JP4655288B2

JP4655288B2 - Engine-driven dry air generation method

Info

Publication number: JP4655288B2
Application number: JP2001136548A
Authority: JP
Inventors: 幸雄小原; 喜彦白川
Original assignee: 株式会社白川製作所
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002326013A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンによってコンプレッサを直接駆動することによって圧縮空気を脱湿装置に供給すると共に、前記エンジンの排熱を前記脱湿装置の脱湿筒の再生加熱器に供給することによって脱湿筒の再生を行うエンジン駆動型ドライエア生成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮ドライエアの製造設備として、電気モータ駆動のコンプレッサによって圧縮エアを製造し電動機駆動型冷凍機を用いて圧縮エア中の水分を脱湿してドライエアとするものが知られている。
【０００３】
また、他の圧縮ドライエアの製造設備として、電気モータ駆動のコンプレッサによって脱湿装置に圧縮エアを供給するものも一般に知られているが、この形式の圧縮ドライエアの製造装置では、脱湿装置の脱湿筒の再生を行う再生加熱は電気による加熱が行われるのが一般的である。
【０００４】
また、コージェネシステム等において捨てられる豊富な低レベルの排熱を利用して実用的な乾燥空気を得る減湿型空気調和装置に関する発明、即ち、導入外気と排気とを全熱交換させる全熱交換器と、該全熱交換器を通った外気中の水分を吸湿性材料に吸着、脱着させる減湿ロータと、該減湿ロータを通った外気を排気と熱交換させる顕熱交換器と、該顕熱交換器を通った外気を冷却し居室に給気する冷却コイルと、前記居室からの排気を加熱し前記減湿ロータの吸湿性材料を乾燥、再生させる再生ヒーターとを備える減湿型空気調和装置において、発電機および温水焚き式吸収式冷凍機を備え、前記発電機で発生する排熱により温水を製造し、この温水を前記温水焚き吸収式冷凍機および再生ヒーターへ循環させるとともに、前記吸収式冷凍機で製造した冷水を前記冷却コイルに循環させる減湿型空気調和装置が提案されている（特開平６−２２１６１８号公報）。
【０００５】
【発明により解決しようとする課題】
電気部品、電子部品、家庭製品、自動車の部品等の製造業者では、環境への悪影響を考慮した脱フロン化対策の一環として、電気部品、電子部品等の従来のフロンによる洗浄に代えて、フロン代替洗浄液による洗浄を行うようになっているが、圧縮ドライエアは、フロン代替洗浄液による洗浄後の当該フロン代替洗浄液の乾燥プロセスで大量に使用されている。
【０００６】
しかし、前記従来の圧縮ドライエアの製造設備は、コンプレッサの駆動を電気モータで行うためコンプレッサ駆動用の電力が必要であり、更に、電動機駆動型冷凍機の駆動、脱湿装置の再生加熱器にも別途電力を供給する必要があった。
【０００７】
このため、前記のように工場内での圧縮ドライエアの使用量が増加する中で、工場稼働に要する総エネルギに占めるコンプレッサ駆動電力、電動機駆動型冷凍機の駆動電力、再生加熱器用電力の割合が高くなってきており、前記製造業者では、これらの電力を如何に低く抑えることができるかが経費削減のために解決すべき問題点となっていた。
【０００８】
また、前記従来の圧縮ドライエアの製造設備では、コンプレッサ駆動用電力、電動機駆動型冷凍機の駆動用電力又は再生加熱器用電力を別々に供給するため総電力量が多くなり、発電過程を含めた全システムを考慮すると発生するＣＯ_２の量が増加し、環境に悪影響を及ぼすという問題点もあった。
【０００９】
さらに、前記従来の圧縮ドライエアの製造設備では、コンプレッサ駆動用電力、再生加熱器用電力は電力会社から購入した電力を使用する場合が殆どであったため、停電時にも工場を稼働させるためには、工場内に自家発電システムを構築しておく必要もあった。
【００１０】
一方、前記従来の減湿型空気調和装置では、発電機で発生する排熱を利用して温水を再生ヒータへ循環するものではあるが、排熱の利用は低温度レベルのもの（温水）に止まっており、排熱を全域にわたり活用できていないという問題点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、エンジンによってコンプレッサを直接駆動して圧縮空気を脱湿装置に供給し、前記エンジンの排熱、特に排気熱を前記脱湿装置の脱湿筒の再生加熱器に供給して脱湿筒の再生を行うことにより前記問題点を解決したのである。
【００１２】
すなわち、この発明は、
コンプレッサと、脱湿装置と、エンジンとを備えていて、前記エンジンによって前記コンプレッサを直接駆動して圧縮エアを発生させ、当該圧縮エアを前記脱湿装置に供給するエンジン駆動型ドライエア生成方法であって、
前記脱湿装置は、
前記エンジンの排気熱によって加熱された熱風を利用することにより加熱を行う再生加熱器と、
前記エンジンから排出される温水を一旦前記エンジンの排気熱によって昇温させた後、温水から冷却水を得る吸収式冷凍機によって冷却して得られた冷却水が供給されることにより熱交換機能を発揮する再生冷却器と、
内部に空気中の湿分を吸着する吸着剤が充填されている少なくとも第一の脱湿筒、第二の脱湿筒及び、第三の脱湿筒を備えていて、一部の脱湿筒において脱湿工程が行われているときに他の脱湿筒において加熱乾燥工程と引き続く冷却工程とからなる再生工程が行われる複数の脱湿筒と
を備えていて、
前記エンジンによって前記コンプレッサを直接駆動して生成された圧縮エアが前記脱湿装置に供給されると、その中の一部が前記脱湿工程が行われる第三の脱湿筒に供給され、当該第三の脱湿筒を通過することによって脱湿されたドライエアになって前記脱湿装置から排出され、
前記再生工程における加熱乾燥工程においては、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エア以外の圧縮エアが、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第一の脱湿筒に供給されて脱湿が行われた後に前記再生加熱器に供給されて加熱され、その後、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第二の脱湿筒に供給され、当該第二の脱湿筒内に充填されている前記吸着剤から湿分を離脱させ、湿分を含んだ圧縮エアとなって前記再生冷却器に供給され、ここで湿分が凝縮、離脱させられ、湿分が凝縮、離脱させられた後の圧縮エアが、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エアに合流して前記第三の脱湿筒に供給され、
前記再生工程における前記加熱乾燥工程に引き続く前記冷却工程においては、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エア以外の圧縮エアが、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第二の脱湿筒に供給され、当該第二の脱湿筒を通過した後、前記再生加熱器に供給されて加熱され、その後、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第一の脱湿筒に供給され、当該第一の脱湿筒内に充填されている前記吸着剤から湿分を離脱させ、湿分を含んだ圧縮エアとなって前記再生冷却器に供給され、ここで湿分が凝縮、離脱させられ、湿分が凝縮、離脱させられた後の圧縮エアが、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エアに合流して前記第三の脱湿筒に供給され
