MXPA06012454A

MXPA06012454A - Sistema de sorcion de lecho rotatorio que incluye por lo menos un circuito de aislamiento reciclado, y metodos para disenar y operar tal sistema.

Info

Publication number: MXPA06012454A
Application number: MXPA06012454A
Authority: MX
Inventors: Paul A Dinnage; Stephen C Brickley
Original assignee: Munters Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2007-01-17
Also published as: AU2008207340B2; EP2275193B1; EP2502665A1; EP1748833A4; AU2008207340A1; EP2275192A3; CN101537297A; CN101537298A; KR100847541B1; JP4542136B2; CN101537296B; EP2275192B1; KR20070007838A; AU2004319328B2; CN101537297B; JP2007534484A; JP2010207816A; US7101414B2; EP2275193A3; CN1942231A

Abstract

Un metodo para reducir la concentracion sorbida de una corriente de fluido de proceso que utiliza un sistema de sorcion de lecho incluye las siguientes etapas. Una masa de material sorbente se hace girar de tal forma que, en un ciclo de operacion, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a traves de la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta, y sexta zonas, antes de regresar a la primera zona. Una corriente de fluido de proceso se pasa a traves de la masa sorbente en la primera zona, y una corriente de fluido de regeneracion se pasa a traves de la masa sorbente en la cuarta zona. Una primera corriente de fluido de aislamiento se recicla en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneracion, entre la masa sorbente en la segunda zona y en la sexta zona. Una segunda corriente de fluido de aislamiento, mientras tanto, se recicla en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneracion y la primera corriente de fluido de aislamiento, entre la masa sorbente en la tercera zona y en la quinta zona.

