FR2954973A1 - Procede et dispositif de liquefaction et/ou de refrigeration - Google Patents
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Abstract
Procédé de liquéfaction et/ou de réfrigération d'un gaz de travail comprenant de l'hélium soumis à un cycle de travail comprenant une compression, un refroidissement, une détente et un réchauffement, le procédé utilisant une station (1) de compression du gaz de travail et une boîte froide (2) destinée à refroidir le gaz de travail en sortie de la station (1) de compression, le procédé comprenant une ou plusieurs étapes de purification du gaz de travail transitant dans la boîte froide (2) pour débarrasser le gaz de travail d'impuretés telles que de l'air ou de l'hydrogène, la au moins une étape de purification utilisant au moins un système d'adsorption (3) des impuretés comprenant au moins deux adsorbeurs (13, 23) disposés en parallèle ayant un fonctionnement alterné d'adsorption/régénération, le procédé étant caractérisé en ce que, pour la régénération d'un adsorbeur (13, 23), une fraction du gaz de travail du cycle est prélevée et est injectée dans l'adsorbeur (13, 23) nécessitant une régénération et en ce qu'on récupère au moins une partie des frigories de cette fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23) relativement plus froid et on réutilise ces frigories récupérées dans le procédé de liquéfaction/réfrigération pour un refroidissement d'un organe du réfrigérateur/liquéfacteur.
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de liquéfaction et/ou de réfrigération. L'invention peut notamment concerner un procédé et un dispositif de liquéfaction et un procédé et un dispositif de réfrigération fonctionnant à l'hélium.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé de liquéfaction et/ou de réfrigération d'un gaz de travail comprenant de l'hélium ou constitué d'hélium pur, le gaz de travail étant soumis à un cycle de travail comprenant une compression entre une pression dite basse et une pression dite haute, un refroidissement entre une température dite haute et une température dite basse, une détente jusqu'à la pression basse et un réchauffement jusqu'à la température haute, le procédé utilisant une station de compression du gaz de travail et une boîte froide destinée à refroidir le gaz de travail en sortie de la station de compression, le procédé comprenant une ou plusieurs étapes de purification du gaz de travail transitant dans la boîte froide pour débarrasser le gaz de travail d'impuretés telles que de l'air ou de l'hydrogène, la au moins une étape de purification utilisant au moins un système d'adsorption des impuretés comprenant au moins deux adsorbeurs disposés en parallèle ayant un fonctionnement alterné d'adsorption/régénération.. Notamment pour des liquéfacteurs ou réfrigérateurs dont le gaz de travail est de l'hélium pur, il peut être nécessaire de purifier le gaz de travail au cours du cycle de travail. Ceci peut notamment être nécessaire pour des réfrigérateurs ou liquéfacteurs de type industriel fonctionnant avec des débits d'hélium important compris par exemple entre 500 g/s et 3500 g/s. Généralement, la purification de l'hélium de cycle est réalisée dans la boite froide lorsque l'hélium du cycle est à une température de 80K environ (pour purifier l'hélium des polluants tels que l'air). Une purification supplémentaire peut être réalisée en outre également à un autre niveau du cycle, lorsque l'hélium du cycle est à une température de 20K environ (pour purifier l'hélium d'impuretés telles que de l'hydrogène ou du Ne). Chaque purification est réalisée en générale via au moins deux adsorbeurs disposés en parallèle sur le trajet de l'hélium. Les aux moins deux adsorbeurs sont par exemple du type des adsorbants contenus dans un pot avec une entrée pour le gaz à épurer et sortie du gaz épuré en extrémité. L'adsorbant permet de piéger les impuretés visées, par exemple du « charbon activé » ou du « gel de silice » selon les applications visés. Ces d'adsorbeurs fonctionnent classiquement de façon alternée selon des séquences successives d'adsorption et régénération via un système de vannes. C'est-à-dire que, lorsque l'un des asdorbeurs assure l'adsorption d'impuretés contenues dans le gaz de travail, l'autre adsorbeur est régénéré et inversement. La régénération d'un adsorbeur peut comprendre au moins une partie des étapes suivantes : une dépressurisation puis un réchauffage jusqu'à la température ambiante, un pompage sous vide, une mise en froid, une pressurisation et enfin une mise en attente avant le cycle d'adsorption suivant.