ることを特徴とするエンジン駆動型ドライエア生成方法である。
【００１３】
また、前記再生工程完了後、前記第二の脱湿筒で前記第三の脱湿筒において行われていた前記脱湿工程が行われ、一方、前記第三の脱湿筒で前記第二の脱湿筒において行われていた前記加熱乾燥工程と引き続く冷却工程とからなる前記再生工程が行われるように、前記脱湿装置に供給された前記圧縮エアの流れが弁によって切り替えられるエンジン駆動型ドライエア生成方法であり、更に、前記脱湿装置の入り口に、前記脱湿装置に供給される前記圧縮エアを予め冷却する予冷器が備えられており、当該予冷器には前記吸収式冷凍機からの冷却水が供給されていることを特徴とするエンジン駆動型ドライエア生成方法である。
【００１４】
この発明のコンプレッサは電気による駆動ではなく、エンジンで直接駆動されるものであればよい。即ち、一部補助機器を除いたシステム全体から電気消費工程を無くし、全体としてＣＯ_２の発生、排出を抑制できるものであればよい。
【００１５】
また、エンジンの燃料は、ＣＯ_２、ＮＯｘの発生を極力抑えるために、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の水素系燃料を使用することができる。
【００１６】
さらに、脱湿装置は、エネルギの放出を極力抑えるため、再生冷却器を備えた循環型とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明は、
コンプレッサと、脱湿装置と、エンジンとを備えていて、前記エンジンによって前記コンプレッサを直接駆動して圧縮エアを発生させ、当該圧縮エアを前記脱湿装置に供給するエンジン駆動型ドライエア生成方法であって、
前記脱湿装置は、
前記エンジンの排気熱によって加熱された熱風を利用することにより加熱を行う再生加熱器と、
前記エンジンから排出される温水を一旦前記エンジンの排気熱によって昇温させた後、温水から冷却水を得る吸収式冷凍機によって冷却して得られた冷却水が供給されることにより熱交換機能を発揮する再生冷却器と、
内部に空気中の湿分を吸着する吸着剤が充填されている少なくとも第一の脱湿筒、第二の脱湿筒及び、第三の脱湿筒を備えていて、一部の脱湿筒において脱湿工程が行われているときに他の脱湿筒において加熱乾燥工程と引き続く冷却工程とからなる再生工程が行われる複数の脱湿筒と
を備えていて、
前記エンジンによって前記コンプレッサを直接駆動して生成された圧縮エアが前記脱湿装置に供給されると、その中の一部が前記脱湿工程が行われる第三の脱湿筒に供給され、当該第三の脱湿筒を通過することによって脱湿されたドライエアになって前記脱湿装置から排出され、
前記再生工程における加熱乾燥工程においては、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エア以外の圧縮エアが、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第一の脱湿筒に供給されて脱湿が行われた後に前記再生加熱器に供給されて加熱され、その後、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第二の脱湿筒に供給され、当該第二の脱湿筒内に充填されている前記吸着剤から湿分を離脱させ、湿分を含んだ圧縮エアとなって前記再生冷却器に供給され、ここで湿分が凝縮、離脱させられ、湿分が凝縮、離脱させられた後の圧縮エアが、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エアに合流して前記第三の脱湿筒に供給され、
前記再生工程における前記加熱乾燥工程に引き続く前記冷却工程においては、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エア以外の圧縮エアが、
前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第二の脱湿筒に供給され、当該第二の脱湿筒を通過した後、前記再生加熱器に供給されて加熱され、その後、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒以外の脱湿筒における前記第一の脱湿筒に供給され、当該第一の脱湿筒内に充填されている前記吸着剤から湿分を離脱させ、湿分を含んだ圧縮エアとなって前記再生冷却器に供給され、ここで湿分が凝縮、離脱させられ、湿分が凝縮、離脱させられた後の圧縮エアが、前記脱湿工程が行われる前記第三の脱湿筒に供給される前記一部の圧縮エアに合流して前記第三の脱湿筒に供給され
ることを特徴とするエンジン駆動型ドライエア生成方法である。
【００１８】
また、前記再生工程完了後、前記第二の脱湿筒で前記第三の脱湿筒において行われていた前記脱湿工程が行われ、一方、前記第三の脱湿筒で前記第二の脱湿筒において行われていた前記加熱乾燥工程と引き続く冷却工程とからなる前記再生工程が行われるように、前記脱湿装置に供給された前記圧縮エアの流れが弁によって切り替えられるエンジン駆動型ドライエア生成方法であり、更に、前記脱湿装置の入り口に、前記脱湿装置に供給される前記圧縮エアを予め冷却する予冷器が備えられており、当該予冷器には前記吸収式冷凍機からの冷却水が供給されていることを特徴とするエンジン駆動型ドライエア生成方法である。
【００１９】
この発明のエンジン駆動型ドライエア生成方法は、エンジンによってコンプレッサを直接駆動し、当該エンジンの排熱、即ち、排気熱及びエンジン冷却後に得られる温水をシステム全体の総エネルギ源として自立のシステムとし、ドライエアの生成、供給を行うものである。また、設備の都合上、一部補助電力が必要な場合でも、エンジン軸又はコンプレッサ軸で発電機を駆動することによって自家発電を行い、補助電力とすることができる。
【００２０】
ここで熱の授受は、適宜熱交換器を配して行うことができる。
【００２１】
前記脱湿装置は、脱湿筒内に吸着剤として、例えばシリカアルミナ系吸着剤等が封入されている。この吸着剤は圧縮エア中の湿分（水分）を吸着し続けると、吸着能力が低下するため、吸着剤から湿分（水分）を脱離する脱湿筒の再生を行う必要がある。この脱湿筒の再生は、脱湿筒内に熱風である加熱エアを流入させて行うが、この加熱エア製造のエネルギ源として前記エンジンの排気熱が利用され、当該排気熱が熱交換器を介して再生加熱器に供給されることになる（高温度レベルの排熱の利用）。
【００２２】
脱離された湿分（水分）は、再生冷却器によって冷却され、凝縮して分離排出されることになるが、前記冷却器に供給される冷水は、エンジン冷却後に得られる温水を、例えば、吸収式冷凍機を介して冷水に変換して供給することができる（低温度レベル排熱の利用）。
【００２３】
再生冷却器において湿分（水分）が分離された後のエアは、循環してコンプレッサにより供給される圧縮エアと合流して脱湿筒内に流入させ、再び吸着剤による乾燥工程に送り、循環させることができる。
【００２４】
一方、吸着剤から湿分（水分）を脱離された後の脱湿筒は、前記加熱エアの流入により高温となっているため、前記コンプレッサにより供給される圧縮エアを流入させて徐々に吸着剤を冷却させることができる。この冷却工程に使用された圧縮エア中の湿分（水分）は、前記と同様に再生冷却器によって冷却され、凝縮して分離排出されることになる。
【００２５】
このように、吸着能力が低下した脱湿筒の再生を行うことにより、脱湿筒は、再び湿分（水分）を吸着できるようになる。ここで、脱湿装置は、複数の脱湿筒を備えることができ、複数の脱湿筒を備えていれば、脱湿筒における脱湿、再生を交代して行うことができ、一方の脱湿筒が脱湿工程のときに、他方の脱湿筒では再生工程であるように制御すれば、脱湿装置を連続的に運転することができる。
