JPS6335293B2

JPS6335293B2 -

Info

Publication number: JPS6335293B2
Application number: JP55142973A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kono; Koji Tanaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1988-07-14
Also published as: JPS5768116A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複数個の吸着剤充填塔を用いる熱再生
式空気乾燥装置の吸着剤再生方法に係り、さらに
詳しくは前記空気乾燥装置の熱再生にブロワより
圧送される高温の空気を直接熱再生用空気として
利用し熱再生を行い、熱再生後の空気は冷却脱湿
して製品空気とし、又熱再生後の充填塔の冷却は
脱湿工程中の充填塔より得られる乾燥空気の一部
を利用し冷却用空気として用い冷却を行うように
した空気乾燥装置において、前記吸着剤充填剤塔
内に必要量の吸着剤と、砂、鋼球、ガラスビーズ
などの熱容量の大きい蓄熱材を２層に分けて充填
した蓄熱材積層吸着剤充填塔を用いるようにし、
冷却工程において、加熱再生時前記蓄熱材が蓄熱
した顕熱及び吸着剤のもつ顕熱を熱移動させ吸着
剤中に残留する水分を離脱することにより高度の
乾燥空気を得るようにした空気乾燥装置の吸着剤
再生方法に関するものである。

第１図は従来の熱再生式空気乾燥装置の系統図
である。以下同図に従つて説明する。一方の充填
塔が８時間脱湿を行つている間他方の充填塔はブ
ロワよりの加熱空気による加熱再生を３時間行
い、加熱再生後の冷却は８−３＝５時間行い、８
時間後に両充填塔を切換え連続的に運転する。

原料空気源ブロワ１より大気の空気を吸引し圧
縮された高温の空気は配管２、３方弁３、配管
４、４方弁５、配管６を通り充填塔７Ａに入り吸
着剤８Ａに吸着された水分を離脱し、離脱後の高
温の空気は配管９、４方弁１０を通り配管１３へ
流れるが、ここで後述する冷却に必要な空気量と
同量が配管１１、電磁弁１２より大気へ放出され
る。（この時電磁弁３３は閉状態）これは加熱時
と冷却時の製品空気の量を一定にするためであ
る。しかし製品空気量が加熱時と冷却時で変動し
ても差し支えなければ電磁弁１２を無くすことが
できることはいうまでもない。そして製品空気と
なるべき加熱再生後の空気は、配管１３、逆止弁
１４、配管１５を通り、冷却水１７（クーリング
タワ水など）を用いる一次クーラー１６により冷
却され疑縮水はドレン配管２２より排水ピツト２
４に排出される。空気はさらに配管１８を通り二
次クーラー１９により充分冷却される。冷却にチ
ラーユニツト２０を使用した場合は冷水２１が、
又冷凍機２０を使用した場合は冷媒２１が二次ク
ーラー１９に供給され空気はいずれも２〜15℃ま
で冷却され、冷却により生じた凝縮水はドレン配
管２３より排水ピツト２４に排出される。充分冷
却し除湿された空気は配管２５、４方弁１０、配
管２６を経て一方の充填塔７Ｂに入り吸着剤８Ｂ
により湿分が除湿され乾燥空気となり配管２７、
４方弁５、配管２８を通り製品空気となる。以上
が充填塔７Ａの加熱再生工程である。次に充填塔
７Ａの冷却工程に移る。あらかじめ設定されたタ
イマーにより３方弁３は切換えられ、電磁弁１２
は閉となり同時に電磁弁３３は開となる。

ブロワ１より吸引され圧縮された高温の空気
は、配管２、３方弁３、配管１５を通り前記と同
様に一次クーラー１６、配管１８、二次クーラー
１９を通り充分冷却除湿された空気は配管２５、
４方弁１０、配管２６を経て充填塔７Ｂに入り吸
着剤８Ｂにて湿分が除湿され、配管２７、４方弁
５、配管２８を通り製品空気となる。一方充填塔
７Ａの冷却に必要な空気は、配管２８より配管２
９に冷却に必要な量（製品空気の1/10〜1/5）だ
け分岐され、逆止弁３０、配管３１を通り、配管
４、４方弁５、配管６を経て充填塔７Ａに入り加
熱再生後の吸着剤８Ａおよび充填塔７Ａを冷却
し、同時に吸着剤８Ａのもつ顕熱を利用して吸着
剤８Ａに残留する平衡吸着水分を離脱する。冷却
後の昇温した空気は配管９、４方弁１０、配管３
２、電磁弁３３を通り大気へ放出される。

以上が充填塔７Ａの冷却工程であり、冷却が終
了すると離脱再生の全工程が完了し充填塔は切換
えられ脱湿工程に移る。各充填塔は８時間毎に切
換えられ、脱湿工程と加熱再生一冷却工程を繰り
返し乾燥製品空気を送出する。

