknung erhält man mit Apparaten der Sorptions-Bauart, bei denen das Sorptionsmittel ununterbrochen regeneriert wird. Um unterungleichen Betriebsbedingungen zu ueberwachen, dass man unter Beibehaltung guter Wirtschaftlichkeit im Betrieb eine gewuenschte Trockenheit der Nutzluft erreicht, ist bereits vorgeschlagen worden, die Regenerierung des Trockners mittels ein-Hygrostaten zu ueberwachen, der in der den Trockner verlassenden Nutzluft, deren Feuchtigkeitsgehalt auf ein oder wenige Prozente relativen Feuchtigkeitsgehalts herabgesetzt worden ist, angebracht ist. Jedoch hat sich herausgestellt, dass diese Methode mit erheblichen Nachteilen behaftet ist; Es ist schwer, Hygrostate dazu zu bringen, ihre Zuverlässigkeit bei so niedrigen Werten fuer die relative Feuchtigkeit beizubehalten, und ausserdem verändern sie sich mit der Zeit und erfordern Nachstellungen. Ausserdem kann es bei Teilbelastungen eintreffen, dass diejenigen Teile der Feuchtigkeit aufnehmenden Masse, die zuerst von der vom Kompressor kommenden, mit Feuchtigkeit gesättigten Luft getroffen werden, uebersättigt werden, ohne dass der Hygrostat einen Impuls abgibt. Eine solche Uebersättigung kann, falls das absorbierende Mittel ein Salz, wie Lithiumchlorid, ist, dazu fuehren, dass so viel Fluessigkeit in das Salz aufgenommen wird, dass sich in der Trockenmasse eine freie Lösung bildet, die sich innerhalb des Rotors bewegen und sogar von der Luft mitgerissen und aus dem Rotor entweichen kann, wodurch dessen Leistungsfähigkeit in entsprechendem Grad schlechter wird.After being compressed in a compressor, the Air has a greater amount of moisture that needs to be removed because it is DESCRIPTION otherwise would create serious difficulties e.g. by preventing corrosion on the metallic surfaces with which the compressed air comes into contact, reinforced or that it precipitates as water or ice in conveyor lines or compressed air tools -and their operational characteristics deteriorated. Usually you make one first precipitation of moisture in a condenser with the help of water or Air as a coolant. However, this drying is often insufficient to maintain the moisture content to the necessary extent, and therefore you switch on when necessary very dry air, a drying unit behind the pre-cooler, in which most of the remaining moisture is removed. The deepest and most even Drying is obtained with apparatus of the sorption type, in which the sorbent is continuously regenerated. To monitor under uneven operating conditions, that one wanted one while maintaining good economic efficiency in operation If the useful air is dry, it has already been proposed that regeneration of the dryer by means of a hygrostat in the one leaving the dryer Useful air, the moisture content of which is at one or a few percent relative moisture content has been lowered, is appropriate. However, it has been found that this Method has considerable disadvantages; It's hard to do this with hygrostats to bring their reliability at such low values for the relative humidity and they also change over time and require readjustments. In addition, it can happen with partial loads that those parts of the moisture absorbing mass, the first from the one coming from the compressor, with moisture Saturated air can be hit, become oversaturated without the hygrostat emits an impulse. Such an oversaturation can, if that absorbent is a salt, like lithium chloride, that cause so much Liquid is absorbed into the salt that is a free in the dry matter Solution forms that move within the rotor and even be carried away by the air and can escape from the rotor, whereby its performance in corresponding Degree gets worse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesen Nachteilen abzuhelfen, und dies wird im wesentlichen dadurch erzielt, dass der Hygrostat zwecks Regelung des niedrigen relativen Feuchtigkeitsgehalts der Nutzluft bei ihrem Austritt aus dem Rotor im Auslass fuer die Regenerierluft aus dem Rotor angebracht ist und daher auf den hohen relativen Feuchtigkeits-Gehalt dieser Luft zwecks Beeinflussung der Wärmezufuhr zu dem Heizelement anspricht. Die Regenerierluft nimmt wärend ihres Durchgangs durch den Regeneriersektor des Rotors allmählich mehr und mehr Feuchtigkeit auf, so dass sich ihr relativer Feuchtigkeitsgehalt beim Austritt aus dem Rotor auf z.B. 50-60 bis sogar etwa 90 z belaufen kann. Bei