【００２６】
このように脱湿装置を連続的に運転する場合であっても、エンジンの燃料を供給し続けることができさえすれば、発電所からの送電トラブル等の影響を受けることなく圧縮ドライエアを供給し続けることができる。
【００２７】
コンプレッサを駆動するエンジンは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、既存のどの様な形式のものであっても良いが、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の水素系燃料を使用するガスエンジンとすれば、ＣＯ_２、ＮＯｘの発生を極力抑えた環境に配慮したシステムとすることができる。
【００２８】
【実施例】
この発明の実施例を図面について説明する。図１は、この発明の実施例のドライエア生成システムの構成を示す概念図である。
【００２９】
この発明のドライエア生成システム１は、コンプレッサ２と、脱湿装置３、エンジン４を備えており、エンジン４によってコンプレッサ２を直接駆動して圧縮エアを発生させ、当該圧縮エアを脱湿装置３に供給するようになっている。エンジン４の燃料はＬＮＧであり、燃料タンク５に貯蔵されている。
【００３０】
また、コンプレッサ２によって発電機４６を駆動するようになっている。
【００３１】
図２は、脱湿装置３の内部の構成を示す概念図である。
【００３２】
脱湿装置３は、第１の脱湿筒６ａ及び第２の脱湿筒６ｂ、熱交換機能を有する再生加熱器７及び再生冷却器８、補助筒９を備えており、第１の脱湿筒６ａ及び第２の脱湿筒６ｂ内には夫々、空気中の湿分の吸着剤であるシリカアルミナ系吸着剤が充填されている。補助筒９は、後述する再生工程で圧縮エアを脱湿筒６ａ、６ｂに供給する以前に、一旦、圧縮エアを通過させて脱湿を行い、脱湿効率を高めるために備えられており、脱湿筒６ａ、６ｂと同様にシリカアルミナ系吸着剤が充填されている。
【００３３】
また、脱湿装置３の入口３ａには、脱湿装置３に供給される圧縮エアを予め冷却する予冷器３４が接続されている。この予冷器３４には、後述する吸収式冷凍機１４（図１）から冷水が供給されている。
【００３４】
再生加熱器７にはエンジン４の排気熱が供給されるため、再生加熱器７とエンジン４の排気口との間には、エンジン４の排気と、再生加熱器７に引き込まれるエアとの間で熱交換を行う第１の熱交換器１２が介装されている。第１の熱交換器１２と再生加熱器７との間には、熱風循環ブロア１７が介装されている。
【００３５】
再生冷却器８には、エンジン４の冷却水である温水を利用して製造される冷却水が供給される。この再生冷却器８に供給される冷却水は、エンジン４から排出される８０℃前後の温水を、一旦エンジン４の排気熱によって９０℃〜９５℃程度まで昇温し、吸収式冷凍機１４によって冷却して得られる。このため、エンジン４の冷却水の出口と再生冷却器８との間には、エンジン４の冷却水の出口側から順に、エンジン４の冷却水である温水へ排気熱を伝える第２の熱交換器１３、温水から冷却水を得る吸収式冷凍機１４が介装されている。また、第２の熱交換器１３と吸収式冷凍機１４との間には温水循環ポンプ１５が、吸収式冷凍機１４と再生冷却器８との間には冷水循環ポンプ１６が夫々介装されている。
【００３６】
第１の熱交換器１２と第２の熱交換器１３の接続の順序は、再生加熱器７の方へより高い熱を伝える必要があるため、高温となるエンジン４の排気口に近い側から第１の熱交換器１２、第２の熱交換器１３の順に接続されている。
【００３７】
脱湿装置３内のエアの流れは４方ボール弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって切り替えることができ、一方の脱湿筒が脱湿工程を行っているときには、他方の脱湿筒が再生工程（加熱乾燥・冷却工程）を行えるようになっている。このドライエア生成システム１は、脱湿工程、再生工程を夫々８時間で終了するように設計されており、８時間毎に各脱湿筒の脱湿、再生工程を切り替えるようになっている。なお、再生工程は、加熱乾燥工程が５時間、冷却工程が３時間の計８時間である。
【００３８】
このように構成されるドライエア生成システム１の作動状態を説明する。
【００３９】
エンジン４を始動しコンプレッサ２を駆動することによって、圧縮エアが矢示１８（図１）のように脱湿装置３に供給されると共に、エンジン４からは、矢示１１のように排気がされ、同時にエンジン４の冷却水である温水が矢示１９のように排出される。このとき、エンジン４の排気温度は、３６０℃〜５００℃程度であり、温水の温度は８０℃程度である。
【００４０】
ドライエア生成システム１が作動しているときの温水循環ポンプ１５、冷水循環ポンプ１６、熱風循環ブロア１７等の機器の駆動用電源は、発電機４６から供給されている。
【００４１】
このとき、エンジン４の燃料は、ＬＮＧであるため、ＣＯ_２、ＮＯｘ等の有害物質の排出を極力抑えることができている。さらに、電力会社から電力の供給を受ける必要がないので、停電時であっても稼働させることができる。
【００４２】
図３及び図４は、４方ボール弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃを切り替えて、第１の脱湿筒６ａで脱湿工程を行い、第２の脱湿筒６ｂで加熱工程と冷却工程とからなる再生工程を行う状態のエアに流れを示す概念図である。このうち、図３が第２の脱湿筒６ｂを再生工程の加熱乾燥工程としたときの概念図であり、図４が第２の脱湿筒６ｂを再生工程の冷却工程とした概念図である。
【００４３】
圧縮エアは、脱湿装置３の入口３ａに接続された予冷器３４を通過して脱湿装置３に供給されると、Ａ点で矢示２０方向に向かう脱湿系統と矢示２６方向に向かう再生系統とに分岐される。このとき圧縮エアは予冷器３４による冷却によりエア中の湿分の減少が図られている。
【００４４】
矢示２０方向の脱湿系統に分岐された圧縮エアは、脱湿工程に送られることになる。脱湿系統に分岐された圧縮エアは、図３及び図４中矢示２１、２２、２３の順に流れ、図３及び図４において下側から第１の脱湿筒６ａに流入する。第１の脱湿筒６ａに流入した圧縮エアの湿分は、脱湿筒６ａ内のシリカアルミナ系吸着剤によって吸着され、圧縮エアは脱湿される。脱湿された圧縮エアは、圧縮ドライエアとなって矢示２４、２５のように流れ、脱湿装置３の出口３ｂから排出される。
【００４５】
このドライエア生成システム１では、脱湿筒内に充填されたシリカアルミナ系吸着剤の吸着能力の低下時間を８時間に設定しているため、脱湿工程は８時間で終了する。
【００４６】
なお、脱湿工程は、再生工程の加熱乾燥工程と冷却工程が行われている間行われるので、図３における脱湿系統の圧縮エアの流れと、図４における脱湿系統の圧縮エアの流れは同一である。
【００４７】
一方、矢示２６方向の再生系統に分岐された圧縮エアは、再生工程に送られることになる。再生工程は前記のように加熱乾燥工程と冷却工程とからなるが、まず加熱乾燥工程から行われる。
【００４８】
図３中矢示２６方向に流れた圧縮エアは、図３において下側から補助筒９へ流入し、脱湿される。補助筒９へ流入し、予め、ある程度の脱湿をされた圧縮エアは、矢示２７方向に流れて再生加熱器７に供給される。
【００４９】
再生加熱器７には、矢示４４、４５のように、エンジン４（図１）の排気熱（３６０℃〜５００℃程度）を第１の熱交換器１２で熱交換した熱風（リサイクルホットエア）が熱風循環ブロア１７（図１）によって循環している。このため、圧縮エアは、再生加熱器７において、前記熱風（リサイクルホットエア）の熱によって加熱される。このときの圧縮エアの温度は１２０〜２００℃程度である。
【００５０】
加熱された圧縮エアは、矢示２８のように流れて第２の脱湿筒６ｂに図３において上側から流入し、脱湿工程後のシリカアルミナ系吸着剤中の湿分を脱離する。