Cette régénération nécessite des équipements spécifiques coûteux et pas toujours standard (par exemple des vannes, des réchauffeurs électriques, un circulateur) et le contrôle des différentes séquences de la régénération. Il existe également un risque en opération de régénération du fait de la présence combinée d'oxygène, de source de chaleur et de combustibles (adsorbants, matériaux, ...).
Un but de la présente invention peut être de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. L'invention peut notamment viser à proposer un procédé ou un dispositif dans lesquels cette purification et la régénération des adsorbeurs réalisant cette purification sont simplifiées ou améliorées.
A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que, pour la régénération d'un adsorbeur, une fraction du gaz de travail du cycle ayant une pression supérieure à la pression basse (BP) et une température supérieure à la température basse est prélevée et est injectée dans l'adsorbeur nécessitant une régénération, et en ce qu'on récupère au moins une partie des frigories de cette fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur relativement plus froid et on réutilise ces frigories récupérées dans le procédé de liquéfaction/réfrigération pour un refroidissement d'un organe du réfrigérateur/liquéfacteur.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur est réalisée par échange thermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur avec un dispositif de stockage de frigories, - les frigories récupérées dans le dispositif de stockage de frigories sont utilisées pour refroidir du gaz de travail relativement plus chaud destiné à être injecté dans l'adsorbeur en vue du refroidissement de ce dernier, - la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur régénéré est réalisée par échange thermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur et le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail, - la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur est réalisée par échange thermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur et au moins un échangeur de chaleur qui est en échange thermique également avec le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail, - après la récupération des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur, la fraction de gaz est purifiée dans un organe de purification pour retirer les impuretés éventuellement récoltées dans l'adsorbeur puis cette fraction de gaz purifiée est recyclée dans le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail, - la fraction du gaz utilisée pour la régénération d'un adsorbeur est prélevée du gaz de travail dans le cycle à une pression comprise entre 1,1 bar et 7 bar et de préférence entre 3 bar et 7 bar et à une température comprise entre 300 K et 30 K et de préférence entre 300 K et 90 K lorsque la température d'adsorption est autour de 80K. L'invention concerne également un dispositif de liquéfaction et/ou de réfrigération d'un gaz de travail comprenant de l'hélium ou constitué d'hélium pur, le dispositif comprenant un circuit de travail en boucle pour le gaz de travail comportant : - une station de compression du gaz de travail muni d'au moins un compresseur, - une boîte froide comprenant au moins un échangeur de chaleur et au moins un organe de détente du gaz du gaz de travail sous pression sortant de la station de compression, - un système d'échange thermique entre le fluide de travail refroidit et un utilisateur, - au moins un conduit de retour du gaz de travail froid dans la station de compression, - au moins un échangeur de réchauffage du gaz de travail qui retourne dans la station de compression, - le circuit de travail comprenant en outre au moins un système d'adsorption pour purifier le gaz de travail transitant dans la boîte froide afin de retirer des impuretés telles que de l'air ou de l'hydrogène, le au moins un système d'adsorption comprenant au moins deux adsorbeurs disposés en parallèle fonctionnant de façon alternée selon des cycles successifs d'asorption/régénération, le dispositif comprenant une conduite de réchauffage reliant sélectivement le circuit de travail aux entrées des adsorbeurs pour prélever une fraction du gaz de travail du cycle et injecter cette fraction de fluide dans l'adsorbeur nécessitant une régénération, le dispositif comprenant en outre une conduite de recyclage reliant sélectivement une sortie des adsorbeurs au circuit de travail, pour recycler la fraction de gaz ayant transité dans l'adsorbeur avec le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail, la conduite de recyclage comprenant un organe de stockage et/ou d'échange thermique pour sélectivement récupérer au moins une partie des frigories contenue dans la fraction de gaz de travail prélevées dans l'adsorbeur. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'organe de stockage et/ou d'échange thermique comprend au moins un échangeur de chaleur en échange thermique avec le gaz de travail dans le circuit de travail, - l'organe de stockage et/ou d'échange thermique comprend au moins un accumulateur de frigories en échange thermique sélectivement avec la conduite de refroidissement, pour refroidir la fraction du gaz de travail injectée dans l'adsorbeur avec les frigories récupérées, - la conduite de recyclage comprend une portion de dérivation sélective de l'accumulateur de frigories. L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d'un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d'un second exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d'un troisième exemple de réalisation de l'invention. L'exemple de réfrigérateur/liquéfacteur représenté à la figure 1 comprend, classiquement, une station 1 de compression et une boîte froide 2.
