Pour l'utilisation rationnelle des gaz et notamment de l'air comprimé, il est indispensable que cet air ait une teneur en eau très limitée afin d'éviter toute condensation été comme hiver; il est donc nécessaire de sécher cet air. Pour ce séchage, il existe à ce jour deux méthodes principales qui sont le séchage par adsorption et le séchage par procédé frigorifique.
Le séchage par adsorption qui est une réaction chimique provoquant l'adhésion ou la concentration des substances dissoutes à la surface d'un corps ou autour de corps pulvérulents, s'obtient par passage du gaz refroidi sur une charge adsorbante qu'il faut périodiquement régénérer.
Cette régénération s'obtient à ce jour soit par prélèvement d'une partie du débit de gaz sec détendu, pour passage sur la charge, ce qui réduit d'autant son débit, soit par chauffage interne de la charge par résistance électrique avec passage d'une partie du débit de gaz, ce qui entraîne également une perte dans le débit, soit, enfin, en utilisant une batterie thermique et un compresseur réalisant un circuit auxiliaire de chauffage, ce qui est une installation excessivement coûteuse.
Les procédés connus réduisent donc fortement la rentabilité de l'installation aussi bien en réduisant le débit qu'en augmentant le prix de revient du gaz séché.
La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients.
A cet effet, l'installation selon l'invention pour le séchage de gaz comprimés par adsorption est caractérisée en ce que le groupe de séchage est constitué par un refroidisseur et deux éléments sécheurs par charges absorbantes mis en communication par vannes multivoie, le groupe de séchage étant alimenté alternativement en gaz froid et en gaz chaud sec et déshuilé, le gaz chaud étant obtenu par récupération de la chaleur de thermocompression à l'inté rieur d'un groupe économiseur constitué d'un récupérateur de chaleur et d'un réfrigérant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. I à 6 sont des schémas de l'installation de séchage des gaz selon les diverses combinaisons possibles de raccordement des éléments.
Cette installation comprend un compresseur 1 alimentant par une canalisation 2 un groupe économiseur 3, lequel sera décrit plus loin, alimentant lui-même par une canalisation 5 le groupe de séchage 6, lequel fournit l'air sec par sa canalisation de sortie 7.
L'air fourni à l'économiseur 3 par la canalisation 2 a une certaine chaleur due à la compression qu'il vient de subir.
L'économiseur 3 est constitué tout d'abord d'un réfrigérant 8 assurant le refroidissement de l'air fourni par le compresseur et débarrassant cet air d'une grande partie de son humidité ainsi que de son huile, et d'une chambre 9 de récupération de la chaleur rayonnant de la canalisation 10 lorsque celle-ci est raccordée par une vanne multivoie 11, sur la canalisation 2 de liaison au compresseur.
La chaleur récupérée est captée par le serpentin 12 permettant ainsi de chauffer modérément l'air comprimé en sortie du réfrigérant 8 et donc lorsqu'il est déjà partiellement séché et déshuilé.
A l'entrée de l'économiseur 3, la vanne multivoie 11 permet de raccorder la canalisation 2 soit, comme ci-dessus décrit, avec la conduite 10 du récupérateur de chaleur 9, soit directement avec le réfrigérant 8.
La conduite 13 de la sortie du réfrigérant 8 est raccordée avec une vanne multivoie 14 permettant le branchement de cette canalisation 13, soit directement sur la canalisation 5 d'alimentation du groupe de séchage 6, soit sur l'entrée du serpentin 12 dont la
sortie se trouve par la même occasion automatiquement raccordée sur la canalisation 5 d'alimentation du groupe de séchage 6.
Cette canalisation 5 est elle-même raccordée au groupe de séchage 6 au moyen d'une vanne multivoie 15 permettant le branchement, soit vers le premier sécheur 16, soit vers le second sécheur 17, l'entrée du sécheur inutilisée se trouvant par la même
occasion raccordée à la sortie du refroidisseur 19.
De même. en sortie du groupe de séchage, une vanne multivoie 18 raccorde le sécheur 16 ou 17. utilisée soit directement sur la canalisation de sortie 7. soit d'abord sur l'entrée du refroidisseur 19, lequel est, comme expliqué ci-dessus. en communication avec l'entrée du second sécheur 17 dont la sortie se trouve alors en communication directe avec la canalisation 7 au moyen de la vanne multivoie de sortie 18.