【００５１】
脱離した湿分を含んだ圧縮エアは矢示２９、３０、３１のように流れ、再生冷却器８に供給される。圧縮エアが冷却されると圧縮エアに含まれていた湿分は凝縮され、ドレン水として排出される。湿分が凝縮、排出された後の圧縮エアは、矢示３２、３３のように流れて、矢示２０方向の脱湿系統に分岐された圧縮エアと図３中Ｂ点で合流し、脱湿工程を行っている第１の脱湿筒６ａに循環することとになる。
【００５２】
以上が再生工程のうちの加熱乾燥工程であり、ここまで５時間を要する。この時点で第２の脱湿筒６ｂは高温となっているため湿分を吸着できない状態となっている。このため、以後は脱湿筒６ｂの温度を下げて吸着可能な状態とすべく冷却工程へ切り替えられる。
【００５３】
なお、再生冷却器８には、前記のように、エンジン４から排出される８０℃前後の温水を、一旦エンジン４の排気熱によって９０℃〜９５℃程度まで昇温させ、吸収式冷凍機１４によって冷却された冷水が供給されている。このときの冷水の温度は７℃程度である。この冷水は、冷水循環ポンプ１６によって再生冷却器８、予冷器３４に循環している。
【００５４】
４方ボール弁が切り替えられて、冷却工程となった第２の脱湿筒６ｂは、次のように冷却される。
【００５５】
図４に示すように、脱湿装置３の入口３ａに接続された予冷器３４を通過して脱湿装置３に供給された圧縮エアは、Ａ点で矢示２６方向に向かう再生系統に分岐され、矢示３５、３６のように流れて図４において下側から第２の脱湿筒６ｂへ流入する。圧縮エアを下側から脱湿筒６ｂに流入させるのは、脱湿筒６ｂは高熱となっており、特に脱湿筒の上側に高熱エアが滞留しているため、これを下側からエアを流入させて効率よく排出させるためである。
【００５６】
第２の脱湿筒６ｂを冷却した圧縮エアは、矢示３７、３８のように流れて再生加熱器７を通過して、矢示３９のように流れて図４において上側から補助筒９へ流入する。
【００５７】
補助筒９へ流入した圧縮エアは、補助筒９内のシリカアルミナ系吸着剤に吸着された湿分を脱離して補助筒９を再生させた後、矢示４０、４１のように流れ、再生冷却器８に供給される。圧縮エアが冷却されると圧縮エアに含まれていた湿分は凝縮され、ドレン水として排出される。湿分が凝縮、排出された後の圧縮エアは、矢示４２、４３のように流れて、矢示２０方向の脱湿系統に分岐された圧縮エアと図４中Ｂ点で合流し、脱湿工程を行っている第１の脱湿筒６ａに循環することとになる。
【００５８】
以上が再生工程のうちの冷却工程であり、冷却工程を終えると再生工程は終了する。冷却工程は３時間を要し、再生工程全体では８時間を要する。
【００５９】
以後は、４方ボール弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃを切り替えて、再生された第２の脱湿筒６ｂで脱湿工程を行い、湿分を吸着し吸着能力が低下した第１の脱湿筒６ａで加熱乾燥工程と冷却工程とからなる再生工程を行うようにする。
【００６０】
以上の工程を繰り返すことにより連続的に圧縮ドライエアを供給することができる。
【００６１】
以上、この発明の好ましい実施例、使用例を説明したが、前記実施例、使用例に限定されるものではなく、同一の作用効果を奏する種々の形態にすることができる。
【００６２】
例えば、燃料はＬＮＧに限定されるものではなく、ＬＰＧ等、燃焼させたときに環境への影響が少ないものを使用することができる。
【００６３】
また、この発明のドライエア生成システムを設置する際の設備配置計画上、熱交換器の接続順序等は適宜変更することができる。
【００６４】
さらに、脱湿装置も、充填されている水分吸着剤の種類等、従来あるどの様な形式の装置であっても使用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
この発明によると、コンプレッサをエンジンで直接駆動すると共に、脱湿筒の再生にエンジンの排熱を利用しているため、圧縮ドライエア製造システム全体から電気消費工程を無くし、システム全体の総エネルギ量を低減することができる効果がある。これにより、圧縮ドライエア製造に係る電力分を電力会社から購入する必要がなくなり、電力会社との契約電力値を下げることができ、コスト削減を図ることができる。
【００６６】
また、前記総エネルギ量の低減と、エンジンの燃料としてＬＮＧ、ＬＰＧを利用していることと相俟って、原油換算量でのＣＯ_２発生量を削減できる効果がある。
【００６７】
さらに、圧縮ドライエア製造システム全体から電気消費工程を無くして自立のシステムとしているため、電力会社及び、自家発電等の送配電トラブル等によって停電となった場合であっても、圧縮ドライエアを供給し続けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例のドライエア生成システムの構成を示す概念図。
【図２】同じく脱湿装置の内部の構成を示す概念図。
【図３】同じく再生工程の脱湿筒が加熱乾燥工程であるときの脱湿装置内のエアの流れを示す概念図。
【図４】同じく再生工程の脱湿筒が冷却工程であるときの脱湿装置内のエアの流れを示す概念図。
【符号の説明】
１ドライエア生成システム
２コンプレッサ
３脱湿装置
４エンジン
５燃料
６ａ、６ｂ脱湿筒
７再生加熱器
８再生冷却器
９補助筒
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ４方ボール弁
３４予冷器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, the compressed air is supplied to the dehumidifying device by directly driving the compressor by the engine, and the exhaust heat of the engine is supplied to the regeneration heater of the dehumidifying tube of the dehumidifying device. The present invention relates to an engine-driven dry air generation system that performs regeneration.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a production facility for compressed dry air, there is known a facility for producing compressed air by a compressor driven by an electric motor and dehumidifying moisture in the compressed air using an electric motor driven refrigerator.
[0003]
In addition, other equipment for producing compressed dry air that supplies compressed air to a dehumidifier by a compressor driven by an electric motor is generally known. In this type of compressed dry air production apparatus, the dehumidifier is removed. In general, regenerative heating for regenerating the wet cylinder is performed by electricity.