Le réfrigérateur/liquéfacteur utilise un fluide de travail à faible masse molaire, et de préférence de l'hélium gazeux majoritaire ou pur. Comme représenté, cet hélium peut être produit à partir d'une source S de gaz riche en hélium, par exemple à partir de gaz naturel (ou autre) qui est purifié par une unité de purification 6 de façon à fournir de l'hélium à une boucle de travail du réfrigérateur/liquéfacteur. L'unité de purification 6 peut comprendre par exemple une station de compression, un système d'épuration cryogénique et/ou un système d'épuration par adsorption type PSA/TSA. C'est-à-dire que le système forme une boucle ouverte.
Classiquement, le gaz de travail est comprimé à température ambiante dans la station 1 de compression selon un ou plusieurs étages de compression 11, 12 utilisant chacun une ou plusieurs machines de compression, par exemple de type à compression à vis.
Ainsi, en entrée de la station de compression 2 le gaz de travail arrive à une température proche de la température ambiante à une pression dite basse LP comprise par exemple entre 1,0 bar et 3,0 bar. En sortie du premier étage de compression 11 le gaz de travail peut atteindre ensuite une pression dite moyenne MP comprise par exemple entre 3 bar et 7 bar.
En sortie du second étage de compression 12 le gaz de travail peut atteindre ensuite une pression dite haute HP comprise par exemple entre 9 bar et 25 bar. Le gaz de travail comprimé est ensuite admis dans la boîte froide 2 où il y est refroidi (ou pré-refroidi). Lors de ce pré-refroidissement du gaz de travail, de l'énergie (chaleur) lui est extraite par détente d'une fraction du fluide de travail dans une ou des turbines 7 cryogéniques et/ou par échange thermique (échangeurs 5) avec un fluide cryogénique tel que l'azote par exemple. Les deux solutions de refroidissement peuvent être combinées pour amener le gaz de travail à la température froide souhaitée avant sa distribution vers son application (utilisateur 14 schématisé en pointillés sur la figure).
Comme représenté, une partie du fluide de travail détendu peut être recyclée (ligne 19) dans la station 1 de compression, par exemple entre les deux étages de compression 11, 12. Après son échange thermique avec l'utilisateur 14, le gaz de travail chaud est progressivement réchauffé dans les échangeurs 5 (il cède des frigories à ces échangeurs 5 pour retourner à l'entrée de la station 1 de compression). Malgré l'unité 6 de purification (en anglais « Up-grader ») située en amont, des impuretés ne peuvent être évitées dans le gaz de travail. A cet effet, et comme visible à la figure 1, la boucle comprend au moins un système 3 d'adsorption pour purifier le gaz de travail transitant dans la boîte froide 2.
Le système 3 d'adsorption est par exemple situé entre deux échangeurs 5, lorsque le fluide est à une pression comprise par exemple entre 9 bar et 25 bar et une température comprise par exemple entre 90 K et 15 K. La position du système 3 d'adsorption et sa température dépendent de la nature de l'impureté à piéger par exemple autour de 80K pour l'air et autour de 20K pour l'hydrogène et le néon.
