ES1071151U - Device for the treatment of gas, especially for the drying of natural gas and biogas (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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Abstract

Device for the treatment of gases, especially for the drying of natural gas and biogas, by adsorption in a bed of solid matter and a possibility of thermal regeneration of the bed of solid matter, comprising: - a hollow body (1) that forms a space for adsorption, - a bed of solid matter (4) disposed in the hollow body (1), which is suitable for at least partially adsorbing at least one gas component, - a first hole (2) which is suitable for introducing the gas mixture into the hollow body (1), - a second hole (3) which is suitable for evacuating the gas mixture from the hollow body (1) and - at least one electrode (5, 6) that is connected to a high frequency generator (af) (8) with a frequency between 1 and 50 mhz, Characterized in that the at least one electrode (5, 6) forms a part of the hollow body impervious to the gas (1) and/or is electrically connected to this and/or at least a part of the at least one electrode (5)., 6) is disposed within the bed of solid matter (4) and a humidity sensor (15) is positioned adjacent to the second hole (3) in the bed of solid matter (4). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Dispositivo para el tratamiento de gases, especialmente para el secado de gas natural y biogás.Gas treatment device, especially for drying natural gas and biogas.

La invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de gases, especialmente para el secado de gas natural y biogás, con el objetivo de eliminar componentes seleccionados, conteniendo un lecho de materia sólida con un componente adsorbente, que es apto para enriquecer al menos temporalmente estos componentes, que se halla al menos parcialmente en el margen de influencia de al menos un electrodo para introducir energía de alta frecuencia (AF), que a su vez está conectado, preferiblemente por medio de una red de adaptación electrónica, a una fuente de tensión de AF, para calentar dieléctricamente el lecho sólido.The invention relates to a device for gas treatment, especially for drying natural gas and biogas, with the aim of eliminating selected components, containing a bed of solid matter with a component adsorbent, which is apt to enrich at least temporarily these components, which is at least partially in the margin of influence of at least one electrode to introduce energy from high frequency (AF), which in turn is connected, preferably through an electronic adaptation network, to a source of AF voltage, to dielectrically heat the solid bed.

Especialmente el dispositivo puede ser utilizado para el secado de gases, preferiblemente gas natural y biogás, eliminando agua en una primera fase de manera adsorbente del flujo de gas y eliminando el agua del lecho sólido en otra fase por terrnodesorción, por lo cual el lecho sólido es calentado dieléctricamente directamente mediante la energía de AF.Especially the device can be used for drying gases, preferably natural gas and biogas, removing water in a first phase adsorbently from the flow of gas and removing the water from the solid bed in another phase by terrnodesorption, whereby the solid bed is heated dielectrically directly by AF energy.

La separación de materia mediante adsorción y subsiguiente regeneración térmica del material adsorbente es un proceso ampliamente difundido en la técnica de los procesos químicos. Especialmente esta tarea se plantea durante el tratamiento de gas natural y biogás, para poder suministrarlos según la especificación técnica a las redes de abastecimiento de gas existentes.The separation of matter by adsorption and Subsequent thermal regeneration of the adsorbent material is a process widely disseminated in the process technique Chemicals Especially this task arises during the natural gas and biogas treatment, to be able to supply them according to the technical specification to the supply networks of existing gas.

El secado de gas por ejemplo es imprescindible para impedir fenómenos de condensación durante el aumento de presión. Además puede dar lugar a una corrosión indeseada por la acción conjunta del agua y otros componentes del gas (p. ej. H_{2}S en caso de biogás).Gas drying for example is essential to prevent condensation phenomena during the increase of Pressure. It can also lead to unwanted corrosion by the joint action of water and other gas components (e.g. H2S in case of biogas).

La utilización técnica de gas natural y biogás requiere en muchos casos además la eliminación de compuestos sulfúricos, dióxido de carbono u oxígeno así como otros componentes.The technical use of natural gas and biogas in many cases it also requires the elimination of compounds sulfuric, carbon dioxide or oxygen as well as others components.

Para el secado de gas según el estado de la técnica hay disponibles fundamentalmente sobre todo tres principios del proceso: proceso de condensación, proceso de secado de gas por adsorción y absorción como por ejemplo el lavado de glicol.For drying gas according to the state of the technique there are fundamentally available primarily three principles of the process: condensation process, gas drying process by adsorption and absorption such as glycol washing.

El dispositivo según la invención está relacionado con el proceso de adsorción para la separación del gas. El principio básico consiste en este caso en que los componentes de gas correspondientes son ligados al adsorbedor. Esto ocurre generalmente a una temperatura relativamente más baja, en la mayoría de los casos a temperatura ambiente. Como resultado, un flujo de gas abandona el lecho de materia sólida, empobreciendo el componente correspondiente. Para garantizar una dirección del proceso casi continua, el componente del adsorbedor debe ser regenerado de nuevo. Los procedimientos más establecidos para ello se basan en la desorción por reducción de la presión o aumento de la temperatura. Después de la regeneración y el tamizaje de las materias desorbidas, el lecho sólido queda disponible de nuevo para la limpieza adsorptiva o separación del gas.The device according to the invention is related to the adsorption process for gas separation. The basic principle consists in this case in which the components of Corresponding gas are linked to the adsorber. This happens generally at a relatively lower temperature, in the Most cases at room temperature. As a result, a gas flow leaves the bed of solid matter, impoverishing the corresponding component. To guarantee an address of almost continuous process, the adsorber component must be regenerated again. The most established procedures for this they are based on desorption due to reduced pressure or increased temperature. After regeneration and screening of desorbed materials, the solid bed is available again for adsorptive cleaning or gas separation.

Otra posibilidad de eliminación de determinados componentes de gas de una mezcla consiste en transformar estas sustancias por reacción. Para ello se utilizan generalmente las reacciones catalíticas. Un ejemplo es la eliminación de trazas de oxigeno del gas natural o biogás utilizando un catalizador de metal noble que cataliza la oxidación. Este proceso en la mayoría de los casos tiene lugar en caso de temperatura elevada.Another possibility of eliminating certain gas components of a mixture consists of transforming these substances per reaction. For this, the catalytic reactions An example is the removal of traces of oxygen from natural gas or biogas using a metal catalyst noble that catalyzes oxidation. This process in most of the cases take place in case of high temperature.

El dispositivo según la invención debe servir para introducir energía de manera eficiente en un lecho de materia sólida, que sirve para el tratamiento de mezclas de gases, para iniciar procesos de desorción y de reacción.The device according to the invention must serve to efficiently introduce energy into a bed of matter solid, which is used for the treatment of gas mixtures, for initiate desorption and reaction processes.

Los procesos con cambio de temperatura están técnicamente establecidos, sin embargo el calentamiento de lechos de materia sólida es complicado en comparación con el calentamiento de medios fluidos, puesto que la conducción del calor dentro del lecho es generalmente más escasa. Así, el transporte de calor entre las partículas es limitado, puesto que ocurre preferiblemente sobre las superficies de contacto. Si el calor es introducido a través de paredes o elementos calefactores, la transmisión térmica por las superficies en el relleno tiene un efecto limitador.The processes with temperature change are technically established, however bed heating Solid matter is complicated compared to heating of fluid media, since heat conduction within the Bed is generally scarcer. Thus, heat transport between the particles is limited, since it preferably occurs over the contact surfaces. If heat is introduced through walls or heating elements, thermal transmission by Filling surfaces have a limiting effect.

Alternativamente, los lechos de materia sólida son calentados por el flujo de gas de soporte. En este caso sin embargo la escasa capacidad térmica del gas es limitativa para poder alcanzar indices de calentamiento. La concentración de las sustancias nocivas liberadas se une al flujo de gas de soporte necesario para el calentamiento. Esto conduce en muchos casos a una dilución indeseada. Por ejemplo la oxidación catalítica consecutiva de sustancias nocivas orgánicas, que ocurre por calentamiento del adsorbedor, debido a la dilución, ya no puede efectuarse de manera autotérmica, es decir, energéticamente efectiva.Alternatively, solid matter beds They are heated by the flow of support gas. In this case without However, the low thermal capacity of the gas is limited to be able to reach warming rates. The concentration of harmful substances released joins the flow of support gas necessary for heating. This leads in many cases to a unwanted dilution For example consecutive catalytic oxidation of harmful organic substances, which occurs by heating the adsorber, due to dilution, can no longer be carried out autothermal, that is, energetically effective.