[0004]
Also, an invention related to a dehumidifying air conditioner that obtains practical dry air using abundant low-level exhaust heat that is discarded in a cogeneration system or the like, that is, total heat exchange for total heat exchange between introduced outside air and exhaust A dehumidifying rotor that adsorbs and desorbs moisture in the outside air that has passed through the total heat exchanger to the hygroscopic material, a sensible heat exchanger that exchanges heat between the outside air that has passed through the dehumidifying rotor and exhaust, and Dehumidified air comprising a cooling coil that cools outside air that has passed through the sensible heat exchanger and supplies the air to the room, and a regenerative heater that heats the exhaust from the room and dries and regenerates the hygroscopic material of the dehumidifying rotor. In the harmony device, a generator and a hot water-fired absorption refrigerator are provided, hot water is produced by exhaust heat generated by the generator, and the hot water is circulated to the hot water-fired absorption refrigerator and a regenerative heater. Absorption cold Dehumidification type air conditioning apparatus for circulating chilled water produced in the machine to the cooling coil has been proposed (JP-A-6-221618).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Manufacturers of electrical parts, electronic parts, household products, automotive parts, etc., instead of using conventional chlorofluorocarbons to clean chlorofluorocarbons as part of measures to eliminate chlorofluorocarbons, taking into account the negative effects on the environment. Although cleaning with an alternative cleaning liquid is performed, compressed dry air is used in large quantities in the drying process of the CFC alternative cleaning liquid after cleaning with the CFC alternative cleaning liquid.
[0006]
However, since the conventional compressed dry air production facility uses an electric motor to drive the compressor, it needs electric power for driving the compressor, and also drives the motor-driven refrigerator and the regenerative heater of the dehumidifier. It was necessary to supply power separately.
[0007]
For this reason, as the amount of compressed dry air used in the factory increases as described above, the ratio of the compressor drive power, the drive power of the motor-driven refrigerator, and the power for the regenerative heater accounted for the total energy required for the factory operation. In the manufacturer, how to keep these electric powers low has been a problem to be solved for cost reduction.
[0008]
Further, in the conventional compressed dry air production facility, since the power for driving the compressor, the power for driving the electric motor driven refrigerator, or the power for the regenerative heater is separately supplied, the total amount of electric power increases, CO generated when considering the system₂There was also a problem that the amount of water increased and the environment was adversely affected.
[0009]
Furthermore, in the conventional compressed dry air production facilities, the power for driving the compressor and the power for the regenerative heater are mostly purchased from an electric power company. It was also necessary to build a private power generation system inside.
[0010]
On the other hand, in the conventional dehumidification type air conditioner, hot water is circulated to the regenerative heater using the exhaust heat generated by the generator, but the exhaust heat is used at a low temperature level (hot water). There was a problem that it was stopped and exhaust heat could not be used throughout.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a compressor is directly driven by an engine to supply compressed air to a dehumidifying device, and exhaust heat of the engine, particularly exhaust heat, is supplied to a regenerative heater of a dehumidifying cylinder of the dehumidifying device. The problem was solved by regenerating the cylinder.
[0012]
  That is, this invention
  An engine-driven dry air generation method comprising a compressor, a dehumidifying device, and an engine, generating compressed air by directly driving the compressor by the engine and supplying the compressed air to the dehumidifying device. And
  The dehumidifier is
    A regenerative heater for heating by using hot air heated by the exhaust heat of the engine;
    The temperature of the hot water discharged from the engine is once raised by the exhaust heat of the engine, and then cooled by an absorption refrigerator that obtains cooling water from the hot water, thereby supplying the cooling water to provide a heat exchange function. A regenerative cooler,
    Some dehumidification cylinders are provided with at least a first dehumidification cylinder, a second dehumidification cylinder, and a third dehumidification cylinder that are filled with an adsorbent that adsorbs moisture in the air. A plurality of dehumidifying cylinders in which a regeneration process including a heating drying process and a subsequent cooling process is performed in another dehumidifying cylinder when the dehumidifying process is performed in
  With
  When compressed air generated by directly driving the compressor by the engine is supplied to the dehumidifying device, a part of the compressed air is supplied to a third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed, By passing through the third dehumidifying cylinder, it becomes dehumidified dry air and is discharged from the dehumidifying device,
  In the heat drying step in the regeneration step,
  Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
  After being supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed and then dehumidified, it is supplied to the regeneration heater and heated, and then The dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed is supplied to the second dehumidifying cylinder and is wetted from the adsorbent filled in the second dehumidifying cylinder. The compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where the moisture is condensed and released, and the compressed air after the moisture is condensed and released is Merging with the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed, and supplying the third dehumidifying cylinder,
  In the cooling step subsequent to the heating and drying step in the regeneration step,
  Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
  Supplied to the second dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed, and after passing through the second dehumidifying cylinder, is supplied to the regeneration heater. And then supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed and filled in the first dehumidifying cylinder. Moisture is desorbed from the adsorbent and compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where moisture is condensed and desorbed, and moisture is condensed and desorbed. Compressed air joins the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed, and is supplied to the third dehumidifying cylinder.
  RuEngine-driven dry air generationMethodIt is.
[0013]
  Also,After the regeneration step is completed, the dehumidifying step that has been performed in the third dehumidifying cylinder is performed in the second dehumidifying cylinder, while the second dehumidifying cylinder is performed in the third dehumidifying cylinder. An engine-driven dry air generating method in which the flow of the compressed air supplied to the dehumidifying device is switched by a valve so that the regeneration step including the heating and drying step and the subsequent cooling step performed in a cylinder is performed. And a precooler for cooling the compressed air supplied to the dehumidifier in advance at the entrance of the dehumidifier, and the precooler includes cooling water from the absorption refrigerator. Is being suppliedEngine-driven dry air generationMethodIt is.
[0014]
The compressor of the present invention is not limited to being driven by electricity, but may be one that is directly driven by an engine. In other words, the electricity consumption process is eliminated from the entire system excluding some auxiliary equipment, and CO₂As long as it is possible to suppress the generation and discharge of water.
[0015]
The engine fuel is CO₂In order to suppress the generation of NOx as much as possible, hydrogen-based fuels such as LNG and LPG can be used.