Le fonctionnement de cette installation est le suivant (fig. 1):
Le compresseur I fournit à la canalisation 2 de l'air à une certaine température: la vanne multivoie 11. à l'entrée de l'économiseur, oriente cet air comprimé chaud vers le réfrigérant 8 qui amène cet air à une température suffisamment basse pour permettre le séchage au moyen de la charge adsorbante du sécheur 16 ou 17; cet air réfrigéré se trouve par condensation partiellement séché et déshuilé. En sortie du réfrigérant 8 l'air est envoyé, par l'intenmé- diaire des canalisations 13 et 5 ainsi que des vannes multivoies 14 et 15, dans le sécheur 16 en sortie duquel la vanne 18 l'oriente vers la canalisation 7 raccordée à l'utilisation.
Aprés un certain temps. la charge adsorbante de l'élément 16 sera saturée et il sera nécessaire de régénérer cette charge.
On sait que la régénération d'une charge adsorbante est obtenue par passage d'air chaud sur les granules qui la constituent.
Pour cette régénération représentée à la fig. 2, et donc en vue d'alimenter le groupe de séchage 6 en air chaud, la canalisation 2 de sortie du compresseur est raccordée par la vanne multivoie 11 avec le circuit dérivé 10 passant à l'intérieur du récupérateur de chaleur 9. En sortie de ce récupérateur de chaleur, la canalisation en dérivation 10 est ramenée vers la vanne multivoie 11 qui la met en communication avec la canalisation d'entrée du réfrigérant 8 qui assure, comme auparavant. le refroidissement de l'air, de même que son séchage partiel et son déshuilage.
Par contre, en sortie du réfrigérant 8. la canalisation 13 est raccordée par la vanne multivoie 14 sur l'entrée du serpentin 12 dont la sortie est automatiquement raccordée à la canalisation d'alimentation 5.
L'air sec et déshuilé. ainsi chauffé par le serpentin 12, est amené sur la charge de l'élément 16 qui peut ainsi se régénérer. En sortie de l'élément 16. l'air chaud est canalisé par la vanne multivoie 18 vers le refroidisseur 19 qui le ramène à une température suffisamment basse pour obtenir le séchage par adsorption. Cet air poursuit son parcours au travers de la vanne multivoie 15, puis vers le deuxième sécheur 17, avant d'être évacué par la vanne multivoie 18 dans la canalisation de sortie 7 allant vers l'utilisation.
Lorsque la charge de l'élément 16 est régénérée, avant réutilisation de cet élément, il est nécessaire de refroidir la charge et pour cela l'air fourni par le compresseur I (fig. 3) suit le même circuit que dans la fig. I ci-dessus. c'est-à-dire qu'il passe directement en sonie du compresseur I dans le réfrigérant 8 et que la sortie 13 du réfrigérant 8 est directement raccordée à la canalisation 5 d'alimentation du groupe de séchage 6.
Les vannes multivoies 15 et 18 sont laissées dans les mêmes positions que lors de la régénération de la charge de l'élément 16 (fig. 2) de manière telle que l'air, amené par la canalisation 5, vienne refroidir la charge du sécheur 16 venant d'être régénéré. Le refroidissement de cette charge provoque une légère élévation de la température de l'air et, de ce fait, celui-ci passe au travers du refroidisseur 19 avant d'être séché complètement par le second groupe de séchage 17 et évacué par la canalisation 7.
Selon la fig. 4, le refroidissement de la charge adsorbante peut être obtenu par un moyen statique 20 extérieur au sécheur.
Dans ce cas, la canalisation 5 amenant l'air froid est raccordée par la vanne multivoie 15 d'entrée sur le second sécheur 17 qui l'évacue directement vers la canalisation d'utilisation 7.
Lorsque le séchage est terminé, la charge du sécheur 16 est prête à être utilisée. Elle est maintenue en réserve jusqu'à saturation de la charge du sécheur 17.
Lorsque la charge adsorbante de l'élément 17 est à son tour saturée, on entreprend la régénération en alimentant la canalisa tion 5 en air chaud (fig. 5), et en manoeuvrant la vanne multivoie de sortie 18 de manière qu'en sortie de l'élément 17, l'air chaud servant à la régénération soit ramené vers le refroidisseur 19 avant de passer au travers du premier élément de séchage 16 qui l'envoie alors dans la canalisation 7 de sortie. Lorsque la charge de l'élément de séchage 17 sera régénérée on procédera à son refroidissement.