Una regeneración térmica con vapor de agua, que es utilizada a menudo en el caso de carbón activo cargado con sustancias orgánicas, no resulta adecuada para las presentes aplicaciones para el tratamiento de gases.A thermal regeneration with water vapor, which it is often used in the case of active carbon loaded with organic substances, not suitable for the present Applications for gas treatment.

El calentamiento dieléctrico directo de medios sólidos es discutido desde hace unos años como una alternativa innovadora y prometedora de éxito en procesos convencionales. La ventaja esencial de este proceso consiste en que la acumulación de energía no depende de un medio fluido auxiliar (p. ej. un flujo de gas de soporte), sino que se realiza directamente "sin flujo de materia". Hasta ahora sin embargo se podía imponer el calentamiento de microondas (MO) solamente en algunas zonas parciales. La causa de ello reside en el hecho de que la homogeneidad de los perfiles de temperatura logrados solamente es aceptable para volúmenes pequeños (en el rango de cm^{3}) y que para muchos medios las profundidades de penetración de la radiación de microondas son demasiado escasas para una aplicación técnica. Además, las matrices acuosas cambian sus características dieléctricas de manera significante con el cambio de la humedad. Además, en el rango de microondas la posibilidad de acumulación de energía en si depende en la mayoría de los casos de la existencia de agua. Esto da lugar a que los materiales secos o materiales con escasa humedad frecuentemente no puedan ser calentados con microondas. Además, generalmente es imposible de acoplar siempre eficientemente las ondas electromagnéticas durante el proceso con humedad variable del adsorbedor. El resultado generalmente es una reflexión de las ondas electromagnéticas después del secado del material, de modo que la energía acumulada ya no produce el calentamiento del lecho sólido.Direct dielectric heating of media solids is discussed for a few years now as an alternative innovative and promising of success in conventional processes. The essential advantage of this process is that the accumulation of energy does not depend on an auxiliary fluid medium (eg a flow of support gas), but is performed directly "without flow of matter. "Until now, however, the microwave heating (MO) only in some areas partial. The cause of this lies in the fact that the homogeneity of the temperature profiles achieved is only acceptable for small volumes (in the range of cm3) and that for many means the depths of radiation penetration Microwaves are too scarce for a technical application. In addition, aqueous matrices change their characteristics dielectrics significantly with humidity change. In addition, in the microwave range the possibility of accumulation of energy itself depends in most cases of existence of water. This results in dry materials or materials with low humidity often cannot be heated with microwave. In addition, it is usually impossible to always attach efficiently electromagnetic waves during the process with variable humidity of the adsorber. The result is usually a reflection of electromagnetic waves after drying material, so that the accumulated energy no longer produces the solid bed heating.

La tarea de la presente invención es superar las desventajas descritas según el estado de la técnica y proveer un dispositivo que permita calentar los lechos de materia sólida de diferentes materiales con humedad y polaridad variable de manera eficiente en lo que se refiere a la energía y calentarlos de manera homogénea en caso de necesidad, para permitir diversos procesos iniciados térmicamente como la deserción en general, regeneración de lechos sólidos utilizados para el secado de gases en especial así como transformaciones catalíticas de sustancias adsorbidas.The task of the present invention is to overcome the disadvantages described according to the state of the art and provide a device that allows heating the solid matter beds of different materials with humidity and polarity variable so energy efficient and heat them up homogeneous if necessary, to allow various processes thermally initiated such as attrition in general, regeneration of solid beds used for drying gases especially as well as catalytic transformations of adsorbed substances.

La tarea de la invención es solucionada según la reivindicación independiente. Las reivindicaciones secundarias comprenden formas de realización preferidas.The task of the invention is solved according to the independent claim. The secondary claims They comprise preferred embodiments.

Según la invención, se provee un dispositivo para la separación de componentes de una mezcla de gases mediante adsorción en un lecho de materia sólida, que comprende un cuerpo hueco impermeable al gas, que forma una cámara de reacción para la adsorción, un lecho de materia sólida dispuesto en el cuerpo hueco impermeable al gas, que es adecuado para adsorber al menos parcialmente al menos un componente de gas, un primer orificio, que es adecuado para introducir la mezcla de gas en el cuerpo hueco impermeable al gas, un segundo orificio que es adecuado para evacuar la mezcla de gas del cuerpo hueco impermeable al gas y al menos un electrodo que está conectado a un generador de alta frecuencia (AF), en el cual el al menos un electrodo es una parte del cuerpo hueco impermeable al gas y1o al menos una parte de al menos un electrodo está dispuesto dentro del lecho de materia sólida y donde un sensor de humedad está posicionado adyacente al segundo orificio en el lecho de materia sólida. El concepto "impermeable al gas" se entiende aquí y en lo sucesivo que el flujo de gas parasitario que abandona el receptáculo involuntariamente es muy pequeño en comparación con el flujo de gas que entra por los orificios previstos para ello. Particularmente el flujo de gas que abandona involuntariamente el receptáculo es inferior al 10%, preferiblemente comprende menos del 3%, aún mas preferiblemente menos del 0,3% del flujo de gas entrante por los orificios previstos para
ello.
According to the invention, a device is provided for the separation of components of a gas mixture by adsorption in a bed of solid matter, comprising a hollow body impermeable to gas, which forms a reaction chamber for adsorption, a bed of matter solid disposed in the gas impermeable hollow body, which is suitable for at least partially adsorbing at least one gas component, a first hole, which is suitable for introducing the gas mixture into the gas impermeable hollow body, a second hole which It is suitable for evacuating the gas mixture from the gas impermeable hollow body and at least one electrode that is connected to a high frequency generator (AF), in which the at least one electrode is a part of the gas impermeable hollow body and at least a part of at least one electrode is disposed within the bed of solid matter and where a humidity sensor is positioned adjacent to the second hole in the bed of matter solid. The "gas impermeable" concept is understood here and hereafter that the flow of parasitic gas leaving the receptacle involuntarily is very small compared to the flow of gas entering through the holes provided for it. Particularly the gas flow leaving the receptacle involuntarily is less than 10%, preferably it comprises less than 3%, even more preferably less than 0.3% of the incoming gas flow through the holes provided for
it.

Según la invención, la disposición consiste por lo tanto en un compartimento del reactor, que presenta al menos una entrada y al menos una salida para el flujo de gas y donde está dispuesto un lecho de materia sólida, que puede adsorber al menos un componente de gas al menos parcialmente. El lecho de materia sólida se encuentra al menos parcialmente en el margen de influencia de al menos un electrodo que está conectado a su vez a un generador de AF. Entre el al menos un electrodo y el generador de AF está dispuesta preferiblemente una red de adaptación electrónica que permite la precompensación de la impedancia variable del lecho de materia sólida en la resistencia interior del generador de AF.According to the invention, the arrangement consists of therefore in a reactor compartment, which has at least one inlet and at least one outlet for the gas flow and where it is arranged a bed of solid matter, which can adsorb at least a gas component at least partially. The bed of matter solid is at least partially in the margin of influence of at least one electrode that is in turn connected to a  AF generator. Between the at least one electrode and the generator AF is preferably arranged an electronic adaptation network which allows precompensation of the variable bed impedance of solid matter in the internal resistance of the generator AF.

Preferiblemente el primer orificio y el segundo orificio están dispuestos opuestos al cuerpo hueco impermeable al gas. En el primer orificio pueden estar dispuestos opcionalmente medios para el suministro de la mezcla de gases y en el segundo orificio pueden estar dispuestos medios para la evacuación de la mezcla de gases. Los medios para el suministro y la evacuación de la mezcla de gases están configurados de tal manera que sean adecuados para realizar un flujo de gas continuo.Preferably the first hole and the second hole are arranged opposite the hollow body impermeable to gas. In the first hole they can be optionally arranged means for supplying the gas mixture and in the second hole may be arranged means for evacuation of the gas mixture Means for supply and evacuation of the gas mixture are configured so that they are suitable for continuous gas flow.