Le système 3 d'adsorption comporte par exemple deux adsorbeurs 13, 23 disposés en parallèle fonctionnant de façon alternée selon des cycles successifs d'adsorption/régénération (de type PSA ou TSA par exemple). Les adsorbeurs 13, 23 sont par exemple des adsorbeurs du type pot contenant des adsorbants, pour retirer des impuretés telles que de l'air, des gaz rares ou de l'hydrogène. Une conduite 15 de réchauffage prélève sélectivement une fraction du gaz pur en hélium de la boîte froide 2 qui est à une pression comprise entre 1,1 bar et 7 bar et une température comprise entre 300 K et 30 K pour l'injecter sélectivement, via un système de vannes 150, 33 dans l'adsorbeur 13 qui doit être régénéré. L'hélium ayant alimenté l'adsorbeur 13 sort de ce dernier relativement refroidit (température comprise par exemple entre 90 K et 15 K) via une conduite 16 de recyclage. La conduite 16 de recyclage relie sélectivement une sortie des adsorbeurs 13, 23 au circuit de travail pour recycler la fraction de gaz ayant transité dans l'adsorbeur 13, 23 avec le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail. Plus précisément, la conduite 16 de recyclage échange thermiquement avec un ou des échangeurs 5 de chaleur de la boîte froide pour restituer à la boîte 2 froide les frigories récupérées par la fraction de gaz dans l'adsorbeur 13.
L'hélium qui a transité dans l'adsorbeur 13 pour le régénérer est dit impur car il s'est chargé d'impuretés lors de son passage dans l'adsorbeur 13. Cette fraction d'hélium impur peut ensuite être mélangé au gaz source qui alimente l'unité 6 de purification. Comme représenté, la conduite 16 de recyclage peut éventuellement être doublée d'une conduite 17 et une vanne 27 de by-pass des échangeurs 5. Le by-pass des échangeurs peut être sélectivement prévu lorsque les frigories à récupérer sont insuffisantes. Afin de conserver le bilan de matière dans le circuit, la fraction d'hélium ainsi prélevée revient au cycle de travail, par exemple directement au niveau de la station 1 de compression (via la conduite 56 reliée à la sortie de l'unité 6 de purification). De même, le principe mis en oeuvre ci-dessous peut s'appliquer à un adsorbeur ne traitant que le gaz source S ou à un adsorbeur traitant un mélange du gaz de cycle et du gaz de source S.
La mise en mise en froid de l'adsorbeur 13, 23 régénéré peut être ensuite réalisée à partir d'hélium pur et relativement froid prélevé sur le cycle (par exemple via la lignel9 de retour et vanne 29). Par exemple, la mise en mise en froid de l'adsorbeur 13, 23 est réalisée à partir d'hélium à une température comprise par exemple entre 90 K et 15 K et une pression comprise par exemple entre 1,1 bar et 25 bar. L'hélium relativement réchauffé au cours du passage dans l'adsorbeur 13 (par exemple température comprise entre 300 K et 30 K et pression comprise entre 1,1 bar et 25 bar est recyclée vers la source S ou vers l'unité 6 de purification avec sélectivement une récupération des frigories (conduite 16) ou sans récupération des frigories (conduite 7 de by-pass des échangeurs 5 avec vanne 27) en fonction de la température du fluide en sortie de l'adsorbeur 13, 23. Un système de régénération incluant un réchauffeur peut éventuellement être prévu. Par exemple, un réchauffeur électrique de dégivrage (non représenté) peut être installé sur le système afin de palier des pollutions exceptionnelles. On comprend donc aisément que tout en étant de structure simple et peu coûteuse, l'invention permet de réaliser une régénération des adsorbeurs avec une perte limitée de molécules Hélium et de frigories.
L'invention permet par ailleurs d'optimiser les équipements des systèmes existants (échangeurs, compresseurs de récupération, épurateurs externe,...). La structure et le fonctionnement permettent une souplesse et flexibilité d'opération sans perturber le fonctionnement normal du réfrigérateur/liquéfacteur. L'invention permet également le cas échéant d'assurer une fonction de régénération exceptionnelle si une pollution plus sévère est détectée sur la boucle du cycle en utilisant un réchauffeur spécifique permettant d'augmenter la température de régénération des adsorbeurs et ainsi d'améliorer la désorption des impuretés. La figure 2 illustre une variante de réalisation. Par soucis de simplification, les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas décrits une seconde fois. Comme précédemment, une fraction du gaz pur en hélium de la boîte froide est injectée sélectivement dans l'adsorbeur 13 qui doit être régénéré (via une conduite 15). En revanche, cette fraction de gaz ayant transité dans l'adsorbeur 13 est recyclée vers la source S ou l'unité 6 de purification via une conduite 26 de recyclage avec cette fois une récupération des frigories dans un organe 4 de stockage ou d'accumulation de frigories tel qu'un régénérateur. Les frigories récupérées dans l'accumulateur 4 peuvent ensuite être restituées à du gaz relativement chaud de la boucle qui est réinjectée dans l'adsorbeur 13 pour le refroidir (par exemple via une conduite 35 reliant la boucle de travail à une entrée des adsorbeurs 13, 23 et un système de vannes 135, 33). Comme représenté, la conduite 26 de recyclage peut comporter une section de by-pass (avec une vanne 46) pour sélectivement by-passer le régénérateur 4 en fonction par exemple de la température de la fraction du gaz recyclé.