Description

las corrientes de fluido mismas, o en las diferencias de presión de vapor dentro de la matriz del disco sorbente rotativo . Otra fuente de contaminación posible yace en las áreas del disco sorbente que están adyacentes al área absorbente activa, pero que no ven el flujo de fluido activo durante el ciclo. Normalmente, éstas son las áreas en la periferia central y exterior del disco sorbente que son cubiertas por los sistemas de sellado. Típicamente, los discos sorbentes se diseñan intencionalmente para tener estas "zonas inactivas", las cuales actúan como un aislador térmico, manteniendo frío al cárter del rotor y evitando su expansión térmica que pueda llevar a falla mecánica prematura del componente. Se ha demostrado que en sistemas diseñados para lograr una concentración sorbida muy baja en la corriente de fluido tratada, estas áreas pueden actuar como "disipadores" para el vapor que se remueve. Los disipadores acumulan vapor cuando están adyacentes a las zonas de regeneración, donde se exponen a través de fuerzas difusoras a la concentración elevada de los vapores en la zona de regeneración, pero no se someten al calor de la regeneración, debido a las altas características de aislamiento de la estructura vitrea/cerámica . El sorbente entonces puede entrar en equilibrio estrecho con el vapor de alta concentración, pero a una temperatura mucho menor. Los disipadores liberan su carga útil cuando están adyacentes al fluido de muy baja concentración en la sección de proceso del sistema. La diferencia de presión de vapor sobrepasa la fuerza difusora de la estructura, y cantidades pequeñas de vapor se liberan en la corriente de fluido tratada, provocando incrementos dañinos en la concentración del vapor que se remueve. Se conocen incorporar zonas de purga en sistemas de sorción de lecho rotatorio para propósitos de enfriar la matriz sorbente, recuperar el calor de regeneración, o preacondicionar la corriente de fluido de regeneración antes de su paso a través de la matriz sorbente. Un ejemplo de un sistema de sorción de lecho que incluye un circuito de purga recirculante se describe en la Patente Norteamericana No. 4,701,189. Sin embargo, se cree que no existen enseñanzas en la técnica anterior del uso de una o más zonas para reducir la difusión de la humedad a través de la matriz sorbente desde una corriente de fluido de más alta concentración, o para reducir el traslado de vapor desde una corriente de fluido de más alta presión hasta una corriente de fluido de más baja presión. La presente invención utiliza uno o más circuitos de aislamiento para reducir la contaminación cruzada entre las zonas de sorción y desorción de los lechos rotatorios de sorción provocada por los desequilibrios de presión y las diferencias grandes de presión de vapor de las diversas corrientes de fluido. En una modalidad de la invención, un método para reducir la concentración sorbida de una corriente de fluido de proceso que utiliza un sistema de sorción de lecho que comprende una masa rotativa de un material sorbente regenerable incluye las etapas de hacer girar la masa sorbente de tal forma que, en un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta, y sexta zonas, antes de regresar a la primera zona; pasar una corriente de fluido de proceso a través de la masa sorbente en la primera zona; pasar una corriente de fluido de regeneración a través de la masa sorbente en la cuarta zona; reciclar una primera corriente de fluido de aislamiento en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración, entre la masa sorbente en la segunda zona y en la sexta zona; y reciclar una segunda corriente de fluido de aislamiento en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, y la primera corriente de fluido de aislamiento, entre la masa sorbente en la tercera zona y la quinta zona. De preferencia, la dirección de flujo de fluido en cada una de la primera, quinta y sexta zonas es la misma, y la dirección de flujo de fluido en cada una de la segunda, tercera y cuarta zonas es opuesta a la del flujo de fluido, en la primera, quinta, y sexta zonas. Opcionalmente, los circuitos de aislamiento reciclados adicionales pueden agregarse en una forma similar si se desea una reducción adicional en la concentración sorbida de la corriente de fluido de proceso. Como se utiliza en la presente, "ciclo de operación" quiere decir una trayectoria de movimiento de la masa sorbente durante el cual, la masa sorbente experimenta un proceso de sorción y desorción. El término "secuencialmente" se refiere a un orden relativo, pero no necesariamente requiere que uno siga inmediatamente el otro. En esta modalidad, por ejemplo, aún si otra zona se interpusiera entre la primera zona y la segunda zona, aún sería preciso decir que la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la primera zona, la segunda zona, etc. En otra modalidad de la invención, un sistema de sorción de lecho rotatorio incluye una corriente de fluido de proceso; una corriente de fluido regeneración; una primera corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración; una segunda corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, y la primera corriente de fluido de aislamiento; y una masa rotativa de material sorbente regenerable a través del cual se pasa cada una de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, la primera corriente de fluido de aislamiento y la segunda corriente de fluido de aislamiento. En un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la corriente de fluido de proceso, la primera corriente de fluido de aislamiento, la segundad corriente de fluido de aislamiento, la corriente de fluido de regeneración, la segunda corriente de fluido aislamiento, y la primera corriente de fluido de aislamiento, antes de regresar a la corriente de fluido de proceso. De preferencia, la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración se pasan a través de la masa sorbente en direcciones opuestas, y cada una de la primera corriente de fluido de aislamiento y la segunda corriente de fluido de aislamiento se pasa a través de la masa sorbente en la misma dirección que la corriente de fluido que sigue inmediatamente la primera o segunda corriente de fluido de aislamiento respectiva en la dirección de rotación de la masa sorbente. Opcionalmente , el sistema de esta modalidad puede incluir además una tercera corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, la primera corriente de fluido de aislamiento y la segunda corriente de fluido de aislamiento. De preferencia la tercera corriente de fluido de aislamiento se dispone de tal forma que el volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la corriente de fluido de proceso, la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, la tercera corriente de fluido de aislamiento, la corriente de fluido de regeneración, la tercera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, y 1 primera corriente de fluido de aislamiento, antes de regresar a la corriente de fluido de proceso. De preferencia, la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración se pasan a través de la masa sorbente en direcciones opuestas, y cada una de la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, y la tercera corriente de fluido de aislamiento se pasa a través de la masa sorbente en la misma dirección que la corriente de fluido que sigue inmediatamente la primera, segunda o tercera corriente de fluido de aislamiento respectiva en la dirección de rotación de la masa sorbente. En aún otra modalidad de la invención, un método para diseñar un sistema de sorción de lecho, en el cual una masa de un material sorbente regenerable se hace girar de tal forma que un volumen dado de la masa sorbente pasa alternativamente a través de una corriente de fluido de proceso y una corriente de fluido de regeneración, incluye las etapas de (a) determinar si por lo menos un criterio seleccionado de los siguientes se satisface: (i) la temperatura de una corriente de fluido es menor que o igual al punto de rocío de una corriente de fluido adyacente, (ii) existe una diferencia en la presión de vapor de por lo menos aproximadamente 0.002 Kg/cm2 (150 Pa) entre las zonas de un material sorbente a través de los cuales pasan las corrientes de fluido adyacentes, (iii) la diferencia en presión absoluta entre las corrientes de fluido adyacentes excede una presión de diseño de una estructura de sellado del sistema de sorción de lecho, y (iv) la permeabilidad de una corriente de fluido a través del material sorbente en la corriente de fluido adyacente afecta la concentración sorbida de una o ambas de las corrientes de fluido adyacentes por al menos 10%; (b) si se determina en la etapa (a) que por lo menos se satisface un criterio, agregar al sistema una corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de las otras corrientes de fluido; y (c) repetir las etapas (a) y (b) hasta que se determina en la etapa (b) que por lo menos un criterio no se satisface. Cada corriente de fluido de aislamiento agregada se dispone de tal forma que, en un ciclo de operación, el volumen dado de la masa sorbente pasa a través de la corriente de fluido de aislamiento dos veces, una vez antes de la corriente de fluido de proceso y después de la corriente de fluido de regeneración, y una vez después de la corriente de fluido proceso y antes de la corriente de fluido de regeneración. Nuevamente, como se utiliza en la presente, los términos "antes" y "después" denotan un orden relativo y no requieren que uno preceda inmediatamente o siga a otro a menos que asi se especifique. De preferencia, un circuito de aislamiento se agrega si cualquiera de una pluralidad de criterios seleccionados de (i) , (ii) , (iii) , y (iv) se satisface. De mayor preferencia, un circuito de aislamiento se agrega si cualquiera de los criterios (i) , (ii) , (iii) , y (iv) se satisface. El diseño del sistema de sorción de lecho puede hacerse por modelado, como en una computadora, por ejemplo, o mediante prueba física. En una modalidad adicional de la invención, un sistema de sorción de lecho rotatorio incluye un disco rotatorio de un material sorbente que, en un ciclo de operación, pasa a través de una pluralidad de zonas que incluye una zona de proceso, una zona de regeneración, y por lo menos una zona de aislamiento. La zona de regeneración y por lo menos una zona de aislamiento se extienden cada una radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de proceso. De esta forma, es menos probable que áreas del disco sorbente que se cargan con el elemento sorbido en la zona de proceso serán capaces de escapar de la regeneración u otro tratamiento en la zona de regeneración y aislamiento. De preferencia, por lo menos una zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de regeneración. Aún de mayor preferencia, la zona de regeneración se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura mayor que la zona de proceso, y por lo menos una zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura mayor que la zona de regeneración. Como se utiliza en la presente, el término "altura de acanaladura" se refiere a la dimensión más ancha de los canales en el disco sorbente a través de la cual fluyen las corrientes de fluido. Para un disco que tiene canales con una sección transversal circular, la altura de acanaladura corresponde al diámetro del canal . Esta modalidad también puede utilizarse en un sistema que incluye una pluralidad de zona de aislamiento, en cuyo caso, cada zona de aislamiento de preferencia se extiende radialmente hacia fuera de la periferia del disco sorbente a un mayor grado que por lo menos la zona de proceso, y de preferencia, también la zona de regeneración.

En aún otra modalidad de la invención, un método para mejorar el rendimiento de un sistema de sorción de lecho rotatorio incluye las etapas de hacer girar una masa de un material sorbente regenerable de tal forma que, en un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente secuencialmente pasa a través de la primera, segunda, tercera y cuarta zonas, antes de regresar a la primera zona; pasar la corriente de fluido de proceso a través de la primera zona en una primera dirección; pasar la corriente de fluido de regeneración a través de la tercera zona en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección; y reducir la contaminación cruzada entre la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración al reciclar por lo menos una corriente de fluido de aislamiento entre la masa sorbente en la segunda zona, donde la corriente de fluido de aislamiento pasa a través de la masa sorbente en la segunda dirección, y en la cuarta zona, donde la corriente de fluido de aislamiento pasa a través de la masa sorbente en al primera dirección. Un mejor entendimiento de éstos y otros aspectos de la presente invención puede tenerse por referencia a los dibujos y a la descripción anexa, en la cual modalidades preferidas de la invención se ilustran y describen. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra una modalidad preferida de un sistema de sorción de lecho rotatorio de acuerdo con la invención. La FIGURA 2 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra otra modalidad preferida de un sistema de sorción de lecho rotatorio de acuerdo con la invención. La FIGURA 3 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio de dos zonas convencional . La FIGURA 4 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio de cuatro zonas. La FIGURA 5 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio de seis zonas. La FIGURA 6 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio de dos zonas convencional . La FIGURA 7 es una gráfica que esquematiza las presiones de vapor a lo largo del límite de las zonas adyacentes en el sistema mostrado en la FIGURA 6. La FIGURA 8 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio de cuatro zonas. La FIGURA 9 es una gráfica que esquematiza las presiones de vapor a lo largo del límite de las zonas adyacentes en el sistema mostrado en la FIGURA 8. La FIGURA 10 es una ilustración esquemática de un sistema de sorción de lecho rotatorio seis zonas.

