專利名稱：無公害氣體干燥劑及干燥方法
技術領域：
本發明涉及一種除濕效率高、溶解速度慢、溶解后無污染，可直接溶于水排至環境 中的無公害氣體干燥劑及干燥方法，主要用于無動力潮吸式空氣干燥機的空氣干燥，屬干 燥劑制造領域。
背景技術：
硅膠吸附劑是一種堅硬、無定形鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆粒，分子式為 Si02. nH20,為一種親水性的極性吸附劑。它是用硫酸處理硅酸鈉的水溶液，生成凝膠，并將 其水洗除去硫酸鈉后經干燥，便得到玻璃狀的硅膠，它主要用于干燥、氣體混合物及石油組 分的分離等。工業上用的硅膠分成粗孔和細孔兩種。粗孔硅膠在相對濕度飽和的條件下， 吸附量可達吸附劑重量的80%以上，而在低濕度條件下，吸附量大大低于細孔硅膠。活性氧化鋁吸附劑是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質取決于最初氫氧化物 的結構狀態，一般都不是純粹的Al2O3，而是部分水合無定形的多孔結構物質，其中不僅有無 定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體。由于它的毛細 孔通道表面具有較高的活性，故又稱活性 氧化鋁。它對水有較強的親和力，是一種對微量水深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件 下，它的干燥深度可達露點-70°C以下。活性炭吸附劑是將木炭、果殼、煤等含碳原料經炭化、活化后制成的。活化方法可 分為兩大類，即藥劑活化法和氣體活化法。藥劑活化法就是在原料里加入氯化鋅、硫化鉀等 化學藥品，在非活性氣氛中加熱進行炭化和活化。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣 氛中加熱，通常在700°C以下除去揮發組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并 在700-1200°C溫度范圍內進行反應使其活化。活性炭含有很多毛細孔構造所以具有優異的 吸附能力。因而它用途遍及水處理、脫色、氣體吸附等各個方面。上述吸附劑的不足之處均無法直接溶于水排出，或多或少地造成環境污染。目前，市場干燥機以工作原理的不同分成兩種冷凍式干燥機和吸附式干燥機。1、 冷干機的工作原理是根據冷凍除濕原理，將含有大量飽和水蒸汽的壓縮空氣進行強制降 溫，由于壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的在保持壓縮空氣壓力基本不 變的情況下，降低壓縮空氣的溫度，從而使壓縮空氣中的大量水蒸汽處于過飽和狀態，在過 飽和狀態下水蒸汽凝結成液態的水滴，并夾帶塵埃，經汽水分離設備，將水分和塵埃分離出 來并通過自動排水器排出，從而獲得干燥的壓縮空氣。經冷干機處理后的空氣壓力露點可 達到2-10°C。冷干機設備集電容為一體，其換熱器采用殼管式換熱器，殼體為碳鋼，與濕空 氣長期接觸，產生鐵銹，影響出口成品空氣的品質，其排放的冷凝水中含有油、鐵銹，對環境 來說是一種污染。其不足之處一是冷干機包括了一個循環的制冷系統，包括冷媒壓縮機、 冷凝器，其制冷介質為氟利昂，一旦泄漏將破壞、污染環境；二是冷干機和吸干機設備都是 集電容為一體，結構比較復雜，工作場地有所要求，只能安裝在室內，無法安裝在室外，運行 時，必須有專人管理，設備維修也比較復雜，電能消耗高，設備維修也比較復雜；三是處理過 后的成品氣的壓力露點受進口壓力、進口溫度、環境溫度的影響比較大，即性能不夠穩定。