气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法
阅读说明：本技术 气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法 (Integrated system and method for dryer matched with gas compressor ) 是由 李雪婷 黎周麟 侯小兵 黄远明 王有朋 徐周旋 刘欢 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法,通过将干燥机与压缩机高度集成为一套装备,即能节省占地空间,又能减少设备配置,降低检维修难度,为使用都提供了便利,同时将压缩机热能循环利用,进一步为用户现场节省电力,更加节能环保；闭式循环干燥管路,避免气体的外排,从而避免有害气体的外泄造成污染,并联的两个分子筛罐一用一备保证系统的正常持续运行。(The invention provides an integrated system and a method for a dryer matched with a gas compressor, wherein the dryer and the compressor are highly integrated into a set of equipment, so that the occupied space can be saved, the equipment configuration can be reduced, the inspection and maintenance difficulty is reduced, convenience is provided for use, and meanwhile, the heat energy of the compressor is recycled, so that the electric power is further saved for a user site, and the integrated system and the method are more energy-saving and environment-friendly; the closed circulation drying pipeline avoids the outward discharge of gas, thereby avoiding the pollution caused by the leakage of harmful gas, and the two molecular sieve tanks connected in parallel are used one by one to ensure the normal continuous operation of the system.)
技术领域
本发明涉及气体压缩的领域，具体涉及气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法。
背景技术
在工况介质压缩过程中需要脱水时，经常采用整套独立的干燥机对压缩机气源进行出水干燥，其占地面积大，设备配置多，维护检修难度大。在针对酸性气体、含水气体、天然气的压缩需要避免有害气体外泄，现有的干燥机在再生时需要将再生气排出，从而造成排放污染。
气体压缩机压缩时，介质的含水量会影响压缩机的使用状态和使用寿命，尤其是压缩机含CO2等介质的酸性气体时，如果压缩升温和增压导致气体凝析水与酸性介质混合，会对压缩机造成影响安全使用性能的腐蚀情况，所以往往在气体进入压缩机前，对气体进行脱水干燥处理。
压缩机介质气源干燥机常用有吸干机和冷干机两种，针对采用吸干机的工况，吸干机设备需要除了需要两个分子筛容器和工艺介质气的配套管路系统，还需要再生系统中配套的阀门、加热器、冷却器、分离器等，设备多、占用空间大，不利于压缩机的小型轻量化集成设计理念。
发明内容
本发明的主要目的在于提供气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法，解决干燥机设备配置多，占地面积大，维护检修难度大，与压缩机系统集成度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括串联在主管路上的多级压缩机，在每级压缩机的后端主管路上依次设有冷却器与分离器，主管路的进口处设有洗涤罐，在相邻的两个压缩级之间的主管路上设有一组并联的两个分子筛罐，后端的压缩级出口通过再生气管路分别与两个分子筛罐的进口连通，两个分子筛罐的出口通过循环排气管路与前端的压缩级出口连通。