[0016]
Further, the dehumidifier can be a circulation type equipped with a regenerative cooler in order to suppress the release of energy as much as possible.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  This invention
  An engine-driven dry air generation method comprising a compressor, a dehumidifying device, and an engine, generating compressed air by directly driving the compressor by the engine and supplying the compressed air to the dehumidifying device. And
  The dehumidifier is
    A regenerative heater for heating by using hot air heated by the exhaust heat of the engine;
    The temperature of the hot water discharged from the engine is once raised by the exhaust heat of the engine, and then cooled by an absorption refrigerator that obtains cooling water from the hot water, thereby supplying the cooling water to provide a heat exchange function. A regenerative cooler,
    Some dehumidification cylinders are provided with at least a first dehumidification cylinder, a second dehumidification cylinder, and a third dehumidification cylinder that are filled with an adsorbent that adsorbs moisture in the air. A plurality of dehumidifying cylinders in which a regeneration process including a heating drying process and a subsequent cooling process is performed in another dehumidifying cylinder when the dehumidifying process is performed in
  With
  When compressed air generated by directly driving the compressor by the engine is supplied to the dehumidifying device, a part of the compressed air is supplied to a third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed, By passing through the third dehumidifying cylinder, it becomes dehumidified dry air and is discharged from the dehumidifying device,
  In the heat drying step in the regeneration step,
  Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
  After being supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed and then dehumidified, it is supplied to the regeneration heater and heated, and then The dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed is supplied to the second dehumidifying cylinder and is wetted from the adsorbent filled in the second dehumidifying cylinder. The compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where the moisture is condensed and released, and the compressed air after the moisture is condensed and released is Merging with the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed, and supplying the third dehumidifying cylinder,
  In the cooling step subsequent to the heating and drying step in the regeneration step,
  Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
  Supplied to the second dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed, and after passing through the second dehumidifying cylinder, is supplied to the regeneration heater. And then supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed and filled in the first dehumidifying cylinder. Moisture is desorbed from the adsorbent and compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where moisture is condensed and desorbed, and moisture is condensed and desorbed. Compressed air joins the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed, and is supplied to the third dehumidifying cylinder.
  RuEngine-driven dry air generationMethodIt is.
[0018]
  Also,After the regeneration step is completed, the dehumidifying step that has been performed in the third dehumidifying cylinder is performed in the second dehumidifying cylinder, while the second dehumidifying cylinder is performed in the third dehumidifying cylinder. An engine-driven dry air generating method in which the flow of the compressed air supplied to the dehumidifying device is switched by a valve so that the regeneration step including the heating and drying step and the subsequent cooling step performed in a cylinder is performed. And a precooler for cooling the compressed air supplied to the dehumidifier in advance at the entrance of the dehumidifier, and the precooler includes cooling water from the absorption refrigerator. Is being suppliedEngine-driven dry air generationMethodIt is.
[0019]
  Engine driven dry air generation of this inventionMethodIs a system that drives a compressor directly by an engine and generates and supplies dry air by using the exhaust heat of the engine, that is, exhaust heat and hot water obtained after engine cooling as a total energy source for the entire system. . In addition, even if some auxiliary power is required due to facilities, private power generation can be performed by driving the generator with the engine shaft or the compressor shaft to obtain auxiliary power.
[0020]
Here, the transfer of heat can be performed by appropriately arranging a heat exchanger.
[0021]
In the dehumidifying device, for example, a silica alumina-based adsorbent or the like is enclosed as an adsorbent in a dehumidifying cylinder. If this adsorbent continues to adsorb moisture (moisture) in compressed air, the adsorbing capacity will decrease, so it is necessary to regenerate the dehumidifying cylinder that desorbs moisture (water) from the adsorbent. The regeneration of the dehumidifying cylinder is performed by flowing heated air, which is hot air, into the dehumidifying cylinder. The exhaust heat of the engine is used as an energy source for manufacturing the heated air, and the exhaust heat is used as a heat exchanger. To be supplied to the regenerative heater (use of exhaust heat at a high temperature level).
[0022]
The desorbed moisture (water) is cooled by the regenerative cooler and condensed and separated and discharged. The cold water supplied to the cooler is, for example, hot water obtained after engine cooling, It can be supplied after being converted into cold water via an absorption refrigerator (utilization of low temperature level exhaust heat).
[0023]
The air after moisture (moisture) is separated in the regenerative cooler is circulated and merged with the compressed air supplied by the compressor, flows into the dehumidification cylinder, and is sent again to the drying process using the adsorbent. Can be made.
[0024]
On the other hand, the dehumidifying cylinder after the moisture (moisture) is desorbed from the adsorbent is at a high temperature due to the inflow of the heated air, so the compressed air supplied by the compressor is introduced and gradually adsorbed. The agent can be cooled. The moisture (moisture) in the compressed air used in this cooling step is cooled by the regenerative cooler in the same manner as described above, and condensed and separated and discharged.
[0025]
In this way, by performing regeneration of the dehumidifying cylinder having a reduced adsorption capacity, the dehumidifying cylinder can adsorb moisture (water) again. Here, the dehumidifying device can include a plurality of dehumidifying cylinders. If a plurality of dehumidifying cylinders are included, dehumidification and regeneration in the dehumidifying cylinder can be performed alternately, When the wet cylinder is in the dehumidifying process, the dehumidifying apparatus can be operated continuously by controlling the other dehumidifying cylinder to be in the regeneration process.
[0026]
Even when the dehumidifier is operated continuously, compressed dry air can be supplied without being affected by power transmission troubles from the power plant as long as the engine fuel can be supplied. You can continue.
[0027]
The engine that drives the compressor may be of any existing type such as a gasoline engine or a diesel engine, but if it is a gas engine that uses a hydrogen-based fuel such as LNG or LPG, CO 2₂, An environment-friendly system that suppresses generation of NOx as much as possible can be obtained.
[0028]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a dry air generation system according to an embodiment of the present invention.
[0029]
The dry air generation system 1 of the present invention includes a compressor 2, a dehumidifying device 3, and an engine 4. The compressor 2 is directly driven by the engine 4 to generate compressed air, and the compressed air is supplied to the dehumidifying device 3. It comes to supply. The fuel of the engine 4 is LNG and is stored in the fuel tank 5.
[0030]
Further, the generator 46 is driven by the compressor 2.
[0031]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an internal configuration of the dehumidifying device 3.
[0032]
The dehumidifying device 3 includes a first dehumidifying cylinder 6a and a second dehumidifying cylinder 6b, a regenerative heater 7 and a regenerative cooler 8 having a heat exchanging function, and an auxiliary cylinder 9. Each of the cylinder 6a and the second dehumidifying cylinder 6b is filled with a silica-alumina-based adsorbent that is an adsorbent for moisture in the air. The auxiliary cylinder 9 is provided in order to increase the dehumidification efficiency by once passing the compressed air and dehumidifying it before supplying the compressed air to the dehumidifying cylinders 6a and 6b in a regeneration process to be described later. Similar to the dehumidifying cylinders 6a and 6b, the silica-alumina-based adsorbent is filled.
[0033]
In addition, a precooler 34 for cooling the compressed air supplied to the dehumidifier 3 in advance is connected to the inlet 3 a of the dehumidifier 3. Cold water is supplied to the precooler 34 from an absorption refrigerator 14 (FIG. 1) described later.
[0034]
Since the exhaust heat of the engine 4 is supplied to the regenerative heater 7, between the exhaust of the engine 4 and the air drawn into the regenerative heater 7 between the regenerative heater 7 and the exhaust port of the engine 4. The 1st heat exchanger 12 which performs heat exchange is interposed. A hot air circulation blower 17 is interposed between the first heat exchanger 12 and the regenerative heater 7.