C'est-à-dire que dans la variante de la figure 2, la fraction de gaz recyclée n'échange pas thermiquement avec les échangeurs 5 de la boîte froide 2 mais échange thermiquement avec le régénérateur 4 pour le transfert de frigorie entre le mode régénération et la mise en froid de l'adsorbeur 13, 23 considéré.
La figure 3 illustre encore une variante de réalisation. Comme précédemment, les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas décrit une seconde fois. La variante de la figure 3 se distingue de celle de la figure 1 uniquement en ce que le gaz de travail circule en boucle fermée (pas d'apport d'une source). Dans ce cas de figure, la quantité d'impureté à piéger dans les adsorbeurs est généralement bien plus faible. Cependant, les capacités d'épuration du gaz de travail de l'unité 6 de purification peuvent être réduites et peuvent être réalisés par des équipements dédiés dont la taille doit rester limitée. La fraction de gaz utilisée pour la régénération est recyclée (via la ou les conduites 16, 17) vers l'unité 6 de purification et en particulier vers la partie basse pression d'un compresseur de récupération de l'unité 6 de purification puis purifiée. Après purification, les molécules d'hélium sont renvoyées au cycle de travail via par exemple un stockage 20 tampon gazeux. En variante ou en combinaison, les molécules d'hélium issues de l'unité de purification peuvent être renvoyées à l'entrée d'un compresseur 11, 12 de cycle ou peuvent être injectées dans la partie du cycle à haute pression. Des alternances de compressions/détente dans l'adsorbeur 13, 23 (par exemple de type PSA) peuvent permettent également d'améliorer la désorption des impuretés avec une quantité d'hélium compatible avec le compresseur de récupération de l'unité de purification 6. L'invention permet ainsi de réaliser la mise en froid et la régénération d'adsorbeurs avec du fluide à pression intermédiaire entre la basse et la haute pression à différents niveaux de températures avec récupération des frigories. Les frigories récupérées lors de la régénération peuvent avantageusement être utilisées pour la mise en froid des adsorbeurs 13, 23. L'invention peut s'appliquer notamment aux liquéfacteurs d'hélium industriels de grande taille ainsi qu'aux réfrigérateurs hélium de grande taille ayant un 30 système de récupération de gaz.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Procédé de liquéfaction et/ou de réfrigération d'un gaz de travail comprenant de l'hélium ou constitué d'hélium pur, le gaz de travail étant soumis à un cycle de travail comprenant une compression entre une pression dite basse (BP) et une pression dite haute (HP), un refroidissement entre une température dite haute (TH) et une température dite basse (TB), une détente jusqu'à la pression basse (BP) et un réchauffement jusqu'à la température haute (TH), le procédé utilisant une station (1) de compression du gaz de travail et une boîte froide (2) destinée à refroidir le gaz de travail en sortie de la station (1) de compression, le procédé comprenant une ou plusieurs étapes de purification du gaz de travail transitant dans la boîte froide (2) pour débarrasser le gaz de travail d'impuretés telles que de l'air ou de l'hydrogène, la au moins une étape de purification utilisant au moins un système d'adsorption (3) des impuretés comprenant au moins deux adsorbeurs (13, 23) disposés en parallèle ayant un fonctionnement alterné d'adsorption/régénération, le procédé étant caractérisé en ce que, pour la régénération d'un adsorbeur (13, 23), une fraction du gaz de travail du cycle ayant une pression supérieure à la pression basse (BP) et une température supérieure à la température basse (TB) est prélevée et est injectée dans l'adsorbeur (13, 23) nécessitant une régénération et en ce qu'on récupère au moins une partie des frigories de cette fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23) relativement plus froid et on réutilise ces frigories récupérées dans le procédé de liquéfaction/réfrigération pour un refroidissement d'un organe du réfrigérateur/liquéfacteur.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23) est réalisée par échange thermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur avec un dispositif (4) de stockage de frigories.