Pour ce faire, en laissant les vannes 15 et 18 du groupe de séchage dans leur position (fig. 6), on admettra dans celui-ci de l'air froid par la canalisation 5 qui refroidira la charge de l'élément de séchage 17, en sortie de cet élément l'air légèrement réchauffé sera ramené à la température suffisamment basse par le refroidisseur 19, avant d'être séché complètement par passage au travers de l'élément de séchage 16. Egalement, ce refroidissement pourrait être obtenu par un moyen statique extérieur au sécheur 17 comme cela a été cité plus haut lors du refroidissement du premier sécheur 16.
Dans une autre variante de réalisation, l'action des vannes multivoies est programmée afin de permettre un fonctionnement automatique de l'ensemble.
Avec une telle installation, on obtient une régénération entièrement gratuite puisqu'il n'y a pas de perte d'air comprimé ni nécessité de source de chauffage auxiliaire. Il n'y a pas non plus de changement de pression. La température de régénération étant peu élevée, il en résulte une meilleure tenue et longévité de la charge adsorbante.
Cette installation est applicable à tous les gaz.
For the rational use of gases and in particular compressed air, it is essential that this air has a very limited water content in order to avoid any condensation in summer and in winter; it is therefore necessary to dry this air. For this drying, there are currently two main methods which are drying by adsorption and drying by refrigeration process.
Drying by adsorption, which is a chemical reaction causing the adhesion or concentration of dissolved substances on the surface of a body or around pulverulent bodies, is obtained by passing the cooled gas over an adsorbent load which must be periodically regenerated. .
This regeneration is currently obtained either by taking part of the flow of expanded dry gas, for passage on the load, which reduces its flow by the same amount, or by internal heating of the load by electrical resistance with passage of 'part of the gas flow, which also causes a loss in the flow, or, finally, by using a thermal coil and a compressor providing an auxiliary heating circuit, which is an excessively expensive installation.
The known methods therefore greatly reduce the profitability of the installation both by reducing the flow rate and by increasing the cost price of the dried gas.
The object of the present invention is to obviate these drawbacks.
To this end, the installation according to the invention for drying compressed gases by adsorption is characterized in that the drying group consists of a cooler and two elements for drying by absorbent loads placed in communication by multi-way valves, the group of drying being supplied alternately with cold gas and with dry, oil-free hot gas, the hot gas being obtained by recovering the heat from thermocompression inside an economizer group consisting of a heat recovery unit and a refrigerant.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Figs. I to 6 are diagrams of the gas drying installation according to the various possible combinations of connection of the elements.
This installation comprises a compressor 1 supplying through a pipe 2 an economizer unit 3, which will be described later, itself supplying through a pipe 5 the drying unit 6, which supplies the dry air through its outlet pipe 7.
The air supplied to the economizer 3 by line 2 has a certain heat due to the compression that it has just undergone.
The economizer 3 consists first of all of a refrigerant 8 ensuring the cooling of the air supplied by the compressor and ridding this air of a large part of its humidity as well as of its oil, and of a chamber 9 recovery of the heat radiating from the pipe 10 when the latter is connected by a multi-way valve 11, to the pipe 2 connecting to the compressor.
The recovered heat is captured by the coil 12 thus making it possible to moderately heat the compressed air leaving the refrigerant 8 and therefore when it is already partially dried and deoiled.
At the inlet of the economizer 3, the multi-way valve 11 makes it possible to connect the pipe 2 either, as described above, with the pipe 10 of the heat recovery unit 9, or directly with the refrigerant 8.
The line 13 of the refrigerant outlet 8 is connected with a multi-way valve 14 allowing the connection of this line 13, either directly on the line 5 for supplying the drying group 6, or on the inlet of the coil 12 whose
At the same time, the outlet is automatically connected to the supply pipe 5 for the drying group 6.
This pipe 5 is itself connected to the drying group 6 by means of a multi-way valve 15 allowing connection either to the first dryer 16 or to the second dryer 17, the unused dryer inlet being located by the same.
second hand connected to the cooler outlet 19.