so hohen Prozentzahlen spricht der Hygrostat äusserst empfindlich an, so dass er das Heizelement rechtzeitig in Gang setzen und damit die Regenerierung verstärken kann, so dass die Feuchtigkeitsmenge im Rotor unterhalb der kritischen Werte gehalten wird. Ausserdem behält bei so hohen Werten fuer die relative Feuchtigkeit der Hygrostat seine Eichung während sehr langer Zeit bei, weswegen Eingriffe zu seiner Nachstellung nur nach sehr langen Zwischenzeiten vorgenommen zu werden brauchen. Gemäss der Erfindung wird ferner erzielt, dass sich der Verbrauch an Energie, wie an elektrischem Strom fuer das Heizelement, in wirtschaftlich guenstigen Grenzen halten lässt. Infolgedessen, dass die Umwälzung der Regenerier-Luft in dem geschlossenen Kreis ununterbrochen vonstatten geht, wird der Sättigungsgrad des Rotors ununterbrochen gemessen, und deswegen wird das Heizelement nur dann eingeschaltet, wenn der Hygrostat anzeigt, dass die Feuchtigkeitsmenge des Rotors teilweise zulässige Werte ueberschritten hat. Gemäss einer vorteilhaften Ausfuehrungsform der Erfindung wird die Regenerierluft in einem geschlossenen Kreis umgewälzt, von dem der erstgenannte Durchlass einen Teil bildet, so dass die Trocknung der Regenerierluft teilweise im Rotor stattfindet.The invention is based on the object of remedying these disadvantages, and this is achieved essentially in that the hygrostat for the purpose of regulation the low relative humidity of the useful air as it exits the rotor is mounted in the outlet for the regeneration air from the rotor and therefore on the high relative humidity content of this air in order to influence the Responds to the supply of heat to the heating element. The regeneration air takes yours Gradually more and more moisture passes through the regeneration sector of the rotor so that their relative moisture content on exit from the rotor can amount to e.g. 50-60 to even about 90 z. With such high percentages speaks the hygrostat is extremely sensitive, so that it switches on the heating element in good time Put in gear and thus strengthen regeneration, so that the amount of moisture is kept below the critical values in the rotor. It also keeps at such high levels Values for the relative humidity of the hygrostat its calibration for a very long time Time at, which is why interventions in its readjustment only after very long interim times need to be made. According to the invention it is also achieved that the consumption of energy, such as electricity for the heating element, in economical keep reasonable limits. As a result, the recirculation of the regeneration air takes place continuously in the closed circle the The degree of saturation of the rotor is continuously measured, and therefore the heating element only switched on when the hygrostat indicates that the amount of moisture of the rotor has partially exceeded permissible values. According to an advantageous Embodiment of the invention is the regeneration air in a closed circuit circulated, of which the first-mentioned passage forms a part, so that the drying the regeneration air takes place partially in the rotor.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in der anliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellte Ausfuehrungsform näher beschrieben werden. Dargestellt sind auf der Zeichnung in der Fig.l schematisch ein gemäss der Erfindung ausgefuehrter Trockenapparat, und in der Fig. 2 dessen Rotor in axialer Ansicht.The invention is described below with reference to one in the appended Drawing for example shown embodiment are described in more detail. Are shown in the drawing in Fig.l schematically a according to the invention Executed drying apparatus, and in FIG. 2 its rotor in an axial view.