El primero y el segundo orificio en el cuerpo hueco impermeable al gas sirven esencialmente para el suministro y la evacuación del flujo de gas. Por lo tanto la sección transversal de los orificios es pequeña en comparación con la superficie total del cuerpo hueco. Preferiblemente la superficie de la sección transversal del primero o segundo orificio es inferior al 20%, preferiblemente inferior al 10% y preferiblemente aún inferior al 5% de la superficie del cuerpo hueco impermeable al gas. Según la invención, el cuerpo hueco puede presentar otros orificios, por ejemplo para introducir sensores o similares.The first and the second hole in the body gas-impermeable hollow essentially serve for supply and the evacuation of the gas flow. Therefore the cross section of the holes is small compared to the total area of the hollow body. Preferably the surface of the section transverse of the first or second hole is less than 20%, preferably less than 10% and preferably still less than 5% of the gas impermeable hollow body surface. According to invention, the hollow body may have other holes, by example to introduce sensors or similar.

El cuerpo hueco impermeable al gas según la invención es llenado hasta al menos el 50%, preferiblemente hasta el 70% y aún mas preferiblemente hasta el 90% con el lecho de materia sólida. En lo que concierne el lecho de materia sólida se trata preferiblemente de un lecho empacado de partículas sólidas. En otras variantes preferidas sin embargo son utilizadas también materias sólidas como cuerpos de moldeo cerámicos, de especial preferencia como cuerpos de panales. Fundamentalmente son adecuadas todas las disposiciones a este respecto que permitan un contacto suficiente del flujo de gas con el cuerpo sólido. No obstante, de ahora en adelante se usa para todas las opciones el concepto unitario de lecho de materia sólida.The gas impermeable hollow body according to the invention is filled up to at least 50%, preferably up to 70% and even more preferably up to 90% with the bed of solid matter As far as the bed of solid matter is concerned, it is preferably a packed bed of solid particles. In other preferred variants, however, they are also used. solid materials such as ceramic molding bodies, especially preference as honeycomb bodies. Fundamentally they are suitable all provisions in this regard that allow contact Enough of the gas flow with the solid body. However, of from now on the concept is used for all options solid material bed unit.

En otra disposición preferida, el al menos un electrodo está dispuesto en el cuerpo hueco impermeable al gas, de tal manera que al menos el 50%, preferiblemente al menos el 70%, aún mas preferiblemente al menos el 90% del mismo esté dispuesto en el lecho de materia sólida o a lo largo del lecho de materia sólida. Por consiguiente, el al menos un electrodo tensa al menos el 50%, preferiblemente al menos el 70% y aún mas preferiblemente al menos el 90% del lecho de materia sólida según la invención a lo largo de su expansión espacial.In another preferred arrangement, the at least one electrode is disposed in the gas impermeable hollow body, of such that at least 50%, preferably at least 70%, even more preferably at least 90% thereof is arranged in the bed of solid matter or along the bed of matter solid. Therefore, the at least one electrode strains at least the  50%, preferably at least 70% and even more preferably at minus 90% of the bed of solid matter according to the invention at throughout its spatial expansion.

En otra disposición preferida, el al menos un electrodo está dispuesto verticalmente al eje del cuerpo del reactor. En este caso, el al menos un electrodo según la invención ocupa al menos el 50%, preferiblemente al menos el 70%, aún mas preferiblemente al menos el 90% de la sección transversal del lecho de materia sólida.In another preferred arrangement, the at least one electrode is arranged vertically to the axis of the body of the reactor. In this case, the at least one electrode according to the invention occupies at least 50%, preferably at least 70%, even more preferably at least 90% of the bed cross section of solid matter.

En una forma de realización preferida, en lo que concierne el cuerpo hueco impermeable al gas, en su forma exterior, se trata de un cilindro. En otra forma de realización preferida se trata de un paralelepipedo. Las formas de realización preferidas además están caracterizadas en que la sección transversal verticalmente a la dirección de flujo no es modificada esencialmente por el reactor (preferiblemente menos del 30%, aún mas preferiblemente menos del 10%). La invención sin embargo no está ligada fundamentalmente a una determinada forma del cuerpo hueco impermeable al gas y por consiguiente del lecho de materia sólida siendo también posible cualquier otra geometría, sin que limite la funcionalidad de las disposiciones.In a preferred embodiment, in which concerns the hollow body impermeable to gas, in its outer form, It is a cylinder. In another preferred embodiment, It's about a parallelepiped. Preferred Embodiments they are also characterized in that the cross section vertically to the flow direction is not essentially modified  by the reactor (preferably less than 30%, even more preferably less than 10%). The invention however is not linked fundamentally to a certain hollow body shape gas impermeable and consequently of the solid material bed any other geometry is also possible, without limiting the functionality of the provisions.

La superficie de base y la superficie de cubierta del cuerpo hueco cilíndrico impermeable al gas están elaboradas como componentes aislantes en una configuración preferida, por lo cual los componentes aislantes pueden ser diseñados perforados y por lo tanto pueden ser también permeables al gas. Aislante en este sentido significa que la conductividad de AF de los materiales es inapreciable. En otra configuración preferida, el primer orificio o el segundo orificio están dispuestos sobre la superficie base (aislante) o la superficie de cubierta (aislante) del cuerpo hueco cilíndrico impermeable al gas o estos orificios son realizados en su totalidad por materiales perforados.The base surface and the surface of Gas-proof cylindrical hollow body cover are made as insulating components in a configuration preferred, whereby the insulating components may be designed perforated and therefore can also be permeable to gas. Insulator in this direction means that the conductivity of AF of the materials is invaluable. In another preferred configuration, the first hole or the second hole are arranged on the base surface (insulator) or cover surface (insulator) of the gas-impermeable cylindrical hollow body or these holes They are made entirely by perforated materials.

En una variante preferida según la invención, el al menos un electrodo está conectado de manera eléctricamente conductiva al cuerpo hueco, especialmente con el apantallamiento o la envolvente exterior del reactor. En una variante preferida según la invención, el cuerpo hueco o una parte del cuerpo hueco mismo es el electrodo según la invención. En otra configuración preferida, el al menos un electrodo representa una superficie base del cuerpo hueco cilíndrico o en forma de paralelepipedo. Preferiblemente, el electrodo puede estar configurado de manera permeable al gas o perforado.In a preferred variant according to the invention, the at least one electrode is electrically connected conductive to the hollow body, especially with shielding or the outer shell of the reactor. In a preferred variant according to the invention, the hollow body or a part of the hollow body itself is the electrode according to the invention. In another preferred configuration, the at least one electrode represents a base surface of the body cylindrical or parallelepiped shaped hollow. Preferably, the electrode can be configured permeable to gas or Perforated.

Preferiblemente, los electrodos son utilizados por pares. Según la invención, los electrodos son alimentados entonces con una tensión alterna de alta frecuencia, con lo cual uno de los electrodos es denominado electrodo frío y un electrodo es denominado electrodo caliente. Como electrodo frío está definido en este caso el electrodo puesto a tierra. En una variante de realización especialmente preferida, el electrodo frío está unido de manera eléctricamente conductiva con la envolvente exterior del cuerpo hueco o la envolvente exterior misma representa el electrodo frío.Preferably, the electrodes are used. by pairs. According to the invention, the electrodes are fed then with a high frequency alternating voltage, which one of the electrodes is called a cold electrode and an electrode It is called hot electrode. How cold electrode is defined in this case the grounded electrode. In a variant of Especially preferred embodiment, the cold electrode is connected to electrically conductive way with the outer envelope of the hollow body or the outer shell itself represents the electrode cold.

En otra configuración de la invención están previstos más de dos electrodos que son alimentados con una tensión alterna de alta frecuencia. Preferiblemente están previstos un electrodo caliente y varios electrodos fríos.In another configuration of the invention are provided more than two electrodes that are fed with a voltage High frequency alternate. Preferably a hot electrode and several cold electrodes.

Los electrodos fríos y calientes están conectados preferiblemente a la red de adaptación electrónica y entre ambos electrodos se encuentra el lecho de materia sólida o al menos una parte del lecho de materia sólida.The hot and cold electrodes are preferably connected to the electronic adaptation network and between the two electrodes is the bed of solid matter or at minus a part of the bed of solid matter.