La FIGURA 11 es una gráfica que compara las presiones de vapor en los sistemas mostrados en las FIGURAS 8 y 10. La FIGURA 12 es una gráfica que esquematiza la caída de presión como una función de la profundidad del rotor . La FIGURA 13 es una gráfica de los valores de fuga de la matriz típica. La FIGURA 14 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de sorción de lecho rotatorio de tres zonas. La FIGURA 15 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de sorción de lecho rotatorio de cuatro zonas. La FIGURA 16 es una gráfica que esquematiza la caída de presión como una función de la profundidad del rotor para el sistema mostrado en la FIGURA 15. La FIGURA 17 es una ilustración esquemática de una configuración preferida de un sistema de sorción de lecho rotatorio de cuatro zonas de acuerdo con la invención. La FIGURA 18 es un diagrama de flujo esquemático de una unidad de sorción de secadora de tolva. La FIGURA 1 ilustra una primera modalidad preferida de un sistema 10 de sorción de lecho rotatorio de acuerdo con la presente invención. El sistema incluye una masa 11 porosa en forma de disco rotativa de una construcción convencional que contiene o se reviste con material sorbente regenerable que, en un ciclo de operación, secuencialmente pasa a través de una primera zona 1, una segunda zona 2, y una tercera zona 3, y una cuarta zona 4. La masa 11 sorbente se hace girar sobre su eje en la dirección indicada por la flecha A mediante un mecanismo de rotor conocido (no mostrado) . Una corriente 12 de fluido de proceso que lleva un elemento sorbido (por ejemplo, vapor de agua) se pasa a través de la masa 11 sorbente en la primera zona 1, donde el elemento sorbido se absorbe (es decir, se carga) sobre la masa 11 sorbente. La corriente de fluido de proceso que sale de la masa sorbente tiene una concentración sorbida reducida comparada con la corriente de fluido de proceso que entra a la masa sorbente. Opcionalmente, un ventilador, soplador u otro dispositivo 13 de movimiento de fluido puede utilizarse para impulsar el flujo de fluido de proceso a través de la tubería (no mostrada) . Una corriente 14 de fluido de regeneración se pasa a través de la masa 11 sorbente en la tercera zona 3, en una dirección opuesta al flujo de la corriente 12 de fluido de proceso. El sorbente de la corriente de fluido de proceso que se recolectó en la masa 11 sorbente se libera en la corriente de fluido de regeneración. Un calentador 15 puede proporcionarse para calentar la corriente 14 de fluido de regeneración antes de su paso a través de la masa 11 sorbente. Como con la corriente de fluido de proceso, un ventilador, soplador, u otro dispositivo 16 de movimiento de fluido puede utilizarse para impulsar el flujo de fluido de regeneración. Aunque ni la corriente 12 de fluido de proceso ni la corriente 14 de fluido de regeneración se muestra en la FIGURA 1 como siendo un circuito de bucle cerrado, aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que una o ambas de estas corrientes de fluido pueden recircularse en un circuito cerrado. La FIGURA 14, por ejemplo, representa una disposición en donde, al salir de la masa sorbente, la corriente de fluido de regeneración se enfría para condensar el vapor fuera de la corriente de fluido y entonces se recalienta antes de encaminarse nuevamente a través de la masa sorbente . Una corriente 17 de fluido de aislamiento se recicla en un circuito cerrado, independientemente de la corriente 12 de fluido de proceso y la corriente 14 de fluido de regeneración, entre la masa 11 sorbente en la segunda zona 2 y en la cuarta zona 4. De preferencia, la dirección que la corriente 17 de fluido de aislamiento fluye a través de la masa 11 sorbente es la misma dirección que el fluido que fluye a través de la zona que sigue inmediatamente la zona de aislamiento en la dirección de rotación de la masa 11 sorbente. En la FIGURA 1, por ejemplo, la corriente 17 de fluido de aislamiento pasa a través de la segunda zona 2 en la misma dirección que la corriente 14 de fluido de regeneración fluye a través de la tercera zona 3, y pasa a través de la cuarta zona 4 en la misma dirección que la corriente 12 de fluido de proceso fluye a través de la primera zona 1. Alternativamente, la dirección que la corriente de datos de aislamiento fluye a través de la masa sorbente puede ser opuesta a la dirección de flujo de fluido a través de la zona que sigue inmediatamente la zona de aislamiento en la dirección de rotación de la masa sorbente. Un ventilador, soplador u otro dispositivo 18 de movimiento de fluido puede proporcionarse opcionalmente para impulsar el flujo de fluido de aislamiento. Como se discutirá en mayor detalle en lo siguiente junto con los ejemplos específicos, proporcionar el circuito de aislamiento reciclado ayuda a reducir la contaminación cruzada entre la corriente 12 de fluido de proceso y la corriente 14 de regeneración. En ciertas aplicaciones, beneficios adicionales pueden lograrse al proporcionar circuitos de aislamiento reciclados adicionales. La FIGURA 2 ilustra otra modalidad preferida de un sistema 110 de sorción de lecho rotatorio en el cual dos corrientes 117, 119 de fluido de aislamiento se reciclan independientemente a través de una masa 111 sorbente rotativa. La masa 111 sorbente, en un ciclo de operación, pasa secuencialmente a través de una primera zona 101, una segunda zona 102, una tercera zona 103, una cuarta zona 104, una quinta zona 105, y una sexta zona 106. Como con la primera modalidad, la masa 111 sorbente se hace girar sobre su eje en la dirección indicada por la flecha B mediante un mecanismo rotor conocido (no mostrado) . Una corriente 112 de fluido de proceso se pasa a través de la masa 111 sorbente en la primera zona 101. Un ventilador, soplador u otro dispositivo 113 de movimiento de fluido puede utilizarse opcionalmente para impulsar el flujo de fluido de proceso. Una corriente 114 de fluido de regeneración se pasa a través de la masa 111 sorbente en la cuarta zona 104, en una dirección opuesta al flujo de la corriente 112 de fluido de proceso. Un calentador 115 puede proporcionarse para calentar la corriente 114 de fluido de regeneración antes de su paso a través de la masa 111 sorbente. Como con la corriente de fluido de proceso, un ventilador, soplador u otro dispositivo 116 de movimiento de fluido puede utilizarse para impulsar el flujo de fluido de regeneración, cuando sea necesario . Una primera corriente 117 de fluido de aislamiento se recicla en un circuito cerrado, independientemente de la corriente 112 de fluido de proceso, la corriente 114 de fluido de regeneración, y una segunda corriente 119 de fluido de aislamiento, entre la masa 111 sorbente en la tercera zona 103 y en la quinta zona 105. De preferencia, la dirección que la primera corriente 117 de fluido de aislamiento fluye a través de la masa 111 sorbente es la misma dirección que el fluido que fluye a través de la zona que sigue inmediatamente la zona de aislamiento en la dirección de rotación de la masa 111 sorbente. En al FIGURA 2, por ejemplo, la primera corriente 117 de fluido de aislamiento pasa a través de la tercera zona 103 en la misma dirección que el flujo de la corriente 114 de fluido de regeneración a través de la cuarta zona 104, y pasa a través de la quinta zona 105 en la misma dirección que el flujo de la segunda corriente 119 de fluido de aislamiento a través de la sexta zona 106. Alternativamente, la dirección del flujo de fluido de aislamiento a través de la tercera y quinta zonas puede invertirse de aquella mostrada en la FIGURA 2. Un ventilador, soplador u otro dispositivo 118 de movimiento de fluido puede utilizarse para impulsar el primer flujo de fluido de aislamiento . Mientras tanto, la segunda corriente 119 de fluido de aislamiento se recicla en un circuito cerrado, independientemente de la corriente 112 de fluido de proceso, la corriente 114 de fluido de regeneración y la primera corriente 117 de fluido de aislamiento, entre la masa 111 sorbente en la segunda zona 102 y en la sexta zona 106. Como con la primera corriente de fluido de aislamiento, la dirección que la segunda corriente 119 de fluido de aislamiento se pasa a través de la masa 111 sorbente de preferencia es la misma dirección que el fluido que fluye a través de la zona que sigue inmediatamente la zona de aislamiento en al dirección de rotación de la masa 111 sorbente. En la FIGURA 2, por ejemplo, la segunda corriente 119 de fluido de aislamiento pasa a través de la segunda zona 102 en la misma dirección que la primera corriente 117 de fluido de aislamiento fluye a través de la tercera zona 103, y pasa a través de la sexta zona 106 en la misma dirección que la corriente 112 de fluido de proceso fluye a través de la primera zona 101. Alternativamente, la dirección del flujo de fluido de aislamiento a través de la segunda y sexta zonas pueden invertirse de aquella mostrada en la FIGURA 2. Un ventilador, soplador u otro dispositivo 120 de movimiento de fluido puede utilizarse para impulsar el segundo flujo de fluido de aislamiento. En las modalidades preferidas descritas en lo anterior, aquellos de experiencia ordinaria en la técnica reconocerán que la selección de proporciones de flujo específicas, presiones, temperaturas, humedades relativas, etc., depende de la aplicación particular para el sistema de sorción, y serán capaces de hacer selecciones apropiadas para una aplicación dada. La presente invención no se limita a dos circuitos de aislamiento, pero puede utilizar tres o más circuitos de aislamiento dependiendo de las características de las diversas corrientes de fluido y el nivel deseado de tratamiento. De preferencia, cada circuito de aislamiento adicional se dispone de tal forma que la corriente de fluido de aislamiento pasa a través de la masa sorbente en la misma dirección que la corriente de fluido de proceso o de regeneración que sigue la corriente de fluido de aislamiento en la dirección de rotación de la masa sorbente. También, se prefiere que cada circuito de aislamiento adicional se disponga de tal forma que, en un ciclo de rotación, la masa sorbente pase secuencialmente a través de las corrientes de fluido de aislamiento en orden ascendente y después descendente. En otras palabras, para un sistema de ocho zonas con tres circuitos de aislamiento, por ejemplo, la masa sorbente puede pasar secuencialmente a través de una corriente de fluido de regeneración, una primera corriente de fluido de aislamiento, una segunda corriente de fluido de aislamiento, una tercera corriente de fluido de aislamiento, una corriente de fluido de proceso, la tercera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, la primera corriente de fluido de aislamiento, etc . Como se describe en lo siguiente, el número de circuitos de aislamiento puede seleccionarse basándose en una determinación de si se satisfacen ciertos criterios seleccionados que se refieren a la temperatura, presión de vapor, presión absoluta, y/o fugas. Si se satisfacen los criterios, puede determinarse ya sea por la simulación o por prueba física. En el caso de que se determine que se satisface uno o más de los criterios seleccionados, entonces esto indica que puede existir un beneficio potencial en agregar un circuito de aislamiento al sistema. Después de que se agrega el circuito de aislamiento, se hace la determinación nuevamente, y de esta forma, hasta que no se satisfacen los criterios seleccionados.