2、吸附式干燥機的工作原理是利用吸附劑對壓縮空氣的水蒸汽的親和力，將水分 吸附在 吸附劑的空穴中，從而達到干燥壓縮空氣的目的，當吸附劑工作了一定時間后，吸附劑將達 到飽和吸附平衡，需要用接近常壓的高度干燥的成品氣對其再生，以恢復它的吸附能力。吸 干機由兩只交替使用的吸附筒，一套控制系統組成，一只吸附筒吸附干燥壓縮空氣，另一只 再生吸附筒吸附劑。經過吸干機的壓縮空氣壓力露點可達到-40°C。其不足之處一是吸 干機設備也是集電容為一體的，平時運行須專人管理，因吸附劑須再生處理，將消耗10%左 右的成品氣，對設備的長期運行，比較耗能；二是吸附劑到一定工作年限時，須全部更換，更 換下來的吸附劑毫無利用價值，將對環境產生化學污染；三是設備出現故障時，須專業人員 到現場處理，維護費用比較大；四是設備成品氣的壓力露點受進口壓力、進口溫度的影響比 較大，性能不夠穩定。
發明內容
本發明的目的之一，避免背景技術中的不足之處，設計一種無毒、無腐蝕、不燃節、 節能環保、使用方便、除濕效率高、溶解速度慢、排液無污染的無公害氣體干燥劑及制備方 法。本發明的目的之二，避免背景技術中的不足之處，設計一種全新原理的干燥 機——無動力潮吸式干燥機，它利用潮吸劑對壓縮空氣水分的親和力，吸收水分，從而自身 緩慢溶解的原理。潮吸劑吸收水分的效果與工作的溫度、壓力關系不大，性能比較穩定，潮 吸劑吸收水分后溶解后變為的冷凝水和固體小顆粒對環境不會有任何污染。利用這個全 新的原理設計的無動力潮吸式干燥機，其處理后的空氣壓力露點可達到年平均壓力露點 6-8°C (冬季壓力露點_3°C)。設備的結構簡單，采用單塔式結構，無其他易損件、運動件， 在設備制作過程，工序比較簡單，所耗的人力、物力相對小，即相應的成本比較低；在平時運 行時，無須外界動力，操作簡單，不需要專人管設備理，基本不需要維修，除因內部潮吸劑會 慢慢溶解，所以需要對潮吸劑每年兩次的補充。設備在運輸方面也沒有特殊的要求，不像冷 干機、吸干機因集電容為一體，對運輸要求比較嚴格。無動力潮吸干燥機對現場安裝的壞境 無要求，范圍更廣，室內、室外、野外、防爆防塵、零下20°C的環境都可以正常使用，這是冷干 機、吸干機所無法做到的。本發明的設計方案之一，為了實現上述設計目的之一，本申請所設計的吸附劑是 專為無動力潮吸式空氣干燥機，其合成物內的物質完全無毒性并能全部溶解。只有使用于 被制成為適當大小的潮吸式空氣干燥機時才會維持空氣線內的相對濕度55%，并充分的除 濕。潮吸劑的顆粒大小，太大會使顆粒間的間隙過大，使得空氣直接從間隙中走，與潮吸劑 的接觸面不夠，抗壓能力降低；太小會使顆粒間的間隙過小，使空氣阻力加大，潮吸能力降 低。本申請研制一種以鹽類成份為主體的吸附劑，該吸附劑具有一定機械強度，臨界相對濕 度固定，經干燥后氣體的相對濕度能夠滿足后續流程要求。本申請通過大量的實驗分析，確定以堿氯鹽為主，其中以Na+、K+、Ca+、Sr+、Mg+金屬 離子為主，另外以Si、Se、P、S為輔復合而成的潮吸劑，利用離子化的方式及固體狀態解決 了腐蝕問題和粉塵問題。技術方案1 無公害氣體干燥劑由重量百分比為82-90%mNaCL、6-12%mKCL、 2. 5-4. 5%的 MgCL2、l. 0-2. 0%的 CaCL2 構成。