优选方案中，两个分子筛罐分别通过控制阀与主管路连通，两个分子筛罐采用并联一备一用，备的分子筛罐处于再生状态，用的分子筛罐处于运转状态。
优选方案中，再生气管路上设有流量调节阀与加热器，流量调节阀用于调节再生气管路内的压缩气体的流量，加热器用于加热压缩气体的温度，再生气管路通过控制阀分别与两个分子筛罐的进口连通。
优选方案中，后端的压缩级的高温高压气体通入到再生气管路中用作再生气，然后通入到分子筛罐中，从而对分子筛罐进行再生。
优选方案中，分离器中的第一罐体内设有隔板，第一罐体一侧设有第一进口，另一侧设有第二出液口，第一进口内侧设有挡板，第二出液口内侧设有溢流挡板，第一罐体顶部设有出气口，底部设有第一出液口，出气口内侧设有捕雾器。
优选方案中，含液体的气体从第一进口通入到第一罐体中，含液体的气体通过挡板分离气体与液体，气体从上经过捕雾器过滤后通过出气口排出，液体从下经过隔板通入到第一罐体底部。
优选方案中，第一罐体内分为两个液面，用于分离高密度液体与低密度液体，隔板上设有分流管，分流管位于第一罐体的底部，高密度液体从第一出液口排出，低密度液体从第二出液口排出。
优选方案中，分子筛罐中的第二罐体内设有多个分子筛网，第二罐体一侧设有第二进口，另一侧设有出口，第二罐体的底部设有排污口，第二进口设在分子筛网一端，出口设在分子筛网另一端。
优选方案中，后端的压缩级压缩的气体为高温高压的，当进入到再生气管路中的气体温度不符合再生温度时，即可启动加热器对气体进行加热。
其方法是：S1、正常运行各级压缩机进行压缩气体，通过分离器与分子筛罐能够充分过滤气体中的水分，以保持气体的干燥；
S2、当用的分子筛罐内的水分达到饱和时，则通过控制阀切断主管路与用的分子筛罐连接管路，打开控制阀启用备的分子筛罐串联在主管路上；
S3、打开流量调节阀将后端压缩级压缩的气体部分分流通入到再生气管路，该气体经压缩后会产生高温，如该温度不符合再生温度，则启动加热器对压缩气体进一步加热至合适温度；
S4、再生气管路内的高温高压的气体通过控制阀通入到达到饱和的分子筛罐内，从而对分子筛罐内的分子筛解析再生，恢复分子筛的干燥能力；
S5、从达到饱和的分子筛罐排出的再生气通过循环排气管路通入到前端的压缩级出口处，进而通入到主管路内循环，通过冷却器进行冷却降温，并通过分离器充分过滤其中的水分；
S6、重复上述步骤，切换两个分子筛罐保证系统的正常持续运行，采用闭式循环干燥，避免有害气体的排放。
本发明提供了气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法，通过将干燥机与压缩机高度集成为一套装备，即能节省占地空间，又能减少设备配置，降低检维修难度，为使用都提供了便利，同时将压缩机热能循环利用，进一步为用户现场节省电力，更加节能环保；闭式循环干燥管路，避免气体的外排，从而避免有害气体的外泄造成污染，并联的两个分子筛罐一用一备保证系统的正常持续运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明整体流程图；
图2是本发明整体连接示意图
图3是本发明分离器正剖视图；
图4是本发明分子筛罐正剖视图；
图中：洗涤罐1；一级压缩机2；冷却器3；分离器4；第一罐体401；第一进口402；挡板403；隔板404；溢流挡板405；分流管406；第一出液口407；第二出液口408；出气口409；捕雾器410；分子筛罐5；第二罐体501；分子筛网502；出口503；第二进口504；排污口505；二级压缩机6；加热器7；流量调节阀8；主管路9；再生气管路10；循环排气管路11。
具体实施方式
实施例1
如图1~4所示，气体压缩机配套干燥机的一体化集成系统及方法，包括串联在主管路9上的多级压缩机，在每级压缩机的后端主管路9上依次设有冷却器3与分离器4，主管路9的进口处设有洗涤罐1，在相邻的两个压缩级之间的主管路9上设有一组并联的两个分子筛罐5，后端的压缩级出口通过再生气管路10分别与两个分子筛罐5的进口连通，两个分子筛罐5的出口通过循环排气管路11与前端的压缩级出口连通。由此结构，酸性气体通过洗涤罐1进行清洗中和，以使气体含有大量水分，通过前端的压缩级进行输送至冷却器3与分离器4中，对气体进行冷却与初步的分离水分，再通过分子筛罐5进一步的对气体进行干燥，以保证气体的干燥，再通过后端的压缩级进一步的压缩，通过冷却器3与分离器4重复冷却分离，两个分子筛罐5一用一备保证系统的持续运行，备的分子筛罐5处于再生状态，通过后端的压缩级压缩的高温高压的气体通入到备的分子筛罐5中，从而对其进行再生，备的分子筛罐5排出的再生气回流至前端的压缩级处，重复闭式循环进行干燥。
优选方案中，两个分子筛罐5分别通过控制阀与主管路9连通，两个分子筛罐5采用并联一备一用，备的分子筛罐5处于再生状态，用的分子筛罐5处于运转状态。由此结构，通过控制阀以使用的分子筛罐5串联在主管路9上，备的分子筛罐5通过再生气管路10内的再生气进行再生并与前端压缩级出口连通。