[0035]
The regenerative cooler 8 is supplied with cooling water produced using hot water that is cooling water of the engine 4. The cooling water supplied to the regenerative cooler 8 is a hot water of about 80 ° C. discharged from the engine 4, once heated to about 90 ° C. to 95 ° C. by the exhaust heat of the engine 4. Obtained by cooling. Therefore, the second heat exchange between the cooling water outlet of the engine 4 and the regenerative cooler 8 is conducted in order from the cooling water outlet side of the engine 4 to the hot water that is the cooling water of the engine 4. A container 13 and an absorption refrigerator 14 for obtaining cooling water from hot water are interposed. A hot water circulation pump 15 is interposed between the second heat exchanger 13 and the absorption refrigerator 14, and a cold water circulation pump 16 is interposed between the absorption refrigerator 14 and the regenerative cooler 8. ing.
[0036]
Since the order of connection of the first heat exchanger 12 and the second heat exchanger 13 needs to transmit higher heat to the regenerative heater 7, it is from the side close to the exhaust port of the engine 4 that becomes high temperature. The first heat exchanger 12 and the second heat exchanger 13 are connected in this order.
[0037]
The flow of air in the dehumidifying device 3 can be switched by the four-way ball valves 10a, 10b, 10c. When one dehumidifying cylinder is performing a dehumidifying process, the other dehumidifying cylinder is regenerating (heating) Drying and cooling process). The dry air generation system 1 is designed so that the dehumidification process and the regeneration process are completed in 8 hours, and the dehumidification and regeneration processes of each dehumidifying cylinder are switched every 8 hours. In addition, the regeneration process is 8 hours in total, in which the heating and drying process is 5 hours and the cooling process is 3 hours.
[0038]
The operating state of the dry air generation system 1 configured as described above will be described.
[0039]
By starting the engine 4 and driving the compressor 2, compressed air is supplied to the dehumidifier 3 as indicated by an arrow 18 (FIG. 1) and exhausted from the engine 4 as indicated by an arrow 11. At the same time, the hot water that is the cooling water of the engine 4 is discharged as indicated by an arrow 19. At this time, the exhaust temperature of the engine 4 is about 360 ° C. to 500 ° C., and the temperature of the hot water is about 80 ° C.
[0040]
Power for driving devices such as the hot water circulation pump 15, the cold water circulation pump 16, and the hot air circulation blower 17 when the dry air generation system 1 is operating is supplied from a generator 46.
[0041]
At this time, since the fuel of the engine 4 is LNG, CO₂, NOx and other harmful substances can be suppressed as much as possible. Furthermore, since it is not necessary to receive power supply from an electric power company, it can be operated even during a power failure.
[0042]
3 and 4, the four-way ball valves 10 a, 10 b, and 10 c are switched, the dehumidifying process is performed by the first dehumidifying cylinder 6 a, and the heating process and the cooling process are performed by the second dehumidifying cylinder 6 b. It is a conceptual diagram which shows a flow to the air of the state which performs a reproduction | regeneration process. Among these, FIG. 3 is a conceptual diagram when the second dehumidifying cylinder 6b is used as the heating and drying process of the regeneration process, and FIG. 4 is a conceptual diagram when the second dehumidifying cylinder 6b is used as the cooling process of the regeneration process. is there.
[0043]
When the compressed air passes through the precooler 34 connected to the inlet 3a of the dehumidifying device 3 and is supplied to the dehumidifying device 3, the dehumidified system in the direction indicated by the arrow 20 at the point A and in the direction indicated by the arrow 26 It branches to the reproduction system which goes. At this time, the compressed air is cooled by the precooler 34 to reduce moisture in the air.
[0044]
The compressed air branched into the dehumidifying system in the direction indicated by the arrow 20 is sent to the dehumidifying process. The compressed air branched into the dehumidifying system flows in the order of arrows 21, 22, and 23 in FIGS. 3 and 4, and flows into the first dehumidifying cylinder 6a from the lower side in FIGS. The moisture of the compressed air that has flowed into the first dehumidifying cylinder 6a is adsorbed by the silica-alumina-based adsorbent in the dehumidifying cylinder 6a, and the compressed air is dehumidified. The dehumidified compressed air becomes compressed dry air, flows as indicated by arrows 24 and 25, and is discharged from the outlet 3 b of the dehumidifying device 3.
[0045]
In this dry air generation system 1, the dehumidifying process is completed in 8 hours because the time for reducing the adsorption capacity of the silica-alumina-based adsorbent filled in the dehumidifying cylinder is set to 8 hours.
[0046]
Since the dehumidification process is performed while the heat drying process and the cooling process of the regeneration process are performed, the flow of compressed air in the dehumidification system in FIG. 3 and the flow of compressed air in the dehumidification system in FIG. Are the same.
[0047]
On the other hand, the compressed air branched into the regeneration system in the direction indicated by arrow 26 is sent to the regeneration process. As described above, the regeneration process includes the heat drying process and the cooling process, and is first performed from the heat drying process.
[0048]
The compressed air that has flowed in the direction of the arrow 26 in FIG. 3 flows into the auxiliary cylinder 9 from the lower side in FIG. 3 and is dehumidified. The compressed air that has flowed into the auxiliary cylinder 9 and has been dehumidified to some extent in advance flows in the direction of arrow 27 and is supplied to the regenerative heater 7.
[0049]
In the regenerative heater 7, as indicated by arrows 44 and 45, hot air (recycled hot air) in which exhaust heat (about 360 ° C. to 500 ° C.) of the engine 4 (FIG. 1) is heat-exchanged by the first heat exchanger 12 is used. Is circulated by the hot air circulation blower 17 (FIG. 1). For this reason, the compressed air is heated by the heat of the hot air (recycled hot air) in the regenerative heater 7. The temperature of the compressed air at this time is about 120 to 200 ° C.
[0050]
The heated compressed air flows as shown by an arrow 28 and flows into the second dehumidifying cylinder 6b from the upper side in FIG. 3 to desorb moisture in the silica-alumina-based adsorbent after the dehumidifying step.
[0051]
The compressed air containing the desorbed moisture flows as indicated by arrows 29, 30, and 31 and is supplied to the regenerative cooler 8. When the compressed air is cooled, the moisture contained in the compressed air is condensed and discharged as drain water. The compressed air after the moisture is condensed and discharged flows as indicated by arrows 32 and 33, and merges with the compressed air branched into the dehumidifying system in the direction of arrow 20 at the point B in FIG. It will circulate to the 1st dehumidification cylinder 6a which is performing the wet process.
[0052]
The above is the heating and drying step in the regeneration step, and it takes 5 hours so far. At this time, since the second dehumidifying cylinder 6b is at a high temperature, it cannot absorb moisture. For this reason, after that, the temperature of the dehumidifying cylinder 6b is lowered to switch to the cooling process so as to be able to be adsorbed.
[0053]
In the regenerative cooler 8, as described above, the hot water of about 80 ° C. discharged from the engine 4 is once heated to about 90 ° C. to 95 ° C. by the exhaust heat of the engine 4, and the absorption refrigerator 14 The cold water cooled by is supplied. The temperature of the cold water at this time is about 7 ° C. This cold water is circulated to the regenerative cooler 8 and the precooler 34 by the cold water circulation pump 16.