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Kompressor an sich bekannter Bauart, wie des Zweistufen-Typs, in welchem atmosphärische Luft zu z.B. 7 Atue verdichtet wird. Durch die Verdichtung erhält die Luft eine erhebliche Uebertemperatur, wie von 1200 C und mehr, Die warme Druckluft wird durch einen Kondensator 12 geleitet, dessen Kuehl-Mittel Wasser sein kann, wobei die Luft auf annähernd in der Umgebung herrschende Temperatur, d.h. auf je nach der Jahreszeit zwischen 5 und 400 C, abgekuehlt wird. Die Druckluft hat nun einen relativen Feuchtigkeitsgehalt von 100% und sogar noch hOher, wenn man nämlich die in der Luft schwebenden Wasserteilchen mitberuecksichtigt. Wie wird durch eine Leitung 14 durch die grössere Trocknungszone 16 eines zylinderförmigen Rotors 18 in einem Trockenapparat gefuehrt. Der Rotor enthält eine Masse, die dadurch Feuchtigkeit aufsaugend ist, dass sie mit einem hygroskopischen Salz, wie Lithiumchlorid, imprägniert ist. Der Rotor kann hierbei die Ausfuehrung haben, die z.B. aus dem deutschen Patent Nr. 1 252 571 hervorgeht, d.h. aus abwechselnd-ebenen duennen Schichten 20 und gewellten duennen Schichten 22 aus einem faserigen Werkstoff, wie Asbest, der mit dem hygroskopischen Salz imprägniert ist, zusammengesetzt sein. Die duennen Schichten bilden eine grosse Anzahl zu der Welle 24 des Rotors paralleler, enger Durchlässe oder Kanäle. Der Abstand zwischen zwei benachbarten ebenen Schichten kann kleiner als 3 mm sein.In the drawing, reference numeral 10 denotes a compressor known design, such as the two-stage type, in which atmospheric air is compressed to e.g. 7 Atue. Due to the compression, the air receives a considerable Excess temperature, such as from 1200 C and more, the warm compressed air is passed through a condenser 12 passed, the cooling medium of which can be water, with the air at approximately The temperature prevailing in the area, i.e. depending on the season between 5 and 400 C, is cooled. The compressed air now has a relative moisture content of 100% and even higher if you consider the water particles floating in the air also taken into account. How is a line 14 through the larger drying zone 16 of a cylindrical rotor 18 guided in a drying apparatus. The rotor contains a mass that absorbs moisture by being with a hygroscopic salt, such as lithium chloride, is impregnated. The rotor can do this have the execution, e.g. from the German U.S. Patent No. 1,252 571 emerges, i.e. from alternating flat thin layers 20 and corrugated thin layers Layers 22 made of a fibrous material, such as asbestos, with the hygroscopic Salt is impregnated to be composed. The thin layers form a large one Number of narrow passages or channels parallel to the shaft 24 of the rotor. Of the The distance between two adjacent flat layers can be less than 3 mm.

Der Trocknungssektor oder die Trockningszone 16 kann mehr als die Hälfte, wie Dreiviertel des Umkreises des Rotors einnehmen. Der verbleibende Sektor oder die Zone 26 werden von der Regenerierluft durchstrichen, die vorzugsweise der Druckluft entnommen wird-, nachdem diese durch die Trocknungszone 16 hindurchgegangen und hiermit auf einen sehr niedrigen sowohl absoluten als auch relativen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet worden ist. Der relative Feuchtigkeitsgehalt kann höchstens ein oder einige wenige Hundertteile betragen. Von der zu der Verbrauch-Stelle fuer die Druck- oder Nutzluft fuehrenden Auslassleitung 28 zweigt somit eine Leitung 30 fuer Regenerierluft ab, die ueber ein Heizelement oder einen Heizkörper 32 den Sektor 26 des Rotors 18 in Gegenstrom zu der Nutzluft auf der anderen Seite des Rotors durchströmt. Die Regenerierluft tritt aus dem Sektor 26 durch eine Leitung 34 aus, in der ein Luftzieher 36 sitzt und die an die Leitung 14 angeschlossen ist. In der Leitung 34 kann ein Kondensator 37 vorgesehen sein, der z.B. mittels zugänglichen Wassers gekuehlt und mit dem Kondensator 12 gemeinsam sein kann.The drying sector or zone 16 can be more than that Take half as three quarters of the circumference of the rotor. The remaining sector or the zone 26 are passed through by the regeneration air, which is preferably the Compressed air is withdrawn after it has passed through the drying zone 16 and herewith to a very low both absolute and relative moisture content has been dried. The relative humidity can be at most one or a few hundred parts. From the to the point of consumption for the printing or outlet line 28 carrying useful air thus branches off a line 30 for regeneration air from, the sector 26 of the rotor via a heating element or a heating element 32 18 flows through in countercurrent to the useful air on the other side of the rotor. the Regeneration air exits the sector 26 through a line 34 in which an air extractor 36 is seated and which is connected to line 14. In the line 34 can be a Condenser 37 may be provided, which is cooled and, for example, by means of accessible water may be common with the capacitor 12.