优选方案中，再生气管路10上设有流量调节阀8与加热器7，流量调节阀8用于调节再生气管路10内的压缩气体的流量，加热器7用于加热压缩气体的温度，再生气管路10通过控制阀分别与两个分子筛罐5的进口连通。由此结构，通过调节流量调节阀8控制通入再生气管路10内的压缩气体量，从后端压缩级排出的压缩气体为高温的，若不符合再生温度，则启动加热器7对气体进行加热以使其符合再生温度。流量调节阀8为电比例阀或
优选方案中，后端的压缩级的高温高压气体通入到再生气管路10中用作再生气，然后通入到分子筛罐5中，从而对分子筛罐5进行再生。由此结构，后端的压缩级压缩为高温，通过再生气管路10进入到备的分子筛罐5中对其进行解析再生。
优选方案中，分离器4中的第一罐体401内设有隔板404，第一罐体401一侧设有第一进口402，另一侧设有第二出液口408，第一进口402内侧设有挡板403，第二出液口408内侧设有溢流挡板405，第一罐体401顶部设有出气口409，底部设有第一出液口407，出气口409内侧设有捕雾器410。由此结构，含液体的气体从第一进口402通入到第一罐体401中，通过挡板403进行分离，以使液体进入到溢流挡板405上，气体通过捕雾器410从出气口409排出。此例中的分离器4为三项分离器，可以分离气、水、油等介质，根据工况也可选用两项分离器，只用于分离气与水，适用范围更为广。
优选方案中，含液体的气体从第一进口402通入到第一罐体401中，含液体的气体通过挡板403分离气体与液体，气体从上经过捕雾器410过滤后通过出气口409排出，液体从下经过隔板404通入到第一罐体401底部。
优选方案中，第一罐体401内分为两个液面，用于分离高密度液体与低密度液体，隔板404上设有分流管406，分流管406位于第一罐体401的底部，高密度液体从第一出液口407排出，低密度液体从第二出液口408排出。由此结构，第一罐体401内的液体通过密度分为两个液面，低密度液体上浮越过溢流挡板405从第二出液口408排出，低密度液体下沉通过第一出液口407排出，从而分别进行处理。
优选方案中，分子筛罐5中的第二罐体501内设有多个分子筛网502，第二罐体501一侧设有第二进口504，另一侧设有出口503，第二罐体501的底部设有排污口505，第二进口504设在分子筛网502一端，出口503设在分子筛网502另一端。由此结构，气体通入到分子筛罐5中经过分子筛网502进行吸附干燥，以使气体处理干燥状态。
优选方案中，后端的压缩级压缩的气体为高温高压的，当进入到再生气管路10中的气体温度不符合再生温度时，即可启动加热器7对气体进行加热。由此结构，利用压缩机压产生的废热温度，用作再生气对分子筛罐5进行再生，温度不足时通过加热器7进一步加热，相比从常温加热至高温更为节能。
实施例2
如图1~4所示，结合实施例1进一步说明，正常运行各级压缩机进行压缩气体，通过分离器4与分子筛罐5能够充分过滤气体中的水分，以保持气体的干燥；当用的分子筛罐5内的水分达到饱和时，则通过控制阀切断主管路9与用的分子筛罐5连接管路，打开控制阀启用备的分子筛罐5串联在主管路9上；打开流量调节阀8将后端压缩级压缩的气体部分分流通入到再生气管路10，该气体经压缩后会产生高温，如该温度不符合再生温度，则启动加热器7对压缩气体进一步加热至合适温度；再生气管路10内的高温高压的气体通过控制阀通入到达到饱和的分子筛罐5内，从而对分子筛罐5内的分子筛解析再生，恢复分子筛的干燥能力；从达到饱和的分子筛罐5排出的再生气通过循环排气管路11通入到前端的压缩级出口处，进而通入到主管路9内循环，通过冷却器3进行冷却降温，并通过分离器4充分过滤其中的水分；重复上述步骤，切换两个分子筛罐5保证系统的正常持续运行，采用闭式循环干燥，避免有害气体的排放。
多级的压缩机可由两个不同的单级压缩机组成，如两个螺杆机串联压缩，或一个螺杆机和一个往复机串联压缩；也可以是同一个压缩机的不同压缩机，如往复式压缩机的一级压缩和二级压缩。
以二级压缩机为例，前端压缩级为一级压缩机2，后端压缩级为二级压缩机6，流量调节阀8控制二级压缩机6处压缩气体的5%~10%的气量用作再生气，通入到再生气管路10中对分子筛罐5内的分子筛进行解析再生，排出的再生气与一级压缩机2处的气体进行混合，重新进入到分离器4进行分离水分。
分离器4为三项分离器或两项分离器，根据工况介质内含有液体成分进行选用，如仅需分离气、水时则选用两项分离器，当需分离气、水、油等杂质时则选用三项分离器，以便于后续分别进行处理。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
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