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Verfahren zum Entfeuchten der Trocknungsluft für eine Trocknungsanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfeuchten der Trocknungsluft für eine
Trocknungsanlage, insbesondere nach Patent 1098 447, bei dem in zylindrischen Perioden
gegeneinander vertauschbare Adsorptionsbetten und zum Rückgewinnen der Wärme aus
diesem Wärmespeicher verwendet werden. Als Vorrichtung dienen dabei bekannte, mit
einem Adsorptionsmittel, z. B. Kieselsäuregel, gefüllte periodisch zum Luftentfeuchten
und Regenerieren gegeneinander vertauschbare Adsorptionsbetten in besonderer Zuordnung
zu bekannten umschaltbaren, mit einem Wärmespeichermittel, z. B. Porzellan, gefüllten
Wärmespeichern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr weitgehend entfeuchtete
Trocknungsluft möglichst gleichbleibender niedriger Temperatur, z. B. von 35° C
und So/o relativer Feuchte, unter geringstmöglichem Energie-, Bau- und Betriebsaufwand
zu erzielen. Dabei soll während der durch das periodische Vertauschen der Adsorptionsbetten
gebildeten Zyklen eine möglichst gleichmäßige Belastung der erforderlichen Wärmetauscher
erreicht werden. Das ist deshalb schwierig, weil das Adsorptionsmittel durch die
während der Regenerierung durch dieses geleitete Heißluft stark aufgeheizt wird,
so daß die Regenerierabluft dieses Adsorptionsbettes dabei von etwa 50 auf etwa
1500 C erwärmt wird.
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Nach der Erfindung wird die Trocknungsluft durch Adsorption in zwei
Stufen entfeuchtet und nach der ersten Stufe die aufgenommene Wärme zurückgewonnen.
Apparativ ergibt sich dabei der Vorteil, daß im Vergleich zu den bisher verwendeten
zwei abwechselnd geschalteten Adsorptionsbetten eine um ein Viertel kleinere Adsorptionskapazität
die gleiche Entfeuchtungsleistung liefert, denn die beiden von der Trocknungsluft
nacheinander durchströmten Adsorptionsbetten entsprechen einem der bekannten Zwei-Adsorber-Anlagen,
die beide wegen des abwechselnden Einsatzes zum Luftentfeuchten und Regenerieren
gleiche Kapazität haben müssen, während bei der Erfindung das dritte Adsorptionsbett
bzw. jedes der drei Betten nur die halbe Kapazität eines der bei Zwei-Adsorber-Anlagen
erforderlichen Adsorber aufweist. Außerdem wird der bisher zum Regenerieren der
Betten erforderliche Kühler eingespart.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, auch aus der Abluft des zu regenerierenden
Adsorptionsbettes Wärme zurückzugewinnen. Durch die Leitung der frischen Regenerierluft
durch mehrere Wärmespeicher wird dabei erreicht, daß sie immer annähernd auf gleiche
Temperatur vorgewärmt dem Wärmetauscher zur weiteren Aufheizung zuströmt. Die Erfindung
wird demnach darin gesehen, das eingangs beschriebene Verfahren so auszubilden,
daß bei jedem Zyklus die frische Trocknungsluft in einem vorher regenerierten Adsorptionsbett
die Regenerierwärme aufnimmt, an einen Wärmespeicher wieder abgibt, durch ein zweites
Adsorptionsbett und dann zur Trocknungsanlage strömt, während gleichzeitig die Regenerierluft
über zwei weitere vorher aufgeheizte Wärmespeicher und einen Erhitzer einem dritten
zu regenerierenden Adsorptionsbett zugeleitet und nach diesem über noch einen Wärmespeicher
abgeführt wird.
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Es wird also bei jedem Zyklus die frische Trocknungsluft, z. B. Außenluft,
zuerst durch das im vorhergehenden Zyklus regenerierte Adsorptionsbett, dann durch
das im vorhergehenden Zyklus von der frischen Trocknungsluft nur teilweise mit Feuchtigkeit
beladene Adsorptionsbett geführt, während die Regenerierluft stets durch ein in
zwei vorhergehenden Zyklen von der Trocknungsluft durchströmtes Adsorptionsbett
geleitet wird. Es sind also je zwei Wärmespeicher gruppenweise stets dem zu regenerierenden
und dem von der frischen Trocknungsluft zuerst durchströmten mit Feuchtigkeit beladenden
Adsorptionsbett nachgeschaltet. Dabei wird zweckmäßig beim ersten zyklischen Vertausch
und entsprechendem Wechsel der durchströmten Wärmespeicher das dritte Adsorptionsbett
zum ersten, das erste zum zweiten und das zweite zum dritten.