以上説明の従来のものによれば、吸着剤充填塔
の加熱再生にブロワから吐出される加熱空気を用
いることにより、一般の熱再生式空気乾燥装置に
おいて実施されている加熱再生用の空気を高温に
するためのヒーターを省略出来、かかる施設費と
運転する費用を零とすることができる特徴がある
が、一方冷却工程において、加熱再生後の吸着剤
および吸着塔の昇温熱を利用してその熱を熱移動
させ離脱する従来のものにおいてはブロワより吐
出される加熱空気の温度が重要である。ブロワよ
り吐出される空気の温度はブロワの容積効率によ
つて異なるが一般に高圧力の場合は100℃〜130℃
である。よつて従来のものにおける再生温度は
100〜130℃ということになる。これは一般の熱再
生温度（200℃〜300℃）より低く、そのため加熱
終了時に吸着剤中に残留する水分が多くなり特に
夏期などの高湿度雰囲気では残留する水分がさら
に多くなり、かゝる条件下では冷却時残留水分を
離脱するに必要な熱量が吸着剤及び吸着塔の顕熱
のみでは不足し再生が不十分となり高度の脱湿製
品空気を得ることが困難となる。

本発明の目的はこのような欠点を改善し夏期な
どのあらゆる環境下においても安定した高露点の
乾燥空気が得られるようにしたことにある。即ち
本発明において、吸着塔内へ必要量の吸着剤と
砂、ガラスビーズ、鋼球など容積当りの熱容量の
大きい蓄熱材を２層に分けて充填積層させたこ
と、そして前記蓄熱材の配置については充填塔の
脱湿空気出口側すなわち再生空気の入口側の吸着
剤表層の上にある一定高さに充填積層させること
により、再生時蓄熱材が蓄熱した顕熱により冷却
時残留する水分を離脱する熱量の不足分を補い冷
却終了時に吸着剤中に残留する水分を従来のもの
に比べて少なくし特に吸着塔の脱湿空気の出口側
の吸着剤表層部分の吸着剤に残留する水分をほと
んど離脱することにより脱湿時得られる製品空気
の露点を従来のものに比べて向上させると共に何
時も安定した高露点の製品空気が得られるように
することにある。

以上説明の本発明の吸着塔内における加熱再
生、冷却における残留水分の分布と脱湿空気の露
点を定性的に図示すると第２図の如くである。図
より従来のもの〔２〕は冷却終了時においても製
品空気出口附近の吸着剤中には微量の残留水分が
存在するが、蓄熱材を使用した本発明〔１〕によ
れば水分が完全に離脱されていることを示し、従
つて吸着脱湿時における製品空気の露点は従来法
に比べてより低値で高度に乾燥された製品空気が
得られることが判る。

以下本発明の一実施例を第３図に示す。第３図
において一方の充填塔が８時間脱湿を行つている
間他方の充填塔はブロワからの加熱空気による離
脱再生を３時間行い、加熱再生後の冷却は８−３
＝５時間行い、８時間後に両塔を切換え連続的に
運転される。

更に詳細に説明すると原料空気源ブロワより大
気を吸引加圧し、加熱された原料空気は配管２、
３方弁３、配管４、４方弁５、配管６に経て吸着
塔７Ａに入り蓄熱材８Ａを加熱しさらに吸着剤９
Ａ中に吸着されている水分を離脱し、離脱後の空
気は配管１０、４方弁１１を通り、ここで後述す
る冷却工程における冷却空気の量と同量が配管１
２電磁弁１３より大気へ放出される。（この時電
磁弁３４は閉となつている。）これは加熱時と冷
却時における製品空気量を一定とするためであ
り、又そうすることにより脱湿工程での吸着水分
量が少なくなりそれにより充填塔を小さくできる
効果がある。しかし製品空気量が加熱時と冷却時
に変動しても差し支えなければ加熱再生後の空気
は全量製品空気となり電磁弁１３が無くなること
はいうまでもない。

そして製品空気となるべき加熱再生後の空気
は、配管１４を通り、逆止弁１５を経て配管１６
を通り冷却水１８を用いる一次クーラー１７に導
入され冷却される。冷却により生じた凝縮水はド
レン配管２３より排水ピツト２５に排出される。
冷却後の空気はさらに配管１９を通り二次クーラ
２０にて充分冷却され、冷却により生じた凝縮水
はドレン配管２４より排水ピツト２５に排出され
る。充分冷却され除湿された空気は配管２６、４
方弁１１、配管２７を通り、充填塔７Ｂに入り吸
着剤９Ｂにより湿分が除湿され乾燥空気となり配
管２８、４方弁５、配管２９を経て製品空気とな
る。この工程が充填塔７Ａの加熱再生工程であ
る。次に充填塔７Ａの冷却工程に移る。冷却は充
填塔７Ｂの脱湿工程で得られる乾燥製品空気の一
部を分岐し冷却用空気として用いる。