Criterio de Diseño de Presión Absoluta En su modalidad más simple, por ejemplo, una unidad de sorción de secadora de tolva que opera en un circuito cerrado, el diseñador tiene la opción sobre donde localizar el ventilador de proceso de circuito cerrado. En el ejemplo mostrado en la FIGURA 18, se muestra una tolva 50, una corriente 51 de aire de proceso, un ventilador 52 de aire de proceso, un disco 53 sorbente rotativo, una corriente 54 de aire de regeneración, un calentador 55 de aire de regeneración, y un ventilador 56 de aire de regeneración. La tolva 50 tiene una caída de presión expuesta al aire muy grande que puede exceder 76.2 cm. (30") de WC (pulgadas de columna de agua) . La tolva 50 es la posición más "abierta" en el circuito cerrado y de este modo se equilibrará en la presión atmosférica. Las otras porciones del circuito tomarán una presión de acuerdo con sus posiciones respectivas en el circuito y el impulsor de aire en el circuito. En esta aplicación, un punto de rocío de -40°C (-40°F) y menos se requiere. Típicamente todos los puntos dentro del circuito controlado tienen puntos de rocío de menos de -10°C (14°F) . Esto pone requerimientos estrictos sobre limitar la infiltración de aire dentro (y fuera de) circuito de ambiente controlado. Una corriente de aire de aislamiento o enfriamiento (no mostrada en la FIGURA 18) se requiere para lograr estos puntos de rocío. En una versión del lecho sorbente de este dispositivo, se utilizan torres dobles llenas de desecante como el medio de secado. Debido a que estas torres se construyen de metal, la presión para la magnitud descrita no es una cuestión de diseño. Sin embargo, debido a la porosidad del disco desecante, presiones excesivamente elevadas (que sería típico si el disco desecante se colocara después del dispositivo de movimiento de aire) puede provocar daño al disco, así como crear una segunda trayectoria de aire al ambiente, que incrementa significativamente la cantidad de aire fresco puesto en el circuito, y de este modo la carga de secado . En esta aplicación, un circuito cerrado sencillo se instala para proporciona una zona de aislamiento entre el circuito cerrado de alta presión y la zona de aire de regeneración, la cual típicamente está cerca de la presión ambiente. Este circuito cerrado entonces se equilibra en presión en el punto medio en la zona de proceso de alta presión, y la zona de regeneración de presión ambiente. El efecto neto es que la fuga fuera del circuito de proceso se corta por lo menos a la mitad, y se mantienen los beneficios de rendimiento de la corriente de aislamiento. Dependiendo de la presión requerida para mover el aire a través del circuito cerrado de tolva, más de una zona de aislamiento puede requerirse. En algunos casos, las presiones pueden exceder 127 cm (50") de WC, en cuyo caso dos zonas de aislamiento pueden requerirse. La decisión sobre cuántas zonas son necesarias es una función de la porosidad del disco, la máxima proporción de contaminación admisible en la zona de fuga principal para el circuito, y las diferencias de presión relativas entre las corrientes de aire de proceso y de regeneración. De preferencia, los circuitos de aislamiento se agregan al sistema hasta que la diferencia en presión absoluta entre corrientes de fluido adyacentes no exceda la presión del diseño del sistema de sellado de disco sorbente, que típicamente está en el orden de 17.78-25.40 cm (7-10") de WC. Inversamente, si el disco sorbente se coloca cerca del ventilador, estará operando a una presión negativa al ambiente, y cualquier infiltración de aire a través del disco sorbente tendrá un efecto importante sobre el bajo punto de rocío de aire requerido en la aplicación. En este caso, la zona de aislamiento, de circuito cerrado minimiza la fuga de la zona de regeneración de humedad en el circuito de proceso de secado. Una vez más, el número de circuito se determina por la infiltración admisible en el circuito de proceso, la cual es una función de la presión, humedad y porosidad del disco .

