[发明专利]气体脱水方法及装置

权利要求书

1.一种气体脱水方法，其特征在于，使气体以垂直于翅管轴线方向流过一冷却的翅管栅格，其各翅管之间留有适当空档，使气体在任何情况下都能不堵塞地流过此栅格，同时其所含水分则凝结为液态的水和/或固态的水和/或水化物，后者部分地沉积在翅管的外壁上，部分地悬浮在气体中，并经由分离器除去。

2.如权利要求1所述的气体脱水方法，其特征在于，翅管的翅片表面的温度作径向变化，使沉积于其上的固体沉积层的厚度，由翅片根部向尖部逐渐减小。

3.如权利要求1所述的气体脱水方法，其特征在于，翅管的栅格为不规则栅格，其栅格参数的变化包括各排翅管的节距变化、翅管的几何布置由顺排到义排的变化、以及节距与几何布置同时变化。

4.一种能连续地去除气体内所含水分的气体脱水装置，其特征在于，该装置包含中装有下列主要脱水部件：

与气体进口管相连的气体分配阀，其用于周期性地逆转气流方向以完成冷冻再生循环；

一对用于将气体中的悬浮物分离的分离器，它们的一端均通过管路与上述气体分配阀连接；

由翅管栅格构成的气体预热器，其预热含水分的气体并与上述分离器之一相连；    

由带翅热管栅格构成的热能回收器，其一端与上述预热器相通；

制冷系统，用于提供冷却工质；

由翅管栅格构成的气体冷冻器，其一端与上述热能回收器相通，另一端连接于上述一对分离器中的另一个；以及用于排出已脱水的气体的管线。

5.如权利要求4所述的气体脱水装置，其特征在于，其中，固体沉积物利用进口的热气体进行融化和/或分解，进口的热气体首先被加热到由下列方程所决定的温度上升值△t：△t=t_入-t_气，当t_入＞t_气△t=0，当t_入≤t_气t_入=2(t_冻+δt)-t_出其中△t    气体通过预热器的温升，

t_入    气体进入能量回收器时的温度，

t_气    气体由入口管进入脱水装置时的温度，

t_冻    水分开始结冰或生成固体水化物时的温度，

δ_t    高于t_冻的温度裕量，取决于水化物的分解速率，及

t_出    气体流出能量回收器时的温度。

6.如权利要求4所述的气体脱水装置，其特征在于，其中水分冷冻器和/或热能回收器的翅管栅格为不规则栅格，其栅格参数的变化包括各排翅管的节距变化，翅管的几何布置由顺排到义排的变化，以及节距与几何布置同时变化。

7.如权利要求4所述的气体脱水装置，其特征在于，其中的热能回收器的热管热端的运行时分为三个工作区，即再生区、过渡区、及冷冻区；通过逆转回收器中气体流动方向，可以在同一设备内完成全部的冷冻再生循环，实现连续脱水操作。

8.如权利要求4所述的气体脱水装置，其特征在于，其中的气体分配阀为一体化的气动式分配阀，其动作方式可以是绕轴摇摆，或利用自由活塞的往复运动。

9.如权利要求4所述的气体脱水装置，其特征在于，其中制冷系统是一个小压差气动式制冷剂压缩机，其采用大流量、低压差的气体提供压缩机所需要的能源，而且进出口气体压力降为其原有压力的50％以下。

10.权利要求9所述的气体脱水装置，其特征在于，其中小压差气动式制冷剂压缩机采用自由活塞式的气动马达，而且该气动马达有两个小柱塞连接在自由活塞上，用以压缩制冷剂蒸汽；该两柱塞且可以设计成不同直径，用以同时压缩两种不同制冷剂以实现两级制冷循环。