あらかじめ設定されたタイマーにより３方弁３
は切換えられ、電磁弁１３は閉となり同時に電磁
弁３４は開となる。

ブロア１より吸引され圧縮された高温の空気は
配管２、３方弁３、配管１６を通り、前記と同様
に一次クーラー１７に導入され冷却される。冷却
により生じた凝縮水は配管２３より排水ビツト２
５に排出される。冷却後の空気は配管１９を経て
二次クーラー２０に導入され充分冷却され、冷却
により生じた凝縮水は配管２４より排水ピツト２
５に排出される。そして充分冷却され除湿された
空気は配管２６、４方弁１１、配管２７を通り充
填塔７Ｂに入り吸着剤９Ｂにより湿分が除湿され
乾燥空気となり配管２８、４方弁５、配管２９を
経て製品空気となる。一方充填塔７Ａの冷却に必
要な空気は配管２９より配管３０に冷却に必要な
量だけ分岐され逆止弁３１配管３２、配管４、４
方弁５、配管６を経て充填塔７Ａに入り蓄熱剤８
Ａおよび吸着剤９Ａさらに充填塔７Ａのもつ顕熱
を熱移動させて吸着剤９Ａに残留する水分を離脱
しながら冷却を行い、特に蓄熱材８Ａのもつ顕熱
で吸着剤９Ａの蓄熱材層に接触している表層部分
の吸着剤中の残留水分を完全に離脱する。そして
冷却後の空気は配管１０、４方弁１１、配管３
３、電磁弁３４より大気へ放出される。以上が充
填塔７Ａの冷却工程である。冷却工程が終了する
と充填塔７Ａの加熱再生一冷却工程の全工程が終
了し同時に両充填塔は切換えられ前記と同様の操
作を行い、これが８時間毎に切換わり連続的に乾
燥空気を送出するのである。

本発明の実施例の効果について以下説明する。
内径40cmの充填塔に、吸着剤としてシリカゲルを
高さ100cmに充填（約100Kg）、次に蓄熱材に砂利
（４〜6φ）を選定しこれを20cm高さに充填積層
（約40Kg）した、充填層全長は120cmである。以上
の充填塔を用い再生空気として33℃75％Ｒ・Ｈの
大気（水分量28ｇ／Ｎm³）をブロワにて1.0Kg／
cm²に加圧し、110℃に昇温し、流量209Nm³／ｈに
て３時間加熱再生を行い、加熱再生後の冷却は脱
湿された乾燥空気19Nm³／ｈを用い５時間行つ
た。

次に脱湿工程に移り温度10℃圧力0.9Kg／cm²流
量190Nm³／ｈ（水分量4.9ｇ／Ｎm³）の原料空気
の脱湿を行い、得られた製品空気の露点は−70℃
（水分量0.002ｇ／Ｎm³）で、破過時間は12.5時間
であつた。

以上実施例に示すごとく、蓄熱材を使用する本
発明によれば蓄熱による離脱効果により、夏期の
高温度条件においてもブロワの吐出空気のみの再
生で露出−70℃の乾燥された製品空気を得ること
ができる。

以上のように本発明によれば、吸着剤の脱湿再
生工程における冷却時の残留水分を充分に除去で
き、安定した高露点の乾燥空気を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱再生式空気乾燥装置の空気系
統図、第２図は従来のものと本発明において吸着
塔内における残留水分の分布と脱湿製品空気の露
点を示す特性図、第３図は本発明の実施例におけ
る空気系統図である。１……ブロワ、２……配管、３……３方弁、４
……配管、５……４方弁、７……吸着塔、８……
蓄熱材、９……吸着剤、１３……電磁弁、１７…
…一次クーラー、１８……冷却水、２０……二次
クーラー。

Claims

【特許請求の範囲】

１内部に吸着剤が充填され、かつこの内部の出
口部には水分をほとんど吸着しない通気性を有す
る蓄熱材層を設けた充填塔の入り口に、高圧空気
源から生じる高温高圧空気をクーラを通して導
き、この内部を通して空気中の水分を吸着させ、
乾燥空気を生成すると共に、吸着後の再生を要す
る充填塔に対しては、その出口に、前記高圧空気
源からの管路を切り換えて高温高圧空気を導き、
この出口から予め定めた加熱時間内部に供給し、
前記出口部の蓄熱材槽および吸着剤を加熱し、か
つこの再生側充填塔の入り口から吐出される加熱
後空気を前記クーラに通してから吸着中の充填塔
の入り口に原料空気として供給し、更に前記加熱
時間経過後は、前記高圧空気源からの管路を切り
換えて高温高圧空気を前記クーラに供給すると共
に、前気吸着中の充填塔の出口から吐出される乾
燥空気の一部を前記加熱後の充填塔の出口に導
き、この出口から予め定められた冷却時間内部に
供給し、前記蓄熱材槽の顕熱を入り口側に移動さ
せながら吸着剤を冷却し、かつこの冷却後の空気
は外部に排気させてなる空気乾燥装置の吸着剤再
生方法。