Criterio de Diseño de Condensación o Escarcha En esta determinación, se hace la pregunta de si existe posibilidad de condensación o escarcha en la unión de cualquiera de las dos zonas adyacentes . Los efectos de la formación de escarcha en un límite pueden ser desbastadores. Los sellos pueden congelarse en las caras del disco, y la acumulación de hielo de puede dañar las caras del disco. Los efectos de la condenación son menos catastróficos; sin embargo, el choque de agua a largo plazo en muchos tipos de desecantes, especialmente gel de sílice, puede tener efectos de envejecimiento importantes, resultando eventualmente en ablandamiento o pérdida en el rendimiento. Esta determinación puede utilizarse junto con aislamiento, o en lugar de aislamiento para evitar acumulación de condensación o escarcha.

En la aplicación de mayor congelamiento dada en lo siguiente, donde el aire frío necesita deshumidificarse adicionalmente , sólo el aire ambiente húmedo está disponible para la regeneración. En la FIGURA 3, la corriente de fluido de proceso pasa a través de la zona 1 a una proporción de 243.84 metros/hora (800 SFPM) (pies estándar por minuto) y la corriente de fluido de refrigeración pasa a través de la zona 2 a una proporción de 76.2 metros/hora (250 SFPM) . Como es evidente en la FIGURA 3 , a partir de las temperaturas en la zona 1 y las condiciones de humedad en la zona 2, los límites entre la zona 1 y 2 claramente son candidatos para la acumulación de condensación y hielo. Específicamente, el aire de la salida de regeneración tiene un punto de rocío de 24.55°C (76.2°F) (137 gramos por libra) y se localiza cerca del aire de entrada de proceso que tiene una temperatura de -17.77°C (0°F) . El enfriamiento localizado de la fuga o la condición fácilmente puede crear escarcha bajo estas condiciones . La FIGURA 4 ilustra un sistema de cuatro zonas en el cual un circuito de aislamiento se ha agregado al sistema mostrado en la FIGURA 3. En la FIGURA 4, la zona 1 nuevamente representa la corriente de fluido de proceso, la zona 3 representa la corriente de fluido de regeneración, y las zonas 2 y 4 representan corrientes de fluido de aislamiento y del circuito de aislamiento. Aquí, también, la temperatura y condiciones de humedad de las zonas 1 y 4 son tales que la posibilidad de escarcha aún existe a lo largo de los límites de las zonas 1 y 4, como se indica por la flecha trazada en la FIGURA 4. Por lo tanto, un circuito de aislamiento adicional se agrega al sistema, como se agrega en la FIGURA 5. En la FIGURA 5, la zona 1 representa al corriente de fluido de proceso, la zona 4 representa la corriente de fluido de regeneración, las zonas 2 y 5 representan las corrientes de fluido de aislamiento de un circuito de aislamiento, y las zonas 3 y 6 representa corrientes de fluido de aislamiento del otro circuito de aislamiento. Ahora, debido al punto de rocío de la corriente de fluido de aislamiento que sale de la zona 6 es menor que la temperatura de la corriente de fluido de proceso que sale de la zona 1, la posibilidad de escarcha o condensación se ha eliminado.

Criterio de Diseño de Presión de Vapor En el límite entre las dos zonas de flujo de aire, la presión de vapor del material del rotor cambia dramáticamente. La diferencia de presión de vapor en este límite es típicamente mucho mayor que las diferencias de presión estática o absoluta de los dos circuitos de aire. Como resultado, el flujo de vapor ocurre a través de las paredes permeables de los canales corrugados en el disco.