本發明的設計方案之二，為了實現上述設計目的之二，本發明設計了一種全新原 理的干燥機——無動力潮吸式干燥機。潮吸劑吸收水分的效果與工作的溫度、壓力關系不 大，性能比較穩定，潮吸劑吸收水分后溶解后變為的冷凝水和固體小顆粒對環境不會有任 何污染。設備的結構簡單，采用單塔式結構，無其他易損件、運動件，在設備制作過程，工序 比較簡單，所耗的人力、物力相對小，即相應的成本比較低；在平時運行時，無須外界動力， 操作簡單，不需要專人管設備理，基本不需要維修，除因內部潮吸劑會慢慢溶解，所以需要 對潮吸劑每年兩次的補充即可，一般的工人都可以操作。無動力潮吸干燥機對現場安裝的 壞境無要求，范圍更廣，室內、室外、野外、防爆防塵、零下20°C的環境都可以正常使用。技術方案2 無動力潮吸干燥機，容器筒體底部中心開有入口、上部設有被干燥的 壓縮空氣出口，分流板位于容器筒體內，使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上流動，與位于分 流板上的潮吸劑層充分接觸，潮吸劑將濕空氣中的水分吸收，從而自身緩慢溶解，被干燥的 壓縮空氣從容器筒體上端的空氣出口排出，潮吸劑自身緩慢溶解后產生的冷凝水和固體小 顆粒等溶解物因為重力分離并掉落或下沉，落入容器簡體的底部，經過容器筒體底部的排 污口排出塔體，其溶解物對環境不會有任何污染。本發明針對目前市場上的干燥機對工作場所的局限性、設備運行費用高、維修復 雜、對環境有污染等缺點，研發的無動力潮吸式干燥機，其設備的干燥效果與進口溫度、壓 力關系不大，性能比較穩定，其處理后的空氣壓力露點可達到年平均壓力露點6-8°C (冬季 壓力露點_3°C)。工藝配置如附圖所示由空壓機、儲氣罐、后部冷卻器、空氣過濾器(前 置)、無動力潮吸干燥機、空氣過濾器(后置)。本發明設計的濕空氣從位于容器底部中心的入口進入，經過分流板的均勻分流， 使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上流動，與潮吸劑層充分接觸，潮吸劑將濕空氣中的水分 吸收，從而自身緩慢溶解，被干燥的壓縮空氣從容器上端的空氣出口排出。潮吸劑自身緩 慢溶解后產生的冷凝水和固體小顆粒等溶解物因為重力分離并掉落或下沉，落入容器的底 部，經過排污口排出塔體，溶解物對環境不會有任何污染。分流板的具體結構如附圖所示 干燥機要達到露點要求就必須使濕空氣與潮吸劑充分接觸，采用分流板就使濕空氣在塔內 縱向方向，流量均勻的分布，讓塔內的潮吸劑均勻的吸收水分，保證其空氣出口壓力露點。 保證出口空氣的壓力露點效果，就必須有足夠的潮吸劑層，本項目中在潮吸劑的填裝結構 方面，把潮吸劑層分為三個區域反應區、干燥區、預備區，使設備有足夠的潮吸劑吸收濕空 氣中的水分。在反應區，主要吸收濕空氣中的大量水分，使潮吸劑產生化學反應；在干燥區， 潮吸劑進一步干燥濕空氣，使其露點達到要求露點；預備區，是干燥機對潮吸劑的一個預 備，在筒體設計上，設計了一個視鏡，位置就是預備區與干燥區的界限偏上點，當在設備使 用過程中，發現潮吸劑層低于視鏡的位置時，就是提醒用戶需補充潮吸劑。這一裝置，充分 的保證了壓縮空氣的品質。技術方案3 —種由無公害氣體干燥劑構成的干燥機的干燥方法，濕空氣從位于 干燥機容器底部中心的入口進入，經過分流板的均勻分流，使其壓縮空氣在塔內均勻分布 向上流動，與潮吸劑層充分接觸；濕空氣先與反應區的潮吸劑層接觸，潮吸劑將濕空氣中的 大量的水分吸收，使潮吸劑產生化學反應；隨后進入潮吸劑層的干燥區，潮吸劑進一步干燥 濕空氣，使其露點達到要求露點；最后通過潮吸劑的預備區，被充分干燥后的壓縮空氣從容 器上端的空氣出口排出。
本發明與背景技術相比，一是無動力潮吸式干燥機，解決了目前干燥機結構復雜、 能耗大、對環境有污染的缺陷，具有性能穩定、低能耗、低成本、無污染、工作環境要求低優 點；二是無動力潮吸式干燥機內部填充的是新研制的潮吸劑，是一種環保產品，潮吸劑通過 吸收濕空氣中的水分來達到干燥壓縮空氣的目的，同時潮吸劑自身緩慢溶解成冷凝水和固 體小顆粒，溶解物直接排出對環境不會有任何污染，達到環保的目的；三是采用單塔式結 構，內部裝潮吸劑，壓縮空氣采用下進上出，無控制零部件，運行無需專人操作，故障率幾乎 為零，不僅制作、運輸、平常維護簡單，耗能低，而且無動力潮吸干燥機對現場安裝的壞境無 要求，范圍更廣，室內、室外、野外、防爆防塵、零下20°C的環境都可以正常使用；四是塔內 采用分流板，是壓縮空氣的在塔內均勻分流，使其和潮吸劑充分接觸；五是潮吸劑層的分布 采用3個分布層反應區、干燥區、預備區，達到干燥設備有充分的潮吸劑來干燥壓縮空氣， 保證其性能。