Como electrodos se utilizan preferiblemente electrodos de barra o electrodos de placas. En una configuración especialmente preferida de la invención son utilizados electrodos de placas paralelos. Los electrodos de placas paralelos garantizan un perfil de temperatura con gradientes escasos para lechos de materia sólida homogéneos y por consiguiente son más adecuados para un calentamiento homogéneo.As electrodes they are preferably used bar electrodes or plate electrodes. In a configuration especially preferred of the invention electrodes are used of parallel plates. Parallel plate electrodes guarantee a temperature profile with low gradients for beds of homogeneous solid matter and therefore are more suitable for a homogeneous heating.

Según la invención, los electrodos pueden ser dispuestos también coaxialmente. Una disposición coaxial es más adecuada para reducir una irradiación electromagnética al ambiente. En este caso, el lecho de materia sólida se encuentra entre un electrodo revestido cilíndrico exterior, que está conectado preferiblemente como electrodo frío, y un electrodo interior de barra o tubular, que funciona preferiblemente como electrodo caliente. La disposición representa por consiguiente un condensador de cilindro. Aunque la intensidad del campo eléctrico que se reduce en dirección radial al exterior da lugar a un calentamiento heterogéneo, puede garantizarse una constancia de temperatura suficiente por el lecho sólido, debido a los procesos de transporte de calor en el lecho sólido.According to the invention, the electrodes can be also coaxially arranged. A coaxial arrangement is more suitable to reduce electromagnetic irradiation to the environment. In this case, the bed of solid matter is between a outer cylindrical coated electrode, which is connected preferably as a cold electrode, and an inner electrode of rod or tubular, which preferably works as an electrode hot. The arrangement therefore represents a capacitor of cylinder. Although the intensity of the electric field is reduced in radial direction to the outside gives rise to a heating heterogeneous, a temperature constancy can be guaranteed enough for the solid bed, due to transport processes of heat in the solid bed.

La elección de la geometría de los electrodos, de los cuales también son posibles otras variantes, está determinada por las exigencias del respectivo proceso (homogeneidad de temperatura necesaria, requisitos mecánicos para la disposición, indices de calentamiento a lograr etc.). Preferiblemente, los dos electrodos son separadas por componentes aislantes, eventualmente perforados.The choice of electrode geometry, of which other variants are also possible, is determined by the requirements of the respective process (homogeneity of necessary temperature, mechanical requirements for disposal, heating rates to be achieved etc.). Preferably both electrodes are separated by insulating components, eventually perforated

Los electrodos según la invención son conectados al generador de AF, que proporciona tensiones de alta frecuencia con una frecuencia de entre 1 y 50 MHz, por medio de una red de adaptación electrónica, es decir el llamado matchbox. La red de adaptación electrónica permite la compensación de la impedancia variable del lecho de materia sólida a la resistencia interior del generador de AF y permite por consiguiente una transmisión sin reflexión de la energía de AF del generador al lecho de materia sólida. Por lo tanto, contrariamente a las instalaciones de microondas convencionales, existe la posibilidad de un calentamiento del lecho de materia sólida muy eficiente en lo que se refiere a la energía y la energía de AF suministrada puede ser transformada casi completamente en calor de proceso. Especialmente preferida es la utilización de frecuencias autorizadas para la aplicación en el sector industrial, científico y médico, como por ejemplo las frecuencias ISM de 13,56 ó 27 MHz.The electrodes according to the invention are connected to the AF generator, which provides high frequency voltages with a frequency between 1 and 50 MHz, through a network of electronic adaptation, ie the so-called matchbox. The network of electronic adaptation allows impedance compensation variable of the solid matter bed to the internal resistance of the AF generator and therefore allows a transmission without reflection of the AF energy from the generator to the material bed solid. Therefore, contrary to the facilities of conventional microwaves, there is the possibility of a solid material bed heating very efficient in what refers to the energy and the supplied AF energy can be almost completely transformed into process heat. Especially preferred is the use of authorized frequencies for the application in the industrial, scientific and medical sector, as per example the ISM frequencies of 13.56 or 27 MHz.

Preferiblemente, la disposición contiene además al menos un sensor de temperatura fibróptico, que está conectado a un aparato de evaluación. Preferiblemente hay también unas sensores en la zona de entrada de flujo y/o en la zona de salida de flujo de la mezcla de gases para la caracterización de la composición de gases. En una variante preferida de los dispositivos, los sensores y aparatos de evaluación individuales están conectados a un ordenador personal con un sistema de dirección de procesos. En una variante preferida del dispositivo un sensor de humedad, que detecta el estado de carga del adsorbedor y visualiza una rotura inminente del frente de carga de agua, es colocado delante del extremo del lecho de materia sólida.Preferably, the arrangement further contains at least one fiberoptic temperature sensor, which is connected to An evaluation device. Preferably there are also sensors in the flow inlet zone and / or in the flow outlet zone of the gas mixture for the characterization of the composition of gases In a preferred variant of the devices, the sensors and individual evaluation devices are connected to a Personal computer with a process management system. In a preferred variant of the device a humidity sensor, which detects the adsorber charge status and visualizes a break imminent of the water loading front, is placed in front of the bed end of solid matter.

Opcionalmente un media para la adición y/o la dosificación de un medio de transmisión se encuentra en el flujo de entrada al reactor o en la zona de entrada del reactor. El medio para introducir un medio de transmisión puede ser utilizado para iniciar un impulso termo-cromatográfico. Preferiblemente se usa agua como fluido de transmisión. El impulso termo-cromatográfico no sólo es adecuado para la termodesorción de los componentes orgánicos del gas adsorbidos o para la iniciación de una reacción catalizada. El impulso termo-cromatográfico puede ser utilizado también para procesos de secado, cuando el lecho de materia sólida no ha sido cargado hasta alcanzar la capacidad de carga. En este caso, la inyección de agua y el impulso producido pueden dar lugar a una descarga adicional de agua del lecho sólido.Optionally a mean for the addition and / or the Dosage of a transmission medium is in the flow of inlet to the reactor or in the inlet zone of the reactor. The middle to introduce a transmission medium can be used to Start a thermo-chromatographic pulse. Preferably water is used as a transmission fluid. Momentum thermo-chromatographic is not only suitable for thermodesorption of the organic components of the adsorbed gas or for the initiation of a catalyzed reaction. Momentum thermo-chromatographic can also be used for drying processes, when the bed of solid matter has not been loaded until the load capacity is reached. In this case, the water injection and the momentum produced can lead to a additional discharge of water from the solid bed.

Como materiales de lecho de materia sólida son usadas preferiblemente sustancias absorbentes, como el carbón activo, zeolita de diferentes estructuras u óxidos de metales porosos así como sus mezclas. Estos presentan preferiblemente una alta porosidad con superficies grandes específicas (típicamente más de 100 m^{2}/g, preferiblemente más de 200 m^{2}/g). En muchos casos se añade un ligante a estos materiales antes de la inyección, para lograr una mejor estabilidad mecánica. En lo sucesivo, estos materiales mixtos son denominados sin embargo de manera simplificada como el componente con actividad de adsorción.As solid matter bed materials are preferably used absorbent substances, such as coal active, zeolite of different structures or metal oxides porous as well as their mixtures. These preferably have a high porosity with specific large surfaces (typically more 100 m 2 / g, preferably more than 200 m 2 / g). In many cases a binder is added to these materials before injection, to achieve better mechanical stability. Hereinafter, these mixed materials are called however however simplified as the component with adsorption activity.

En una variante preferida para el secado de gas este material es zeolita hidrófila, especialmente en este caso se prefieren las zeolitas 3A, 4A, NaY y 13X. En otra variante preferida, para la eliminación de sustancias hidrófobas del flujo de gas, como por ejemplo compuestos orgánicos no polares, se usan materiales hidrófobos. En este caso se prefiere especialmente la utilización de un material de lecho de materia sólida, que contiene una zeolita Y desaluminada con una alta relación de Si/Al.In a preferred variant for gas drying this material is hydrophilic zeolite, especially in this case it prefer zeolites 3A, 4A, NaY and 13X. In another variant preferred, for the removal of hydrophobic substances from the flow of gas, such as non-polar organic compounds, are used hydrophobic materials In this case, the use of a solid material bed material, which contains a zeolite and skimmed with a high Si / Al ratio.