Esto puede ocurrir sin ninguna fuga de aire como se muestra en la Patente Norteamericana 5,653,115. Agregar uno o más circuitos de aislamiento para poder separar las corrientes de aire más secas y más húmedas entre sí, puede mitigar el efecto de esta migración de humedad. De preferencia, los circuitos de aislamiento se agregan hasta que la diferencia en presión de vapor es menor que aproximadamente 0.002 Kg/cm2 (150 Pa) entre zonas del material sorbente a través del cual pasan las corrientes de fluido adyacentes. Como un ejemplo, considerar un rotor con una configuración de dos zonas convencional, con un área frontal 3:1 dividida entre las corrientes de aire de proceso y de regeneración, como se muestra en al FIGURA 6. En la FIGURA 6, la zona de proceso se representa por el número 1 y la zona de regeneración se representa por el número 2. Las diferencias de presión de vapor a lo largo del límite que separa el final de regeneración (zona 2) del comienzo del proceso (zona 1) se muestran en la FIGURA 7. Las diferencias de presión de vapor a través de las paredes de la matriz son muy grandes y son una función de la posición en la dirección de flujo de aire. Aún en el lado de salida de proceso del rotor, las diferencias de estado estable en la presión de vapor de la matriz son de 0.01 Kg/cm2 (995 Pa) (0.039 Kg/cm2 - 0.029 Kg/cm2 (3872 Pa - 2877 Pa) ) . En este caso, el aire que sólo sale del rotor se equilibra en una presión de vapor de 0.032 Kg/cm2 (3173 Pa) , o 140 gramos de agua por libra de aire seco (gpp o gr/LB) . Aunque ésta es una pequeña parte del flujo de aire del proceso total, es una parte importante de la condición de salida de promedio general de 2.21 gpp mostrado en la FIGURA 6. Si un circuito de aislamiento se agrega para separar las dos corrientes de aire mientras mantiene iguales las áreas de zona de absorción y proporciones de flujo, se obtienen los resultados mostrados en la FIGURA 8. En la FIGURA 8, la zona de proceso se representa por el número 1, la zona de regeneración se representa por el número 3, y las dos de aislamiento que corresponden al circuito de aislamiento se representan por los números 2 y 4. Como se muestra en la FIGURA 8, el resultado neto de agregar el circuito de aislamiento es una reducción en la humedad del aire de proceso tratado de 2.11 gpp (-27.11°C (-16.8°F) de DP) hasta 0.49 gpp (-41.11°C (-42°F) de DP) . Esto puede explicarse al examinar la diferencial de presión de vapor de la matriz en limite entre las zonas 4 y 1, como se muestra en la FIGURA 9. La adición del circuito de aislamiento ha bajado las diferencias de presión de vapor de la matriz en el límite por al meno un orden de magnitud menor que el caso de las dos zonas de las FIGURAS 6 y 7. La relación de humedad del aire es correspondientemente menor a todas las posiciones de profundidad del límite al comienzo de la zona 1, contribuyendo a la reducción en la relación de humedad general que queda del aire de la zona 1 de 2.21 gpp a 0.49 gpp (ó -27.11°C (-16.8°F) de DP vs . -41.11°C (-42°F de DP) . La adición del circuito de aislamiento ha reducido la presión de vapor delta en 0.001 Kg/cm2 (122 Pa) , lo cual está dentro del limite preferido de 0.002 Kg/cm2 (150 Pa) observado en lo anterior. Aunque la discusión anterior examina las diferencias de presión de vapor en el límite de las zonas 4 y 1, resultados benéficos similares ocurren en el límite de las zonas 1 y 2. El rendimiento además puede mejorarse al agregar circuitos de aislamiento adicionales de tal forma que las diferenciales de presión de vapor más pequeños ocurren en cada límite de zona. Por ejemplo, si el circuito sencillo previamente descrito se divide en dos circuitos independientes, cada mitad del tamaño de circuito original, el rendimiento obtenido se muestra en la FIGURA 10. En la FIGURA 10, la zona de proceso se representa por el número 1, la zona de regeneración se representa por el número 4, dos corrientes de aislamiento que corresponden a un primer circuito de aislamiento se representan por los números 3 y 5, y dos corrientes de aislamiento que corresponden a un segundo circuito de aislamiento se representan por los números 2 y 6. Puede observarse a partir de la FIGURA 10 que el circuito de aislamiento adicional ha reducido la condición de aire tratado de 0.46 gpp a 0.37 gpp (ó -41.11°C (-42°F) de DP hasta -43.5°C (-46.3°F) de DP) , debido ampliamente a las transiciones más graduales en las presiones de vapor a través del límite entre las zonas 1 y las zonas 2 y 6 circundantes . La FIGURA 11 muestra la diferencia en las presiones de vapor de aire al comienzo de la zona 1 para el sistema de cuatro zonas de la FIGURA 8 vs . el sistema de seis zonas de la FIGURA 10. El circuito de aislamiento adicional en el sistema de seis zonas sólo proporciona alrededor de 20% menos de presión de vapor en el límite de aire de suministro comparado con el sistema de cuatro zonas, pero es un factor importante para bajar la concentración de humedad en el aire de suministro por al menos 20%. No es necesario que los circuitos de aislamiento sean del mismo tamaño o sean exactamente simétricos. La velocidad de flujo de cada circuito es óptima cuando la temperatura y las condiciones de humedad que dejan el segundo paso de circuito (es decir, la corriente de fluido de aislamiento adyacente a la corriente de fluido de proceso) son casi iguales a las condiciones de aire que entran a la zona 1.