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les frigories récupérées dans le dispositif (4) de stockage de frigories sont utilisées pour refroidir du gaz de travail relativement plus chaud destiné à être injecté dans l'adsorbeur (13, 23) en vue du refroidissement de ce dernier.
- 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23) régénéré est réalisée par échangethermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur (13, 23) et le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail.
- 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la récupération d'au moins une partie des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23) est réalisée par échange thermique entre le gaz de travail sortant de l'adsorbeur (13, 23) et au moins un échangeur (5) de chaleur qui est en échange thermique également avec le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, après la récupération des frigories de la fraction de gaz de travail ayant traversé l'adsorbeur (13, 23), la fraction de gaz est purifiée dans un organe (6) de purification pour retirer les impuretés éventuellement récoltées dans l'adsorbeur (13, 23) puis cette fraction de gaz purifiée est recyclée dans le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fraction du gaz utilisée pour la régénération d'un adsorbeur (13, 23) est prélevée du gaz de travail dans le cycle à une pression comprise entre 1,1 bar et 7 bar et de préférence entre 3 bar et 7 bar et à une température comprise entre 300 K et 30 K et de préférence entre 300 K et 90 K lorsque la température d'adsorption est autour de 80K.
- 8. Dispositif de liquéfaction et/ou de réfrigération d'un gaz de travail comprenant de l'hélium ou constitué d'hélium pur, le dispositif comprenant un circuit de travail en boucle pour le gaz de travail comportant : - une station (1) de compression du gaz de travail muni d'au moins un compresseur (11, 12), - une boîte froide (2) comprenant au moins un échangeur (5) de chaleur et au moins un organe (7) de détente du gaz du gaz de travail sous pression sortant de la station (2) de compression, - un système (14) d'échange thermique entre le fluide de travail refroidit et un utilisateur, - au moins un conduit de retour (9) du gaz de travail froid dans la station de compression (1), - au moins un échangeur (5) de réchauffage du gaz de travail qui retourne dans la station de compression (1), - le circuit de travail comprenant en outre au moins un système (3) d'adsorption pour purifier le gaz de travail transitant dans la boîte froide (2) afin de retirer des impuretés telles que de l'air ou de l'hydrogène, le au moins un système d'adsorption (3) comprenant au moins deux adsorbeurs(13, 23) disposés en parallèle fonctionnant de façon alternée selon des cycles successifs d'asorption/régénération, caractérisé en ce que le dispositif comprend une conduite (15) de réchauffage reliant sélectivement le circuit de travail aux entrées des adsorbeurs (13, 23) pour prélever une fraction du gaz de travail du cycle et injecter cette fraction de fluide dans l'adsorbeur (13, 23) nécessitant une régénération, le dispositif comprenant en outre une conduite (16, 26) de recyclage reliant sélectivement une sortie des adsorbeurs (13, 23) au circuit de travail, pour recycler la fraction de gaz ayant transité dans l'adsorbeur avec le reste du gaz de travail soumis au cycle de travail, et en ce que la conduite (16, 26) de recyclage comprend un organe (4, 5) de stockage et/ou d'échange thermique pour sélectivement récupérer au moins une partie des frigories contenue dans la fraction de gaz de travail prélevées dans l'adsorbeur (13, 23).
- 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de stockage et/ou d'échange thermique comprend au moins un échangeur (5) de chaleur en échange thermique avec le gaz de travail dans le circuit de travail.
- 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de stockage et/ou d'échange thermique comprend au moins un accumulateur (4) de frigories en échange thermique sélectivement avec la conduite (15) de refroidissement, pour refroidir la fraction du gaz de travail injectée dans l'adsorbeur (13, 23) avec les frigories récupérées.
- 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la conduite (26) de recyclage comprend une portion de dérivation (36, 46) sélective de l'accumulateur (4) de frigories.25
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