En el caso de una transformación reactiva prevista del componente de gas previamente adsorbido, la utilización de un componente catalizador suplementario en el lecho de materia sólida es ventajoso. Como catalizadores se utilizan por ejemplo metales nobles, preferiblemente platino, o Perowskit u otros materiales oxidicos. Los catalizadores son aplicados preferiblemente sobre materiales de soporte porosos. Estos materiales porosos presentan típicamente porosidades entre 0,2 y 0,7.In the case of a reactive transformation planned of the previously adsorbed gas component, the use of a supplementary catalyst component in the bed Solid matter is advantageous. As catalysts they are used by example noble metals, preferably platinum, or Perowskit or Other oxidic materials. The catalysts are applied preferably on porous support materials. These Porous materials typically have porosities between 0.2 and 0.7.

La materia sólida, que es usada como adsorbente y/o como catalizador, es especialmente un granulado u otro producto a granel, donde los diámetros de grano están preferiblemente en el rango milimétrico. Especialmente adecuado según la invención son granulometrias del orden de 0,1 a 10 mm, preferiblemente de 1 a 5 mm, aún más preferido de 1 a 3 mm.Solid matter, which is used as an adsorbent and / or as a catalyst, it is especially a granulate or other product in bulk, where the grain diameters are preferably in the millimeter range Especially suitable according to the invention are granulometries of the order of 0.1 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm, even more preferred from 1 to 3 mm.

Preferiblemente se elimina un componente gaseoso inorgánico u orgánico de la mezcla de gas. Por ejemplo pueden eliminarse el dióxido de carbono, oxigeno o compuestos sulfúricos de las mezclas de gas a limpiar.Preferably a gaseous component is removed inorganic or organic gas mixture. For example they can remove carbon dioxide, oxygen or sulfuric compounds of the gas mixtures to be cleaned.

Especialmente preferido es utilizar el dispositivo según la invención para el secado de mezclas de gas. La sustancia eliminada con especial preferencia es consecuentemente el agua.Especially preferred is to use the device according to the invention for drying gas mixtures. The substance removed with special preference is consequently the Water.

La regeneración del adsorbente puede realizarse, por ej., mediante ondas de radio, por lo cual puede ser lograda una reducción de la presión en el dispositivo. En esta configuración de la invención, el dispositivo comprende adicionalmente un medio para la generación de ondas de radio.Adsorbent regeneration can be performed, for example, by means of radio waves, whereby a Pressure reduction in the device. In this configuration of the invention, the device further comprises a means for Radio wave generation.

El dispositivo descrito permite, superando el estado de la técnica, una serie de opciones de aplicación, de las cuales algunas son descritas en lo sucesivo de manera ejemplar, para describir con más detalle una función del dispositivo y el papel de los componentes individuales.The described device allows, surpassing the state of the art, a series of application options, of the which some are described hereinafter in an exemplary manner, to describe in more detail a function of the device and the Role of individual components.

Se entiende que esta invención no está limitada a los dispositivos específicos, compuestos y condiciones, como están descritos en la misma, puesto que estos pueden variar. Se entiende además, que la presente terminologia utilizada exclusivamente sirve para la descripción de formas de realización particulares y no debe limitar el alcance de protección de la invención. Según se utilizaron en el presente caso en la especificación inclusive las reivindicaciones adjuntas, a las formas de vocabulario en singular, como por ej. "uno", "una", "de una", "el", "la" o "lo" correspondiente el plural, a menos que el contexto no indique terminantemente otra cosa. Por ejemplo la referencia a "un media para dosificar un medio de transmisión" contiene un media singular o varios medios que pueden ser a su vez idénticos o diferentes.It is understood that this invention is not limited to specific devices, compounds and conditions, such as are described therein, since these may vary. Be further understand that the present terminology used exclusively for the description of embodiments individuals and should not limit the scope of protection of the invention. As used in the present case in the specification including the appended claims, to the singular vocabulary forms, such as "one", "one", "one", "the", "the" or "it" corresponding to the plural, unless the context does not indicate strictly another thing. For example the reference to "a mean to dose a transmission medium "contains a medium singular or several means that can be identical or different.

El dispositivo permite diversos modos de acumulación de energía y especialmente el calentamiento del lecho sólido y de la realización de diferentes perfiles de temperatura. Particularmente es posible calentar el lecho sólido de manera homogénea y libre de gas portador en comparación con las alternativas según el estado de la técnica, pudiendo ser tratados también volúmenes técnicamente relevantes en la escala de litros y de metros cúbicos. Preferiblemente, el volumen del lecho de materia sólida en un dispositivo según la invención es de 0,001 a 100 metros cúbicos, preferiblemente de 0,01 a 10 metros cúbicos.The device allows various modes of energy accumulation and especially bed heating solid and the realization of different temperature profiles. Particularly it is possible to heat the solid bed in a manner homogeneous and free of carrier gas compared to alternatives according to the state of the art, and can be treated also technically relevant volumes on the scale of liters and of cubic meters. Preferably, the volume of the bed of matter solid in a device according to the invention is from 0.001 to 100 cubic meters, preferably 0.01 to 10 cubic meters.

Además es sin embargo también posible como opción, según se había descrito ya, iniciar un impulso del flujo de materia acoplado que, por la inyección de un medio de transmisión, recorre el lecho sólido, es decir un llamado impulso termo-cromatográfico. Para esto se inyecta un medio de transmisión, preferiblemente agua, en el flujo de gas y el mismo es adsorbido al menos parcialmente en el material de lecho sólido. Esto conduce a una absorción reforzada de energía de AF en la zona correspondiente del lecho sólido, lo que a su vez da lugar a un calentamiento reforzado. Así se produce la desorción del medio de transmisión y el transporte ulterior con el flujo de gas. Si se logran rangos de lecho sólido más fríos, se ocasiona de nuevo una adsorción y un sobrecalentamiento local. Este proceso prosigue, hasta que el impulso termo-cromatográfico haya recorrido el lecho sólido y alcance la salida del reactor. El aumento selectivo de la temperatura permite lograr los deseados procesos térmicamente iniciados, como por ejemplo la regeneración del lecho sólido durante el secado de gas o la separación por adosrción de gas y la transformación catalítica de componentes de gas adsorbidos, muy eficientemente en lo que se refiere a la energía.In addition it is however also possible as option, as already described, initiate a momentum of the flow of coupled matter which, by the injection of a transmission medium, runs along the solid bed, that is a so-called impulse thermo-chromatographic For this a medium is injected of transmission, preferably water, in the gas flow and the same it is adsorbed at least partially in the solid bed material. This leads to a reinforced absorption of AF energy in the area corresponding solid bed, which in turn results in a reinforced heating. Thus the desorption of the means of Transmission and subsequent transport with gas flow. Whether they achieve colder solid bed ranges, again a adsorption and local overheating. This process continues, until the thermo-chromatographic pulse has travel the solid bed and reach the reactor outlet. He selective increase in temperature allows to achieve the desired thermally initiated processes, such as regeneration of the solid bed during gas drying or separation by gas adosrtion and the catalytic transformation of components of adsorbed gas, very efficiently when it comes to the Energy.

Descripción breve de las figurasBrief description of the figures

Figura 1 Dispositivo según la invención para el tratamiento de gases, especialmente para el secado de gas natural o biogás.Figure 1 Device according to the invention for the gas treatment, especially for drying natural gas or biogas

Figura 2 Geometrías preferidas de electrodos para la realización del calentamiento dieléctrico de un lecho de materia sólida.Figure 2 Preferred electrode geometries for carrying out the dielectric heating of a bed of solid matter

Figura 3a Secado de gas por medio de un lecho de materia sólida de la zeolita 13X a temperatura ambiente.Figure 3a Gas drying by means of a bed of solid matter of zeolite 13X at room temperature.

Figura 3b Regeneración térmica del lecho sólido (zeolita 13X) mediante calentamiento a alta frecuencia.Figure 3b Thermal regeneration of the solid bed (13X zeolite) by high frequency heating.