Criterio de Diseño de Fugas Agregar un circuito de aislamiento cerrado sencillo al sistema reducirá las fugas de aire por aproximadamente la mitad. Esto es debido a la naturaleza de circuito cerrado del circuito de aislamiento, que provocará que se equilibre en una presión absoluta intermedia entre las zonas de proceso y de regeneración. En ciertas aplicaciones, la fuga entre los circuitos debe minimizarse al mayor grado posible. En ciclos de concentración, si es para la concentración de VOC o la concentración de agua mediante la regeneración de circuito cerrado en ambientes de bajo punto de rocío (Reactor de OPG referencia) , la exfiltración de la corriente de proceso es tan dañina como la infiltración, ya que la relación de concentración de vapor con la corriente de aire de regeneración debe maximizarse para la eficiencia del ciclo. En el caso de concentrador de VOC, se debe tener un cuidado extra especial para asegurar equilibrios de presión uniforme entre los circuitos de proceso y generación para maximizar las relaciones de concentración. Sin embargo, debido a la naturaleza de contraflujo del ciclo del rotor, existirá contaminación cruzada entre las dos corrientes cuando las caídas de presión fluyendo en diferentes direcciones a través del rotor para cada corriente de aire, como se muestra en la FIGURA 12. Esto resulta en aire de entrada de proceso que fluye hacia la salida de regeneración, y aire de entrada de regeneración que fluye hacia la salida de proceso. Este flujo es debido a la permeabilidad de las paredes delgadas de la acanaladura en el disco . Por ejemplo, la FIGURA 12 representa la presión absoluta de las diversas corrientes de aire - procesos, regeneración, y purga - a través de un disco sorbente rotatorio que se equilibra bien con respecto a la presión entre el proceso y regeneración. Como puede observarse, debido al hecho de que los flujos de aire a través del disco están en contracorriente, siempre existe una presión diferencial entre las dos corrientes, excepto para a lo mucho un punto. La FIGURA 13 denota la fuga o permeabilidad de un disco en términos de metros cúbicos estándar por minuto por metro cuadrado (pies cúbicos estándar por minuto por pie cuadrado (scfm/pies2) ) en la dirección perpendicular al flujo . Se representan tres proporciones de fuga de matriz genérica las cuales son típicas para los diferentes tipos de medios absorbentes. Típicamente, las matrices basadas en tamiz molecular tienen proporciones de fuga en su mayoría similares a 3 valores de matriz. Es importante mencionar que los materiales de MS también se utilizan donde se deseen concentraciones de salida más baja, ambas en remoción de vapor de agua así como en remoción de VOC, haciendo al efecto de fuga interno una restricción importante en el mundo real sobre el rendimiento del sistema. En un sistema de tres zonas convencional mostrado en la FIGURA 14, el aire de proceso que entra en la matriz 30 sorbente se representa por el número 1, el aire de proceso que sale de la matriz 30 sorbente se representa por el número 3, el aire de purga que sale de la matriz 30 sorbente se representa por el número 2, el aire de regeneración que entra a la matriz 30 sorbente se representa por el número 4, y el aire de regeneración que sale de la matriz 30 sorbente se representa por el número 5. Dada la disposición de flujo de la FIGURA 14 y los valores de presión en fuga en las FIGURAS 12 y 13, el aire se filtrará de la entrada de proceso a la salida de regeneración, y desde la entrada de regeneración hasta la salida de proceso. Con las curvas dadas, y la aplicación dada, para los medios de la matriz 3 aproximadamente 0.04 metros cúbicos por minuto (1.4 scfm) de aire de entrada de regeneración se filtrará hacia la salida de proceso y 0.099 metros cúbicos por minuto (3.5 scfm) se filtrará hasta circuito de regeneración desde el circuito de proceso. Esta fuga incrementará la relación de humedad de salida de proceso de 1.45 a 1.65 gr/lb y reducirá la relación de humedad de salida de regeneración de 186gr/lb a 184 gr/lb. El rendimiento de punto de rocío que queda en el lado de proceso no se ha reducido significativamente, pero la fuga de circuito transversal ha reducido significativamente la cantidad de agua disponible para la remoción a través de la condensación, en este caso por hasta 5%. La aplicación de un circuito de aislamiento cerrado en lugar de la disposición de purga abierta representada en la FIGURA 14 puede recolectar esta humedad, así como reducir las diferencias de presión de circuito trasversal. Un sistema de cuatro zonas que incluye un circuito de aislamiento se muestra en al FIGURA 15, en el cual el aire de proceso que entra en la matriz 30 sorbente se representa por el número 1, el aire de proceso que sale de la matriz sorbente se representa por el número 3 , el aire de aislamiento en el lado saliente del aire de proceso de la matriz 30 sorbente se representa por el número 2, el aire de aislamiento en el lado entrante del aire de proceso de la matriz 30 sorbente se representa por los números 2a y 2b, el aire de regeneración que entra en la matriz 30 sorbente se representa por el número 4, y el aire de regeneración que sale de la matriz sorbente se representa por el número 5. La FIGURA 16 muestra las presiones relativas a las cuales se equilibrará el circuito de aislamiento. Gráficamente es bastante fácil entender el efecto que el circuito de aislamiento ha tenido sobre la fuga de circuito transversal que reduce el rendimiento. Entre más pequeñas se reflejen las "flechas de fuga" menores son las proporciones de fuga. Adicionalmente , el efecto de la fuga se reduce cuando las zonas de aislamiento no tienen los mismos extremos de humedad y de este modo tienen una influencia ampliamente reducida sobre la dilución de regeneración y contaminación de salidas de proceso. De preferencia, los circuitos de aislamiento se agregan hasta que la permeabilidad de una corriente de fluido a través del material sorbente en una corriente de fluido adyacente afecte la concentración sorbida de una o ambas corrientes de fluido adyacentes por menos de aproximadamente 15%, de mayor preferencia por menos de aproximadamente 10%. Se debe observar que este ejemplo es paralelo al ejemplo de un concentrador de VOC. Pequeños cambios en la eficiencia de remoción resultan en grandes reducciones en relaciones de concentración de VOC. El circuito de aislamiento actúa de la misma forma, mejorando significativamente la relación de concentración de tales sistemas .