圖1是無動力潮吸干燥系統的結構示意圖。圖2是無動力潮吸干燥機的結構示意圖。圖3是分流板的結構示意圖。
具體實施例方式實施例1 一種無公害氣體干燥劑由重量百分比為82-90%的NaCL、6_12%的KCL、
2. 5-4. 5%的 MgCL2、1. 0-2. 0%的 CaCL2 構成，其 82-90%是指 82%、83%、84%、......88%,
89%,90%,單位系整數變化且包括小數；6-12%是指6%,7%,8%,……9%A0%,單位系 整數變化且包括小數；2. 5-4. 5%是指2. 5%、2. 6%、2. 5%、……4. 4%、4. 5%，單位系小數 變化；1-2%是指1.0%、1. 1%,……1.9%、2. 0%，單位系小數變化。實施例2 在實施例1的基礎上，當所述NaCL為85. 5 %，KCL為9 %，MgCL2為3. 8 %、 CaCl2為1. 7%時，構成本申請的最佳實施例。實施例3 參照附圖1-3。一種由無公害氣體干燥劑構成的干燥機的干燥方法，濕 空氣從位于干燥機5容器底部中心的入口 7進入，經過分流板8的均勻分流，使其壓縮空 氣在塔內均勻分布向上流動，與潮吸劑層充分接觸；濕空氣先與反應區的潮吸劑層接觸， 潮吸劑將濕空氣中的大量的水分吸收，使潮吸劑產生化學反應；隨后進入潮吸劑層的干燥 區，潮吸劑進一步干燥濕空氣，使其露點達到要求露點；最后通過潮吸劑的預備區，被充分 干燥后的壓縮空氣從容器上端的空氣出口 9排出。也就是說，來自壓縮機1的濕熱空氣進 入儲氣罐2，保證其后續工藝供氣的壓力、流量穩定；然后首先經過后部冷卻器3，冷卻濕熱 空氣，使其的溫度低至36°C _40°C，至前置空氣過濾器4，濾去氣體夾帶的微塵、油份其它雜 質，同時濾去存在于壓縮空氣中液態水，以保護后續無動力潮吸式干燥機5中的潮吸劑，隨 后進入無動力潮吸式干燥機，進行潮吸干燥，達到年平均壓力露點6°C -8°C (冬季壓力露 點-2°C —4°C )，干燥空氣從干燥機5出來經過后置空氣過濾器濾6去從干燥機帶出可能 存在的微塵，從而保證為后續工藝提供干燥、無油、無塵的干凈空氣。實施例4:參照附圖2。無動力潮吸干燥機，容器筒體底部中心開有入口 6、上部 設有被干燥的壓縮空氣出口 7，分流板位8于容器筒體內，使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上流動，與位于分流板8上的潮吸劑層充分接觸，由于分流板開有一圈以上的間斷分流槽 且內外圈之間的間斷分流槽的間斷點錯位分布，因此潮吸劑將濕空氣中的水分吸收，從而 自身緩慢溶解，被干燥的壓縮空氣從容器筒體上端的空氣出口 9排出，潮吸劑自身緩慢溶 解后產生的冷凝水和固體小顆粒等溶解物因為重力分離并掉落或下沉，落入容器筒體的底 部，經過容器筒體底部的排污口排出塔體，其溶解物對環境不會有任何污染。實施例5 在實施例4的基礎上，容器筒體的預備區與干燥區的界限偏上部，設計 了一個視鏡，當在設備使用過程中，發現潮吸劑層低于視鏡的位置時，就是提醒用戶需補充 潮吸劑。需要理解到的是上述實施例雖然對本發明作了比較詳細的文字描述，但是這些 文字描述，只是對本發明設計思路的簡單文字描述，而不是對發明設計思路的限制，任何不 超出本發明設計思路的組合、增加或修改，均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