Figura 4a Secado de gas sobre un lecho vibratorio de zeolita NaY a temperatura ambiente.Figure 4a Drying gas on a bed vibrating zeolite NaY at room temperature.

Figura 4b Regeneración térmica del lecho sólido (zeolita NaY) mediante calentamiento a alta frecuencia.Figure 4b Thermal regeneration of the solid bed (NaY zeolite) by high frequency heating.

Un ejemplo de realización para la disposición según la invención está contenido en la figura 1. La figura 1 ilustra un dispositivo según la invención para el secado de gases con los siguientes componentes. Un cuerpo hueco en forma de paralelepípedo 1 está llenado con un lecho de materia sólida 4. Por un primer orificio 2 fluye una mezcla de gases en el lecho de materia sólida 4. Por un segundo orificio 3, el gas secado abandona el cuerpo hueco 1. Un electrodo 6 caliente en medio de lecho de materia sólida 4 está posicionado a lo largo del eje longitudinal del cuerpo hueco 1. Un electrodo frío 5 representa parcialmente la envolvente exterior del cuerpo hueco 1 en forma de paralelepípedo. Como superficie base y superficie de cubierta del paralelepípedo están dispuestos unos componentes perforados 14, que aíslan los electrodos 5 y 6 el uno contra el otro. Los electrodos 5 y 6 están unidos por medio de una red de adaptación electrónica 7 a un generador de AF 8 para la alimentación de tensión de AF. A través de un sensor de temperatura fibróptico 9, que está conectado a un aparato de evaluación 10, la temperatura es controlada en el lecho de materia sólida 4. Delante del segundo orificio 3, un poco antes de que el gas abandone de nuevo el lecho de materia sólida 4, está posicionado un sensor de humedad 15. Los sensores para la caracterización de la composición de gas 12 están previstos tanto en el flujo de entrada como también en el rango de flujo de salida del gas. Los sensores y aparatos de evaluación individuales están conectados a un ordenador personal 13 con un sistema de control de procesos. Un medio para la dosificación de un medio de transmisión 11 para la iniciación de un impulso termo-cromatográfico está dispuesto al principio del lecho de materia sólida 4.An embodiment example for the arrangement according to the invention is contained in figure 1. figure 1 illustrates a device according to the invention for drying gases With the following components. A hollow body shaped parallelepiped 1 is filled with a bed of solid matter 4. By a first hole 2 flows a mixture of gases into the bed of solid matter 4. By a second hole 3, the dried gas leaves the hollow body 1. A hot electrode 6 in the middle of a bed of solid matter 4 is positioned along the longitudinal axis of the hollow body 1. A cold electrode 5 partially represents the outer shell of the hollow body 1 in the form of a parallelepiped. As the base surface and cover surface of the parallelepiped perforated components 14 are arranged, which isolate the electrodes 5 and 6 against each other. Electrodes 5 and 6 are linked by means of an electronic adaptation network 7 to a AF generator 8 for the supply of AF voltage. Through of a fiber optic temperature sensor 9, which is connected to a evaluation apparatus 10, the temperature is controlled in the bed of solid matter 4. In front of the second hole 3, a little before that the gas leaves the bed of solid matter 4 again, it is positioned a humidity sensor 15. The sensors for the characterization of the gas composition 12 are provided both in the input flow as well as in the output flow range of gas Individual sensors and evaluation devices are connected to a personal computer 13 with a control system processes Means for dosing a transmission medium 11 for the initiation of an impulse thermo-chromatographic is arranged at the beginning of the solid matter bed 4.

La figura 2 ilustra geometrías preferidas de electrodos para la realización del calentamiento dieléctrico del lecho de materia sólida 4. Los electrodos de placas paralelos pueden ser dispuestas paralelamente a la dirección de flujo. Así, el electrodo caliente 6 está dispuesto en el lecho de materia sólida. La envolvente exterior del cuerpo hueco 1 representa parcialmente el electrodo frío 5 (figura 2a). Una variante alternativa ilustra la figura 2b. Los electrodos de placas paralelos están dispuestas verticalmente a la dirección de flujo, el lecho de materia sólida 4 está posicionado entre los electrodos. El flujo de gas alcanza y abandona el lecho de materia sólida 4 fluyendo a través de los electrodos 5 y 6. A este fin los electrodos 5 y 6 están configurados impermeables al gas o perforados. Los electrodos de placas paralelos garantizan un perfil de temperatura con gradientes escasos para lechos homogéneos de materia sólida y son por consiguiente mejor adecuados para un calentamiento homogéneo.Figure 2 illustrates preferred geometries of electrodes for the realization of dielectric heating of the solid matter bed 4. Parallel plate electrodes They can be arranged parallel to the flow direction. So, the hot electrode 6 is arranged in the bed of matter solid. The outer shell of the hollow body 1 represents partially the cold electrode 5 (figure 2a). A variant alternative illustrates figure 2b. Plate electrodes parallel are arranged vertically to the flow direction, the Solid matter bed 4 is positioned between the electrodes. He gas flow reaches and leaves the bed of solid matter 4 flowing through electrodes 5 and 6. To this end the electrodes 5 and 6 are configured impervious to gas or perforated Parallel plate electrodes guarantee a profile of temperature with little gradients for homogeneous beds of solid matter and are therefore better suited for a homogeneous heating.

En otra configuración, los electrodos están dispuestos coaxialmente (figura 2c). El electrodo caliente 6 de barra o tubular está rodeado por lo tanto por el electrodo revestido frío 5. El lecho de materia sólida 4 se encuentra entre el electrodo revestido 5 y el electrodo interior 6. Una disposición coaxial de esta estructura es mejor adecuada para reducir una irradiación electromagnética al ambiente.In another configuration, the electrodes are coaxially arranged (figure 2c). The hot electrode 6 of rod or tubular is therefore surrounded by the electrode cold coated 5. The solid matter bed 4 is between the  coated electrode 5 and inner electrode 6. An arrangement Coaxial of this structure is better suited to reduce a electromagnetic irradiation to the environment.

Ejemplo de aplicación 1Application example one

En el ejemplo de aplicación 1 el dispositivo es aprovechado para secar un flujo de gas por un cierto período y para regenerar térmicamente a continuación el lecho de adsorbente, el cual consiste en una zeolita del tipo 13X, por calentamiento homogéneo mediante energía de AF. La figura 3 ilustra los resultados.In application example 1 the device is used to dry a gas flow for a certain period and to thermally regenerate the adsorbent bed, the which consists of a type 13X zeolite, by heating homogeneous by AF energy. Figure 3 illustrates the results.

Durante el ensayo de laboratorio fueron utilizados 0,8 g de zeolita 13X con una granulometria de entre 1 y 3 mm. La zeolita ha sido cargada por el flujo de gas hasta una humedad media de 6,4 Ma.-%, por lo cual un flujo de gas secado abandonó este lecho (figura 3a). En el presente caso, el lecho fue inundado parcialmente, para poder observar mejor la desorción. Este procedimiento difiere de aquel que ha de preferirse en la práctica para el secado de gas. Aquí se debe pretender una perfusión del lecho sólido con un contacto a ser posible bueno entre el flujo de gas a secar y las partículas adsorbentes. La ligera subida de temperatura durante el secado se debe al calor de adsorción del agua en la zeolita. La magnitud m representa el flujo de masas de agua, la T_{muestra} indica la temperatura de muestras en un puntos de medición en el centro del lecho de materia sólida. La diferencia entre el valor inicial \dot{m}_{antes} y \dot{m}_{después} corresponde por consiguiente a la eficiencia de secado. Durante la fase de regeneración (secado térmico del lecho sólido) la muestra es calentada mediante ondas de radio (potencia total del sistema aprox. 100 W, pérdidas elevadas a causa de la pequeñez de los aparatos). La subida de temperatura era uniforme sobre la muestra y se alcanzó relativamente rápido un valor de plateau de aprox. 150ºC (figura 3b). A esta temperatura ocurrieron una descarga de agua eficiente del lecho sólido y un secado regenerativo del adsorbente 13X, que puede emplearse a continuación de nuevo para el secado de gas. En este intento, la humedad residual de la zeolita era de aprox. 1,6 Ma.-%.During the lab test they were used 0.8 g of zeolite 13X with a particle size between 1 and 3 mm The zeolite has been charged by the gas flow to a Average humidity of 6.4 Ma .-%, whereby a flow of dried gas He left this bed (figure 3a). In the present case, the bed was partially flooded, to better observe the desorption. This procedure differs from that to be preferred in practice For drying gas. Here an infusion of the solid bed with a contact if possible good between the flow of gas to dry and adsorbent particles. The slight rise of temperature during drying is due to the heat of adsorption of the Water in the zeolite. The magnitude m represents the mass flow of water, the T_ {sample} indicates the temperature of samples in a measurement points in the center of the solid matter bed. The difference between the initial value \ dot {m} before and \ dot {m} then corresponds accordingly to efficiency drying During the regeneration phase (thermal drying of the solid bed) the sample is heated by radio waves (total system power approx. 100 W, high losses due to of the smallness of the devices). The temperature rise was uniform over the sample and a value was reached relatively quickly of plateau of approx. 150 ° C (figure 3b). At this temperature there was an efficient discharge of water from the solid bed and a regenerative drying of adsorbent 13X, which can be used to Continued again for gas drying. In this attempt, the residual moisture of the zeolite was approx. 1.6 Ma .-%.