Es werde angenommen, dass der Rotor 18 im Sinne des Pfeils 38 in der Fig. 2 umläuft. Die Umlaufgeschwindigkeit ist niedrig, wie einige wenige Umdrehungen in der Stunde. Der relative Feuchtigkeitsgehalt der Nutzluft, der sich anfänglich auf 100% belief, sinkt während des Durchgangs allmählich zu dem vorgesehenen niedrigen Wert, wie 1-5 und höchstens 108. Die Schichtmasse in dem Rotor nimmt diese Feuchtigkeit auf und ueberfuehrt sie in den Sektor 26, durch den die Regenerierluft hindurchstreicht. Deren relativer Feuchtigkeitsgehalt steigt demzufolge so dass er beim Austritt aus dem Rotor je nach der von dem Heizkörper 32 erzeugten- Temperatur 50 - 90% betragen kann. Der relative Feuchtigkeitsgehalt der den Regeneriersektor verlassenden Luft wechselt ausserdem innerhalb der Querschnittsfläche derart, dass er von dem Teil der Querschnittsfläche, wo der Rotor auf dem Weg vom Regeneriersektor zum Trocknungssektor ist, zu dem Teil, wo der Rotor vom Trocknungssektor hez in den Regeneriersektor eintritt, allmählich zunimmt. Gemäss der Erfindung wird nun in der Leitung 34 ein Hygrostat 40 untergebracht, der seinerseits ueber ein Reglergerät 42 und Leitungen 44 die Wärmezufuhr zu dem Heizkörper 32 so regelt, dass der relative Feuchtigkeitsgehalt der austretenden Regenerierluft einen im Voraus bestimmten Wert, der seinerseits den Feuchtigkeitsgehalt in der Trocknungszone 16 des Rotors 18 bestimmt, nicht uebersteigt.It is assumed that the rotor 18 in the direction of arrow 38 in FIG Fig. 2 revolves. The speed of rotation is low, like a few revolutions in the hour. The relative moisture content of the Useful air that was initially 100%, gradually decreases to that during the run provided low value, such as 1-5 and a maximum of 108. The layer mass in the The rotor absorbs this moisture and transfers it to sector 26, through the the regeneration air passes through. Their relative moisture content increases consequently so that he emerges from the rotor depending on that of the radiator 32 generated temperature can be 50 - 90%. The relative moisture content the air leaving the regeneration sector also changes within the cross-sectional area such that it is from the part of the cross-sectional area where the rotor is on its way from Regeneration sector to the drying sector is to the part where the rotor is from the drying sector when it enters the regeneration sector, it gradually increases. According to the invention now a hygrostat 40 housed in the line 34, which in turn has a Regulator device 42 and lines 44 regulate the heat supply to the radiator 32 so that that the relative humidity of the exiting regeneration air is determined in advance certain value, which in turn determines the moisture content in the drying zone 16 of the rotor 18 determined, not exceeded.