[0054]
The second dehumidifying cylinder 6b which has been switched to the cooling process after the four-way ball valve is switched is cooled as follows.
[0055]
As shown in FIG. 4, the compressed air supplied to the dehumidifier 3 through the precooler 34 connected to the inlet 3 a of the dehumidifier 3 is branched into a regeneration system at the point A in the direction of the arrow 26. Then, it flows as indicated by arrows 35 and 36 and flows into the second dehumidifying cylinder 6b from the lower side in FIG. The reason why compressed air is allowed to flow into the dehumidifying cylinder 6b from the lower side is that the dehumidifying cylinder 6b has a high temperature, and in particular, the high-temperature air stays on the upper side of the dehumidifying cylinder. This is to make it flow efficiently.
[0056]
The compressed air that has cooled the second dehumidifying cylinder 6b flows as indicated by arrows 37 and 38, passes through the regenerative heater 7, flows as indicated by arrow 39, and from the upper side to the auxiliary cylinder 9 in FIG. Inflow.
[0057]
The compressed air flowing into the auxiliary cylinder 9 desorbs moisture adsorbed by the silica-alumina-based adsorbent in the auxiliary cylinder 9 and regenerates the auxiliary cylinder 9, and then flows as indicated by arrows 40 and 41. It is supplied to the cooler 8. When the compressed air is cooled, the moisture contained in the compressed air is condensed and discharged as drain water. The compressed air after the moisture is condensed and discharged flows as indicated by arrows 42 and 43, and merges with the compressed air branched into the dehumidifying system in the direction of arrow 20 at the point B in FIG. It will circulate to the 1st dehumidification cylinder 6a which is performing the wet process.
[0058]
The above is the cooling process of the regeneration process, and the regeneration process ends when the cooling process is completed. The cooling process takes 3 hours, and the entire regeneration process takes 8 hours.
[0059]
Thereafter, the four-way ball valves 10a, 10b, and 10c are switched to perform the dehumidifying process with the regenerated second dehumidifying cylinder 6b, and the first dehumidifying cylinder 6a that has adsorbed moisture and has reduced the adsorption capability. Thus, a regeneration process consisting of a heat drying process and a cooling process is performed.
[0060]
By repeating the above steps, compressed dry air can be continuously supplied.
[0061]
As mentioned above, although the preferable Example and usage example of this invention were described, it is not limited to the said Example and usage example, It can be set as the various form which has the same effect.
[0062]
For example, the fuel is not limited to LNG, and it is possible to use a fuel that has little influence on the environment when burned, such as LPG.
[0063]
Moreover, the connection order of heat exchangers, etc. can be suitably changed on the equipment arrangement plan at the time of installing the dry air production | generation system of this invention.
[0064]
Further, the dehumidifying device can be used in any conventional type of device such as the type of the moisture adsorbent filled.
[0065]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the compressor is directly driven by the engine and the exhaust heat of the engine is used to regenerate the dehumidifying cylinder, the electric consumption process is eliminated from the entire compressed dry air production system, and the total energy amount of the entire system is reduced. There is an effect that can be reduced. As a result, it is not necessary to purchase electric power related to compressed dry air production from the electric power company, the contract electric power value with the electric power company can be lowered, and the cost can be reduced.
[0066]
In addition, combined with the reduction of the total energy amount and the use of LNG and LPG as engine fuel,₂There is an effect of reducing the amount of generation.
[0067]
Furthermore, since the entire compressed dry air production system eliminates the electricity consumption process and is a self-supporting system, it continues to supply compressed dry air even when power outages occur due to power transmission and distribution problems such as power generation and private power generation. There is an effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a dry air generation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the internal configuration of the dehumidifier.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the flow of air in the dehumidifier when the dehumidifying cylinder in the regeneration process is the heat drying process.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the flow of air in the dehumidifier when the dehumidifying cylinder in the regeneration process is the cooling process.
[Explanation of symbols]
1 Dry air generation system
2 Compressor
3 Dehumidifier
4 engine
5 Fuel
6a, 6b Dehumidifying cylinder
7 Regenerative heater
8 Regenerative cooler
9 Auxiliary cylinder
10a, 10b, 10c 4-way ball valve
34 Precooler

Claims

An engine-driven dry air generation method comprising a compressor, a dehumidifying device, and an engine, generating compressed air by directly driving the compressor by the engine and supplying the compressed air to the dehumidifying device. And
The dehumidifier is
A regenerative heater for heating by using hot air heated by the exhaust heat of the engine;
The temperature of the hot water discharged from the engine is once raised by the exhaust heat of the engine, and then cooled by an absorption refrigerator that obtains cooling water from the hot water, thereby supplying the cooling water to provide a heat exchange function. A regenerative cooler,
Some dehumidification cylinders are provided with at least a first dehumidification cylinder, a second dehumidification cylinder, and a third dehumidification cylinder that are filled with an adsorbent that adsorbs moisture in the air. A plurality of dehumidifying cylinders in which a regenerating process comprising a heating and drying process and a subsequent cooling process is performed in another dehumidifying cylinder when the dehumidifying process is performed in
When compressed air generated by directly driving the compressor by the engine is supplied to the dehumidifying device, a part of the compressed air is supplied to a third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed, It passes through the third dehumidifying cylinder and becomes dehumidified dry air and is discharged from the dehumidifying device,
In the heat drying step in the regeneration step,
Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
After being supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed and then dehumidified, it is supplied to the regeneration heater and heated, and then The dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed is supplied to the second dehumidifying cylinder and is wetted from the adsorbent filled in the second dehumidifying cylinder. The compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where the moisture is condensed and released, and the compressed air after the moisture is condensed and released is The part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed is supplied to the third dehumidifying cylinder,
In the cooling step subsequent to the heating and drying step in the regeneration step,
Compressed air other than the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder in which the dehumidifying step is performed,
Supplied to the second dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed, and after passing through the second dehumidifying cylinder, is supplied to the regeneration heater. And then supplied to the first dehumidifying cylinder in the dehumidifying cylinder other than the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed and filled in the first dehumidifying cylinder. Moisture is desorbed from the adsorbent and compressed air containing moisture is supplied to the regenerative cooler, where moisture is condensed and desorbed, and moisture is condensed and desorbed. Engine drive, wherein compressed air joins the part of the compressed air supplied to the third dehumidifying cylinder where the dehumidifying step is performed and is supplied to the third dehumidifying cylinder Mold dry air generation method .

After the regeneration step is completed, the dehumidifying step that has been performed in the third dehumidifying cylinder is performed in the second dehumidifying cylinder, while the second dehumidifying cylinder is performed in the third dehumidifying cylinder. The flow of the compressed air supplied to the dehumidifying device is switched by a valve so that the regeneration step including the heat drying step and the subsequent cooling step performed in the cylinder is performed. Item 2. The engine-driven dry air generation method according to Item 1.

A precooler that cools the compressed air supplied to the dehumidifier is provided at the entrance of the dehumidifier, and the precooler is supplied with cooling water from the absorption refrigerator. The engine-driven dry air generation method according to claim 1 or 2.