Ejemplo de aplicación 2Application example 2

En el ejemplo de aplicación 2 el dispositivo según la invención es utilizado igualmente, para deshumedecer un flujo de gas y regenerar térmicamente el adsorbedor después del paso del agua a causa de alcanzar la capacidad de carga del adsorbedor. La regeneración es realizada en este ejemplo por iniciación de un impulso termo-cromatográfico. Figura 4 ilustra los resultados.In application example 2 the device according to the invention it is also used to dehumidify a gas flow and thermally regenerate the adsorber after water flow due to reaching the carrying capacity of the adsorber Regeneration is performed in this example by initiation of a thermo-chromatographic pulse. Figure 4 illustrates the results.

En este caso fue cargada una zeolita NaY (5,7 g, granulometria de 1 a 2 mm) a temperatura ambiente. La carga final ascendió a aprox. 26 Ma.-%. La figura 4a ilustra claramente el secado eficiente, hasta que se pueda registrar el paso de agua una vez alcanzada la capacidad de carga con aprox. 800 min. y la humedad inicial se logra también a la salida del reactor. La ligera subida de las temperaturas en varios puntos de medición en el lecho de materia sólida en 5 a 10 K es a su vez debido a la entalpla de adsorción que está quedando libre. Los indices de temperatura caracterizan la posición de los sensores en el lecho sólido en dirección de flujo. La sucesiva subida de las temperaturas por el calor de adsorción caracteriza el progreso del frente de agua en el lecho de zeolita.In this case, a NaY zeolite (5.7 g, granulometry 1 to 2 mm) at room temperature. Final load amounted to approx. 26 Ma .-%. Figure 4a clearly illustrates the efficient drying, until the passage of water can be recorded a Once the load capacity is reached with approx. 800 min. and the Initial humidity is also achieved at the outlet of the reactor. Light temperature rise at various measuring points in the bed of solid matter in 5 to 10 K is in turn due to the notch of adsorption that is running free. Temperature indices characterize the position of the sensors in the solid bed in flow direction The successive rise in temperatures by the adsorption heat characterizes the progress of the water front in the zeolite bed

La regeneración del adsorbedor ocurre con ondas de radio, por lo cual al comienzo del lecho sólido surge un impulso termo-cromatográfico, que atraviesa el relleno como frente de temperatura. El aumento selectivo de la temperatura en el impulso (aprox. 100 K en los dos primeros puntos de medición representados en la figura 4b) permite un secado especialmente eficiente del lecho sólido en lo que se refiere a la energía. La humedad residual media de la zeolita después del secado ascendía a 1,5 Ma.-%, lo que permite un nuevo secado de gas. En caso de necesidad pueden ser logradas también humedades residuales más bajas del adsorbedor.Adsorber regeneration occurs with waves radio, so at the beginning of the solid bed an impulse arises thermo-chromatographic, which crosses the filling as temperature front. The selective increase in temperature in the pulse (approx. 100 K at the first two measuring points represented in figure 4b) allows drying especially Efficient solid bed in terms of energy. The Average residual humidity of the zeolite after drying amounted to 1.5 Ma .-%, which allows a new gas drying. In case of need can also be achieved residual moisture more adsorber losses.

Lista de referenciasReference List

1 one
Cuerpo huecoHollow body

2 2
Primer orificioFirst hole

3 3
Segundo orificioSecond hole

4 4
Lecho de materia sólidaSolid matter bed

5 5
Electrodo fríoCold electrode

6 6
Electrodo calienteHot electrode

7 7
Red de adaptación electrónicaElectronic adaptation network

8 8
Generador de alta frecuenciaHigh frequency generator

9 9
Sensor de temperatura fibrópticoFiber optic temperature sensor

10 10
Aparato de evaluaciónEvaluation device

11 eleven
Medios para la dosificación de un medio de transmisiónMeans for dosing a medium of transmission

12 12
Sensor para la caracterización de la composición de gasSensor for the characterization of the composition of gas

13 13
Ordenador personalPersonal computer

14 14
Componentes perforadosPerforated components

15 fifteen
Sensor de humedadHumidity sensor

\dot{m}\ dot {m}
Flujo de masas de aguaWater flow

T_{muestra} T_ {sample}
Temperatura de muestrasSample temperature

Claims (37)