The same. at the outlet of the drying group, a multi-way valve 18 connects the dryer 16 or 17. used either directly on the outlet pipe 7. or first of all on the inlet of the cooler 19, which is, as explained above. in communication with the inlet of the second dryer 17, the outlet of which is then in direct communication with the pipe 7 by means of the outlet multi-way valve 18.
The operation of this installation is as follows (fig. 1):
Compressor I supplies air at a certain temperature to line 2: multi-way valve 11. at the inlet of the economizer, directs this hot compressed air to refrigerant 8 which brings this air to a temperature low enough to allow drying by means of the adsorbent load of the dryer 16 or 17; this refrigerated air is partially dried and deoiled by condensation. At the outlet of the refrigerant 8 the air is sent, via the pipes 13 and 5 as well as the multi-way valves 14 and 15, into the dryer 16 at the outlet of which the valve 18 directs it towards the pipe 7 connected to use.
After a while. the adsorbent charge of element 16 will be saturated and it will be necessary to regenerate this charge.
It is known that the regeneration of an adsorbent charge is obtained by passing hot air over the granules which constitute it.
For this regeneration shown in FIG. 2, and therefore in order to supply the drying group 6 with hot air, the compressor outlet pipe 2 is connected by the multi-way valve 11 with the branch circuit 10 passing inside the heat recovery unit 9. At the outlet from this heat recuperator, the bypass pipe 10 is returned to the multi-way valve 11 which puts it in communication with the refrigerant inlet pipe 8 which ensures, as before. air cooling, as well as its partial drying and de-oiling.
On the other hand, at the outlet of the refrigerant 8, the pipe 13 is connected by the multi-way valve 14 to the inlet of the coil 12, the outlet of which is automatically connected to the supply pipe 5.
Dry, oil-free air. thus heated by the coil 12, is brought to the load of the element 16 which can thus regenerate. At the outlet of element 16, the hot air is channeled through multi-way valve 18 to cooler 19 which brings it back to a sufficiently low temperature to obtain drying by adsorption. This air continues to travel through the multi-way valve 15, then to the second dryer 17, before being discharged through the multi-way valve 18 into the outlet pipe 7 going to the use.
When the charge of element 16 is regenerated, before reuse of this element, it is necessary to cool the charge and for this the air supplied by compressor I (fig. 3) follows the same circuit as in fig. I above. that is to say that it passes directly to the loudness of the compressor I in the refrigerant 8 and that the outlet 13 of the refrigerant 8 is directly connected to the supply pipe 5 of the drying group 6.
The multi-way valves 15 and 18 are left in the same positions as during the regeneration of the load of the element 16 (fig. 2) so that the air, supplied by the pipe 5, comes to cool the load of the dryer. 16 just regenerated. The cooling of this load causes a slight rise in the temperature of the air and, as a result, the latter passes through the cooler 19 before being completely dried by the second drying group 17 and discharged through the pipe 7. .
According to fig. 4, the cooling of the adsorbent charge can be obtained by a static means 20 external to the dryer.
In this case, the pipe 5 supplying the cold air is connected by the inlet multi-way valve 15 to the second dryer 17 which discharges it directly to the use pipe 7.
When the drying is complete, the load of the dryer 16 is ready for use. It is kept in reserve until the dryer load 17 is saturated.
When the adsorbent charge of the element 17 is in turn saturated, the regeneration is undertaken by supplying the pipe 5 with hot air (fig. 5), and by operating the multi-way outlet valve 18 so that at the outlet of element 17, the hot air used for regeneration is returned to the cooler 19 before passing through the first drying element 16 which then sends it into the outlet pipe 7. When the load of the drying element 17 is regenerated, it will be cooled.
To do this, leaving the valves 15 and 18 of the drying unit in their position (fig. 6), cold air will be admitted into it through line 5 which will cool the load of the drying element 17. , at the outlet of this element the slightly heated air will be brought back to the sufficiently low temperature by the cooler 19, before being completely dried by passing through the drying element 16. Also, this cooling could be obtained by a static means external to the dryer 17 as mentioned above during the cooling of the first dryer 16.
In another variant embodiment, the action of the multi-way valves is programmed in order to allow automatic operation of the assembly.
With such an installation, regeneration is obtained entirely free of charge since there is no loss of compressed air or the need for an auxiliary heating source. There is also no change in pressure. The regeneration temperature being low, this results in better resistance and longevity of the adsorbent charge.
This installation is applicable to all gases.