Der Hygrostat soll zweckmässig zum Ansprechen auf die Luft gebracht werden, die aus dem Rotor bei dem Kreuz 46 in der Fig. 2 austritt, wo nämlich die Rotormasse den höchsten Feuchtigkeitsgehalt hat, nachdem sie gerade durch den Rotorsektor 16 hindurchgegangen ist und hierbe#i während der ganzen Zeit Feuchtigkeit von der Eintrittsseite der Druck-Luft aufgenommen hat und wo die austretende Regenerierluft wie oben ausgefuehrt, die grösste relative Feuchtigkeit hat. Falls weiterhin verbesserte Wirtschaftlichkeit des Betriebs angestrebt wird, kann man die Menge an Regenerierluft senken und gleichzeitig die Wärmezufuhr wegregeln, beispielsweise durch Herabsetzung des Drehzahl des Luftziehers 36, wodurch der Energieverbrauch fuer die Umwälzung der Regenerierluft vermindert wird. Das Kreuz 46 liegt also nahe bei der Trennwand 46 zwischen den beiden Sektoren.The hygrostat should expediently be made to respond to the air which emerges from the rotor at the cross 46 in FIG. 2, namely where the Rotor mass has the highest moisture content after having just passed through the rotor sector 16 has passed through and here # i moisture from the the whole time The inlet side of the compressed air has taken up and where the exiting regeneration air as stated above, has the greatest relative humidity. If further improved Efficiency of the operation is sought, one can adjust the amount of regeneration air lower and at the same time the Regulate heat supply away, for example by reducing the speed of the air extractor 36, thereby reducing energy consumption for the circulation of the regeneration air is reduced. The cross 46 is therefore close at hand at the partition 46 between the two sectors.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausfuehrungsform begrenzt, sondern kann im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zu Grund liegenden Leitgedankens abgewandelt werden.The invention is of course not limited to the embodiment shown limited, but can in the broadest sense within the framework of ye to reason underlying guiding principle.

So kann die Umwälzung der Regenerierluft in dem von den beiden Sektoren 16, 26 und den angeschlossenen Leitungen 14, 28, 30 und 34 gebildeten geschlossenen Kreis durch einen Ejektor zustande gebracht werden, der ein in den Umwälzkreis eingelegtes Druckgefälle ausnutzt. Der geschlossene Umwälzkreis fuer die Regenerierluft braucht nicht notwendigerweise durch den Trocknungssektor 16 des Rotors zu gehen, sondern kann neben ihn verlegt sein, wobei die erforderliche Trocknung der Regenerierluft mittels eines gesonderten Kuehlkondensators vorgenommen wird.So the circulation of the regeneration air in that of the two sectors 16, 26 and the connected lines 14, 28, 30 and 34 formed closed Circle can be brought about by an ejector, which is inserted into the circulation circle Exploits pressure gradient. The closed circulation circuit for the regeneration air needs not necessarily going through the drying sector 16 of the rotor, but rather can be laid next to it, with the necessary drying of the regeneration air is carried out by means of a separate cooling condenser.

Die Erfindung ist mit Vorteil fuer Trocknung bei normalem Atmosphärendruck anwendbar, insbesondere in solchen Betriebsfällen, wo eine Vortrocknung in einer Kuehlbatterie erfolgt und die Nutzluft mit sehr hoher relativer Feuchtigkeit in den trockner eintritt. Hierbei kann die Regenerierluft, statt der Nutzluft wieder zugefuehrt zu werden, ueber den Kondensator in die Aussenluft abgeleitet werden.The invention is advantageous for drying at normal atmospheric pressure applicable, especially in those operating cases where a pre-drying in a Cooling battery takes place and the useful air with very high relative humidity in the dryer enters. Here, the regeneration air can be used instead of the useful air To be supplied, can be discharged into the outside air via the condenser.

Claims

1. Device in a regenerative dryer for in particular Useful air compressed to excess pressure with a drying rotor, which contains moisture contains absorbent mass and is located between two inlets and outlets in one surrounding housing moved passages connected, of which a first passage is passed through by the useful air for the purpose of drying and a second passage of regeneration air for the purpose of dehumidifying the mass, with a heating element in front of the Inlet is provided in the second-mentioned passage in the rotor and the drying efficiency of the rotor is monitored by a hygrostat, which is not possible i n e t that the hygrostat (40) is used to regulate the low relative humidity the useful air at its exit from the rotor (18) in the outlet for the regeneration air from the rotor is attached and therefore due to the high relative humidity this air responds for the purpose of influencing the heat supply to the heating element (32).

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the regeneration air is made to circulate in a closed circuit is, of which said first passage (16) forms a ~ part, so that the The regeneration air is partially dried in the rotor (off).