1. Dispositivo para el tratamiento de gases, especialmente para el secado de gas natural y biogás, mediante adsorción en un lecho de materia sólida y una posibilidad de regeneración térmica del lecho de materia sólida, comprendiendo:1. Gas treatment device, especially for drying natural gas and biogas, by adsorption in a bed of solid matter and a possibility of thermal regeneration of the solid matter bed, comprising:
--
un cuerpo hueco (1) que forma un espacio para la adsorción,a hollow body (1) that forms a space for adsorption,
--
un lecho de materia sólida (4) dispuesto en el cuerpo hueco (1), que es adecuado para adsorber al menos parcialmente al menos un componentes de gas,a bed of solid matter (4) arranged in the hollow body (1), which is suitable for adsorbing at least partially one component Of gas,
--
un primer orificio (2) que es adecuado para introducir la mezcla de gases en el cuerpo hueco (1),a first hole (2) which is suitable for introducing the mixture of gases in the hollow body (1),
--
un segundo orificio (3) que es adecuado para evacuar la mezcla de gases del cuerpo hueco (1) ya second hole (3) which is suitable for evacuating the mixture of hollow body gases (1) and
--
al menos un electrodo (5, 6) que está conectado a un generador de alta frecuencia (AF) (8) con una frecuencia de entre 1 y 50 MHz,to the minus an electrode (5, 6) that is connected to a high generator frequency (AF) (8) with a frequency between 1 and 50 MHz,
caracterizado por el hecho de que characterized by the fact that el al menos un electrodo (5, 6) forma una parte del cuerpo hueco impermeable al gas (1) y/o está conectado eléctricamente a este y/o al menos una parte de al menos un electrodo (5, 6) está dispuesta dentro del lecho de materia sólida (4) y que adyacente al segundo orificio (3) en el lecho de materia sólida (4) está posicionado un sensor de humedad (15).the at least one electrode (5, 6) forms a part of the gas impermeable hollow body (1) and / or connected electrically to this and / or at least a part of at least one electrode (5, 6) is disposed within the bed of solid matter (4) and that adjacent to the second hole (3) in the bed of matter solid (4) a humidity sensor (15) is positioned.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el lecho de materia sólida (4) llena al menos 50%, preferiblemente 70%, aún más preferiblemente 90% del cuerpo hueco impermeable al gas (1).2. Device according to claim 1, characterized in that the bed of solid matter (4) fills at least 50%, preferably 70%, even more preferably 90% of the hollow body impermeable to gas (1). 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el primer orificio (2) y el segundo orificio (3) está dispuesto entre el cuerpo hueco impermeable al gas (1).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first hole (2) and the second hole (3) is disposed between the hollow body impermeable to gas (1). 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en el primer orificio (2) está dispuesto al menos un medio para el suministro de la mezcla de gases.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one means for supplying the gas mixture is arranged in the first hole (2). 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en el segundo orificio (3) está dispuesto al menos un medio para la evacuación de la mezcla de gases.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one means for the evacuation of the gas mixture is arranged in the second hole (3). 6. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por el hecho de que los medios para el suministro y los medios para la evacuación de la mezcla de gases están formados de manera de realizar un flujo de gas continuo.Device according to claim 4 or 5, characterized in that the means for the supply and the means for the evacuation of the gas mixture are formed so as to carry out a continuous gas flow. 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) tensa al menos 50%, preferiblemente al menos 70%, aún mas preferiblemente al menos 90% el lecho de materia sólida (4) a lo largo de su expansión espacial máxima.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrode (5, 6) tenses at least 50%, preferably at least 70%, even more preferably at least 90% the bed of solid matter (4) throughout its maximum spatial expansion. 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el cuerpo hueco está realizado impermeable al gas (1) como cilindro o paralelepípedo.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body is made gas impermeable (1) as a cylinder or parallelepiped. 9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) forma la superficie base del cuerpo hueco cilíndrico o del cuerpo hueco (1) en forma de paralelepípedo.Device according to claim 8, characterized in that the at least one electrode (5, 6) forms the base surface of the hollow cylindrical body or the hollow body (1) in the form of a parallelepiped. 10. Dispositivo según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) es impermeable al gas y/o perforado.10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the at least one electrode (5, 6) is gas impermeable and / or perforated. 11. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) está conectado a un medio para la alimentación de una tensión de alta frecuencia.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrode (5, 6) is connected to a medium for the supply of a high frequency voltage. 12. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) es un electrodo de placas.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrode (5, 6) is a plate electrode. 13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que el al menos un electrodo (5, 6) es un electrodo de barra.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least one electrode (5, 6) is a bar electrode. 14. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo presenta dos electrodos (5, 6).14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has two electrodes (5, 6). 15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que uno de los dos electrodos es un electrodo frío (5) puesto a tierra y uno de los dos electrodos es un electrodo caliente (6).15. Device according to claim 14, characterized in that one of the two electrodes is a cold electrode (5) grounded and one of the two electrodes is a hot electrode (6). 16. Dispositivo según la reivindicación 14 o 15, caracterizado por el hecho de que los electrodos (5, 6) están dispuestos en paralelo.16. Device according to claim 14 or 15, characterized in that the electrodes (5, 6) are arranged in parallel. 17. Dispositivo según la reivindicación 14 o 15, caracterizado por el hecho de que los electrodos (5, 6) están dispuestos coaxialmente.17. Device according to claim 14 or 15, characterized in that the electrodes (5, 6) are coaxially arranged. 18. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el dispositivo presenta más de dos electrodos (5, 6).18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has more than two electrodes (5, 6). 19. Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que el dispositivo presenta un electrodo caliente (6) y varios electrodos fríos (5).19. Device according to claim 18, characterized in that the device has a hot electrode (6) and several cold electrodes (5). 20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado por el hecho de que el electrodo frío (5) está conectado eléctricamente al cuerpo hueco (1).20. Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the cold electrode (5) is electrically connected to the hollow body (1). 21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado por el hecho de que el electrodo frío (5) es al menos 50%, preferiblemente al menos 70%, aún mas preferiblemente al menos 90% del cuerpo hueco impermeable al gas (1) mismo.21. Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that the cold electrode (5) is at least 50%, preferably at least 70%, even more preferably at least 90% of the hollow body impermeable to gas ( 1) same. 22. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en el lecho de materia sólida (4) está dispuesto un sensor de temperatura fibróptico (9).22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a fibrotic temperature sensor (9) is arranged in the solid matter bed (4). 23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que el sensor de temperatura de fibra óptica (9) está conectado a un aparato de evaluación (10).23. Device according to claim 22, characterized in that the fiber optic temperature sensor (9) is connected to an evaluation apparatus (10). 24. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en el primer orificio (2) y/o el segundo orificio (3) en el flujo de gas está dispuesto un sensor (12) para la caracterización de la mezcla de gases.24. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor (12) for the characterization of the mixture is arranged in the first orifice (2) and / or the second orifice (3) in the gas flow of gases 25. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el generador de AF (8) proporciona una tensión con una frecuencia de 13,56 o 27 MHz.25. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the AF generator (8) provides a voltage with a frequency of 13.56 or 27 MHz. 26. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que adyacente al primer orificio (2) está dispuesto un medio para la adición de un medio de transmisión (11) para la iniciación de un impulso termo-cromatográfico.26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent to the first hole (2) is provided a means for the addition of a transmission means (11) for the initiation of a thermo-chromatographic pulse. 27. Dispositivo según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que el medio de transmisión (11) es agua.27. Device according to claim 26, characterized in that the transmission means (11) is water. 28. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el lecho de materia sólida (4) es un material adsorbente, preferiblemente carbón activado, una zeolita de diferentes estructuras, óxido de metal poroso o mezclas de eso.28. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bed of solid matter (4) is an adsorbent material, preferably activated carbon, a zeolite of different structures, porous metal oxide or mixtures thereof. 29. Dispositivo según la reivindicación 28, caracterizado por el hecho de que el material adsorbente es hidrófilo, preferiblemente una zeolita hidrófila, especialmente zeolita 3A, zeolita 4A, zeolita NaY o zeolita 13X.29. Device according to claim 28, characterized in that the adsorbent material is hydrophilic, preferably a hydrophilic zeolite, especially zeolite 3A, zeolite 4A, zeolite NaY or zeolite 13X. 30. Dispositivo según la reivindicación 28, caracterizado por el hecho de que el material adsorbente es hidrófobo, preferiblemente una zeolita Y desaluminada con una alta relación de Si/Al.30. Device according to claim 28, characterized in that the adsorbent material is hydrophobic, preferably a desaluminated zeolite Y with a high Si / Al ratio. 31. Dispositivo según una de las reivindicaciones 28 a 30, caracterizado por el hecho de que el material adsorbente presenta una alta porosidad con superficies especificas mayores que 100 m^{2}/g, preferiblemente mayores que 200 m^{2}/g.31. Device according to one of claims 28 to 30, characterized in that the adsorbent material has a high porosity with specific surfaces greater than 100 m2 / g, preferably greater than 200 m2 / g . 32. Dispositivo según una de las reivindicaciones 28 a 31, caracterizado por el hecho de que el material adsorbente es un producto a granel con una granulometría de 0,1 a 10 mm, preferiblemente de 1 a 5 mm y aún mas preferiblemente de 1 a 3 mm.32. Device according to one of claims 28 to 31, characterized in that the adsorbent material is a bulk product with a grain size of 0.1 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm and even more preferably 1 to 3 mm 33. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el componente adsorbido del flujo de gas es un gas inorgánico u orgánico, preferiblemente dióxido de carbono, oxígeno, compuestos orgánicos volátiles o compuestos sulfúricos y/o agua.33. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the adsorbed component of the gas flow is an inorganic or organic gas, preferably carbon dioxide, oxygen, volatile organic compounds or sulfuric compounds and / or water. 34. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el lecho de materia sólida (4) contiene un catalizador.34. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bed of solid matter (4) contains a catalyst. 35. Dispositivo según la reivindicación 34, caracterizado por el hecho de que el catalizador es un metal noble, preferiblemente platino o paladio, o es un Perowskit.35. Device according to claim 34, characterized in that the catalyst is a noble metal, preferably platinum or palladium, or is a Perowskit. 36. Dispositivo según la reivindicación 34 o 35, caracterizado por el hecho de que el catalizador es aplicado sobre materiales de soporte porosos con una porosidad de entre 0,2 y 0,7.36. Device according to claim 34 or 35, characterized in that the catalyst is applied on porous support materials with a porosity between 0.2 and 0.7. 37. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el volumen del lecho de materia sólida (4) es de 0,001 a 100 metros cúbicos, preferiblemente de 0,01 a 10 metros cúbicos, aún mas preferiblemente de 0,1 a 10 metros cúbicos.37. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of the solid matter bed (4) is from 0.001 to 100 cubic meters, preferably from 0.01 to 10 cubic meters, even more preferably from 0, 1 to 10 cubic meters.
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