一種無公害氣體干燥劑，其特征是由重量百分比為82-90％的NaCL、6-12％的KCL、2.5-4.5％的MgCL2、1.0-2.0％的CaCL2構成。
2.根據權利要求1所述的無公害氣體干燥劑，其特征是所述NaCL為85.5%，KCL為 9%, MgCL2 為 3. 8%,CaCl2 為 1. 7%。
3.一種由無公害氣體干燥劑構成的干燥機的干燥方法，其特征是濕空氣從位于干燥 機容器底部中心的入口進入，經過分流板的均勻分流，使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上 流動，與潮吸劑層充分接觸；濕空氣先與反應區的潮吸劑層接觸，潮吸劑將濕空氣中的大量 的水分吸收，使潮吸劑產生化學反應；隨后進入潮吸劑層的干燥區，潮吸劑進一步干燥濕空 氣，使其露點達到要求露點；最后通過潮吸劑的預備區，被充分干燥后的壓縮空氣從容器上 端的空氣出口排出。
4.根據權利要求3所述的由無公害氣體干燥劑構成的干燥機的干燥方法，其特征是 來自壓縮機的濕熱空氣進入儲氣罐，保證其后續工藝供氣的壓力、流量穩定；然后首先經 過后部冷卻器，冷卻濕熱空氣，使其的溫度低至36°C -40°C，至前置空氣過濾器，濾去氣體 夾帶的微塵、油份其它雜質，同時濾去存在于壓縮空氣中液態水，以保護后續無動力潮吸式 干燥機中的潮吸劑，隨后進入無動力潮吸式干燥機，進行潮吸干燥，達到年平均壓力露點 6°C -8°C (冬季壓力露點_2°C —4°C )，干燥空氣從干燥機出來經過后置空氣過濾器濾去 從干燥機帶出可能存在的微塵，從而保證為后續工藝提供干燥、無油、無塵的干凈空氣。
5.一種無動力潮吸干燥機，其特征是容器筒體底部中心開有入口、上部設有被干燥 的壓縮空氣出口，分流板位于容器筒體內，使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上流動，與位于 分流板上的潮吸劑層充分接觸，潮吸劑將濕空氣中的水分吸收，從而自身緩慢溶解，被干燥 的壓縮空氣從容器筒體上端的空氣出口排出，潮吸劑自身緩慢溶解后產生的冷凝水和固體 小顆粒等溶解物因為重力分離并掉落或下沉，落入容器筒體的底部，經過容器筒體底部的 排污口排出塔體，其溶解物對環境不會有任何污染。
6.根據權利要求5所述的無動力潮吸干燥機，其特征是容器筒體的預備區與干燥區 的界限偏上部，設計了一個視鏡，當在設備使用過程中，發現潮吸劑層低于視鏡的位置時， 就是提醒用戶需補充潮吸劑。
7.根據權利要求5所述的無動力潮吸干燥機，其特征是分流板開有一圈以上的間斷 分流槽。
8.根據權利要求7所述的無動力潮吸干燥機，其特征是內外圈之間的間斷分流槽的 間斷點錯位分布。
全文摘要
本發明涉及一種除濕效率高、溶解速度慢、溶解后無污染，可直接溶于水排至環境中的無公害氣體干燥劑及干燥方法，濕空氣從位于干燥機容器底部中心的入口進入，經過分流板的均勻分流，使其壓縮空氣在塔內均勻分布向上流動，與潮吸劑層充分接觸；濕空氣先與反應區的潮吸劑層接觸，潮吸劑將濕空氣中的大量的水分吸收，使潮吸劑產生化學反應；隨后進入潮吸劑層的干燥區，潮吸劑進一步干燥濕空氣，使其露點達到要求露點；最后通過潮吸劑的預備區，被充分干燥后的壓縮空氣從容器上端的空氣出口排出。解決了目前干燥機結構復雜、能耗大、對環境有污染的缺陷，具有性能穩定、低能耗、低成本、無污染、工作環境要求低優點。
文檔編號B01D53/28GK101829478SQ20101017696
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者徐衛 申請人:杭州科林愛爾氣源設備有限公司