[发明专利]用于再生吸附式干燥器或净化器的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法和根据权利要求6前序部分的装置。

背景技术

吸附式干燥器或净化器分别通过吸收或吸附介质中存在的水分或污染物用来对介质尤其是气体进行干燥或净化。在吸附时，将湿气从介质中分离出来的材料经历物理变化或化学变化，例如被吸收进湿气中。在吸附时，分离出的水分仅被牢固地保持在材料的表面上或者表面内。这两种现象以下简称为“吸附作用”或“吸附”。这种原理的应用例如是通过吸收环境空气中的水分来干燥环境空气，如用于进行气候控制。另一个例子是气体净化，如通过吸收甲烷气体中存在的甲烷氢化物(methane hydrides)来净化管道系统中输送的甲烷气体。

用这样的方法来干燥或净化气流实际上是两阶段处理。在第一处理步骤中，引导气体通过吸附材料将不想要的物质例如湿气或污染物从气流中吸附出来，以对气流进行干燥或净化，所述吸附材料对这些不想要的物质具有较大的亲和力，或者相对于气体本身具有较低的蒸汽压力。在处理的第二阶段，所述已吸附的物质随后再次被释放到另一种介质中，例如将要排出的气流中。为了能从吸附材料中释放出所述物质，通常必须将温度显著升高，以使所述吸附材料中的蒸汽压力升高到大于要排出气流的压力水平。

在气候控制中的干燥空气的范例中，将湿气从外部抽进的空气中分离出来，并且所述湿气又被释放到从建筑物中排出的空气中并且再次被吹送到外部。为了将水分从外部空气中分离出来，所述空气被引导通过覆盖有一层高吸水性材料例如硅胶的表面。随后为了释放水分，将空气例如(一部分)排出空气加热到水的沸点以上并沿着吸附材料对其引导，然后水蒸气能从吸附材料中溢出并由排出的气流带走。因此，所述吸附材料被再生并能够再次从空气中吸取大量的水分。

在实际应用中，通常采用具有多个表面的旋转轮，所述多个表面沿径向延伸并且覆盖有吸附材料。该旋转轮置于进气管和排气管之间，并且所述轮的旋转轴平行于空气在管道中的流动方向，使得覆盖有吸附材料的表面在部分旋转时通过进气管，并且在余下部分旋转时通过排气管。在经过所述进气管时，覆盖有吸附材料的表面从被吸入的空气中吸收水分，而在经过所述排气管时，该水分被重新释放。为了在所述表面移动经过所述排气管的短时间内从吸附序列中尽可能多地释放出水分，必须将该轮加热到远高于水沸点的温度，例如加热到180℃。由于水的气化热远大于水的比热，为了将水加热到沸点温度以上，而且尤其为了使水气化，这需要大量的能量。

为了能显著降低吸附式干燥器和净化器的能量消耗，在未公开的荷兰专利申请1029822中已经提出使用一种所谓的LCST(低临界溶解温度)聚合物。LCST聚合物是一种在直至确定温度如临界溶解温度或临界点时一直可溶解在要分离物质中的聚合物，但是所述聚合物在超过该临界溶解温度时不再可溶，使得实际上排出所述被吸附物质。在这里可以通过适当地选择交联剂来保证聚合物在溶解状态时的稳定性。临界点温度明显低于所述要分离物质的沸点。因为LCST聚合物的临界点很低，例如为60-70℃，与使用常用吸附材料例如硅胶的情况相比，所述聚合物需要的供热要少得多。此外，不用必须通过气化来将该被吸附的物质从LCST聚合物中释放出来，因此节省了需要大量能量的气化热。

发明内容

从而本发明的目的是提供一种用于再生吸附式干燥器或净化器的方法，与上述传统的再生方法相比，所述方法更易于执行并且需要的能量更少。本发明的另一个目的是提供一种用于再生吸附式干燥器或净化器的装置，与传统的再生装置相比，所述装置不仅结构更简单、价格更便宜，并且还具有更低的能量消耗。该方法通过结合权利要求1所述的方式来完成。根据本发明的再生装置，其特征在于权利要求6的所述的方式。

利用这样一个事实，即当使用具有低临界溶解温度的混合物时，仅需提供很少的热量就能再次释放所述被吸附物质，本发明基于这样的理解，即可以省去所需的复杂的移动结构，并且可以在与吸附步骤相同的位置进行再生步骤，并且如有必要甚至可以将再生步骤与该吸附步骤同时进行。因此设有用于再生的吸附材料表面能够保持静止并且可周期性地受到加热机构的作用。

在这里，所述加热机构的激活部分可沿表面位移，使得可在某一时间再生该表面的不同部分。当再生发生在所述干燥器或净化器的正常运行期间时，要分离的物质从经过的气体中分离出来，该气体流过大部分表面，而所述物质从少部分表面上释放出来。少部分物质被再次输送进气流中，而大部分物质将沿表面流入收集空间内。虽然实际上所述吸附式干燥器或净化器的总效率因此稍微降低，但这可以通过实现结构的大大简化，从而所获得的降低成本来得到补偿。