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Zum Ausgleich von je nach geographischer Lage unterschiedlichen tages-
und jahreszeitlich bedingten
Schwankungen der Temperatur der sowohl
als Trocknungsluft als auch als Regenerierluft verwendeten Außenluft, die eine unterschiedliche
Endtemperatur der Trocknungsluft zur Folge haben, kann bei jedem Zyklus die das
letzte zu beladende Adsorptionsbett verlassende Trocknungsluft nur zeitweise durch
den nächsten Wärmespeicher geleitet werden, durch den im gleichen Zyklus wechselweise
die frische Regenerierluft vor Einleitung in die weiteren Speicher geleitet wird.
Hierdurch wird auch eine Wärmerückgewinnung auf Grund einer kurz vor der Erschöpfung
in einem Adsorptionsmittel eintretenden Temperaturerhöhung möglich. Schließlich
kann die Trocknungsluft vor Einführung in die Trocknungsanlage zur genauen Einstellung
der Trocknungstemperatur noch durch ein als Kühler oder Erhitzer zu schaltenden.
Wärmetauscher geführt werden.
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Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich demnach dadurch
aus, daß bei jedem Zyklus dem zu regenerierenden Adsorptionsbett ein aufzuheizender
Speicher einer ersten Wärmespeicherzweiergruppe zugeordnet ist, während dem von
der frischen Trocknungsluft durchströmten Adsorptionsbett ein aufzuheizender Speicher
einer zweiten Wärmespeicher-Zweiergruppe wechselweise zugeordnet ist.
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Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entfeuchtungsanlage
während eines Zyklus.
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Als Adsorptionsbetten sind drei Kieselsäuregelbetten I, II und HI
vorhanden und für den Wärmerückgewinn fünf mit Porzellankörpern gefüllte Wärmespeicher,
von denen der Speicher 1 der ersten Speichergruppe (11, 2) dem zu regenerierenden
Adsorptionsbett III zugeordnet .ist, während der Speicher 3 der zweiten Speichergruppe
(3, 4) dem von der frischen Trocknungsluft durchströmten Adsorptionsbett 1 zugeordnet
ist und der alternativ vorhandene Speicher 5 dem von der Trocknungsluft zuletzt
durchströmten Adsorptionsbett 1I zugeordnet ist.
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Die als Trocknungsluft zu verwendende Frischluft wird nach Durchführung
durch das Filter F durch das Adsorptionsbett I geführt, erwärmt mit der dort aufgenommenen
Wärme den Speicher 3, z. B. im Mittel auf 50° C, durchströmt dann das Adsorptionsbett
II und wird über den im Bedarfsfall eingeschalteten Wärmetauscher Yr'2 der Trocknungsanlage,
z. B. mit 35° C, zugeführt. Wahlweise kann sie in einem Zyklus, z. B. kurz vor Erschöpfung
des Adsorptionsmittels des Adsorptionsbettes II, dem fünften zusätzlichen Wärmespeicher
5 zugeführt und von dort über den Wärmetauscher W2 in die Trocknungsanlage geleitet
werden.
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Die als Regenerierluft verwendete Frischluft wird zunächst im Speicher
4, z. B. im Mittel auf 40° C, dann im Speicher 2, z. B. auf 80° C, vorgewärmt und
wird dann über einen Wärmetauscher W1 etwa mit 165° C dem zu regenerierenden Adsorptionsbett
III zugeführt. Die Abluft des Adsorptionsbettes III wird über den Speicher 1, den
sie z. B. auf 100° C aufheizt, als Fortluft abgeführt. In den Zeiträumen innerhalb
eines Zyklus, in denen durch den Speicher 5 keine Trocknungsluft geleitet wird,
wird die Regenerierfrischluft zunächst durch diesen geleitet, so daß der Speicher
5 in jedem Zyklus zeitlich nacheinander von der Trocknungsluft aufgewärmt und von
der Regenerierluft abgekühlt wird.
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Adsorptionsbetten und Wärmespeicher werden bei Wechsel der Regenerierung
zu einem anderen Bett, den vorstehenden Ausführungen entsprechend, umgeschaltet.
Dabei wird Adsörber III zu II, II zu I und I zu IH usw., und es wird abwechselnd
dem jeweiligen Adsorber IH der Speicher 11 oder 2, dem jeweiligen Adsorber I der
Speicher 3 oder 4 nachgeschaltet.