Reducción de "Disipadores" de Vapor Mejores adicionales pueden hacerse al rendimiento de estos sistemas al incorporar diferentes diámetros para las diversas zonas del disco absorbente. Como se observa en lo anterior, los efectos de bordo pueden tener un efecto dañino sobre la eficiencia de remoción del disco sorbente. Típicamente este efecto es el resultado de la regeneración incompleta de los medios sorbentes en el centro y/o los bordes del disco, o purga o enfriamiento incompletos de estas áreas. Cuando los sellos frontales se utilizan, ahí también existe un disipador de vapor que puede llenarse mientras se está adyacente a la zona de regeneración, y vaciarse en el aire tratado de la corriente de proceso. Cuando sellos circunferenciales se utilizan para sellarse contra el reborde del disco, en lugar de la parte frontal, la masa del alojamiento puede actuar como un disipador térmico, evitando la regeneración completa de cada material desecante exterior. Para combatir estos efectos, la zona de regeneración y cualquier zona de aislamiento debe extenderse radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de proceso. De preferencia, las zonas de aislamiento también deben extenderse radialmente hacia fuera a un mayor grado que la zona de regeneración. En la modalidad preferida ilustrada en la FIGURA 16, el diámetro de la zona de regeneración es más grande por al menos un diámetro de poro de disco, es decir, altura de acanaladura, que el diámetro de la zona de proceso para asegurar que esté completa la regeneración de los borde periféricos del disco sorbente. El diámetro de la zona de aislamiento es un tamaño de poro mayor que la zona de regeneración. En el caso donde los sellos de reborde se utilizan en el perímetro, un sello frontal debe proporcionarse para evitar flujo de aire a través de cada borde exterior del disco en el sector de proceso. Las modalidades discutidas en lo anterior son representativas de modalidades preferidas de la presente invención y se proporcionan para propósitos ilustrativos solamente. No se pretenden para limitar el alcance de la invención. Aunque configuración especifica, estructuras, condiciones, etc., se han mostrado y descrito, tales no son limitantes. Modificaciones y variaciones se contemplan dentro del alcance de la presente invención, la cual se pretende para limitarse solamente por el alcance de las reivindicaciones anexas .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para reducir la concentración sorbida de una corriente de fluido de proceso que utiliza un sistema de sorción de lecho que comprende una masa rotativa de un material sorbente regenerable, el método caracterizado porque comprende las etapas de : hacer girar la masa sorbente de tal forma que, en un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta, y sexta zonas, antes de regresar a la primera zona; pasar una corriente de fluido de proceso a través de la masa sorbente en al primera zona; pasar una corriente de fluido de regeneración a través de la masa sorbente en la cuarta zona; reciclar una primera corriente de fluido de aislamiento en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración, entre la masa sorbente en la segunda zona y en la sexta zona; y reciclar una segunda corriente de fluido de aislamiento en un circuito cerrado, independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, y la primera corriente de fluido de aislamiento, entre la masa sorbente en la tercera zona y en la quinta zona.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dirección de flujo de fluido en cada una de la primera, quinta y sexta zonas es la misma.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la dirección de fluido en cada una de la segunda, tercera, y cuarta zonas es la misma.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la dirección de fluido en cada una de la primera, quinta, y sexta zonas es opuesta a la dirección de flujo de fluido en cada una de la segunda, tercera, y cuarta zonas .
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una concentración de por lo menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de vapor de agua, compuestos orgánicos volátiles, y óxidos nitrosos se reduce como resultado de pasar la corriente de fluido de proceso a través de la masa sorbente en al primera zona.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende las etapas de: recircular en la corriente de fluido de regeneración en un circuito cerrado; enfriar la corriente de fluido de regeneración para condensar el vapor fuera de la corriente de fluido de regeneración; y recalentar la corriente de fluido de regeneración enfriada antes de pasar la corriente de fluido de regeneración a través de la cuarta zona.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la etapa de recircular la corriente de fluido de proceso en un circuito sustancialmente cerrado para deshidratar o mantener seco un producto .
8. Un sistema de sorción de lecho rotatorio, caracterizado porque comprende: una corriente de fluido de proceso; una corriente de fluido de regeneración; una primera corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración ; una segunda corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, y la primera corriente de fluido de aislamiento; y una masa rotativa de un material sorbente regenerable a través del cual se pasa cada una de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, la primera corriente de fluido de aislamiento y la segunda corriente de fluido de aislamiento, en donde, en un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la corriente de fluido de proceso, la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, la corriente de fluido de regeneración, la segunda corriente de fluido de aislamiento, y la primera corriente de fluido de aislamiento, antes de regresar a la corriente de fluido de proceso.
9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración se pasan a través de la masa sorbente en direcciones opuestas, y cada una de la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento se pasa a través de la masa sorbente en la misma dirección que la corriente de fluido que sigue inmediatamente la primera o segunda corriente de fluido de aislamiento respectiva en la dirección de rotación de la masa sorbente.
10. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende una tercera corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de la corriente de fluido de proceso, la corriente de fluido de regeneración, la primera corriente de fluido de aislamiento, y la segunda corriente de fluido de aislamiento, la tercera corriente de fluido de aislamiento se dispone de tal forma que el volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la corriente de fluido de proceso, la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, la tercera corriente de fluido de aislamiento, la corriente de fluido de regeneración, la tercera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, y la primera corriente de fluido de aislamiento, antes de regresar a al corriente de fluido de proceso.
11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración se pasan a través de la masa sorbente en direcciones opuestas, y cada una de la primera corriente de fluido de aislamiento, la segunda corriente de fluido de aislamiento, y la tercera corriente de fluido de aislamiento se pasa a través de la masa sorbente en la misma dirección que la primera corriente que sigue inmediatamente la primera, segunda, o tercera corriente de fluido de aislamiento respectiva en la dirección de rotación de la masa sorbente .
12. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de fluido de proceso está a una mayor presión que la corriente de fluido de regeneración .
13. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de fluido de proceso está a una presión menor que la corriente de fluido de regeneración .
14. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la masa sorbente tiene una permeabilidad de más de 0.014 metros cúbicos por metro cuadrado (0.5 scfm/pies2) de WC.
15. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque una de las corrientes de fluido está a una temperatura de congelamiento bajo cero, y una corriente de fluido adyacente tiene un punto de rocío que es mayor que el de la corriente de fluido de congelamiento bajo cero.
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de fluido de regeneración tiene un nivel de vapor de agua de más de aproximadamente 80 gpp, y la corriente de fluido de proceso, después de pasar a través de la masa sorbente, tiene un punto de rocío de menos de aproximadamente -34.44°C (-30°F).
17. Un método para diseñar un sistema de lecho de sorción en el cual una masa de un material sorbente regenerable se hace girar de tal forma que un volumen dado de la masa sorbente pasa alternativamente a través de una corriente de fluido de proceso y una corriente de fluido de regeneración, el método caracterizado porque comprende las etapas de : (a) determinar si por lo menos un criterio seleccionado de los siguientes se satisface: (i) la temperatura de una corriente de fluido es menor que o igual al punto de rocío de una corriente de fluido adyacente; (ii) existe una diferencia en la presión de vapor de por lo menos aproximadamente 0.002 Kg/cm2 (150 Pa) entre las zonas del material sorbente a través del cual pasan las corrientes de fluido adyacentes; (iii) la diferencia en presión absoluta entre las corrientes de fluido adyacentes excede una presión de diseño de una estructura de sellado del sistema de sorción de lecho; y (iv) la permeabilidad de una corriente de fluido a través del material sorbente en la corriente de fluido adyacente afecta la concentración sorbida de una o ambas de las corrientes de fluido adyacentes por al menos 10%; (b) si se determina en la etapa (a) que por lo menos se satisface un criterio, agregar al sistema una corriente de fluido de aislamiento que recircula en un circuito cerrado independientemente de las otras corrientes de fluido, la corriente de fluido de aislamiento se dispone de tal forma que, en un ciclo de operación, el volumen dado de la masa sorbente pasa a través de la corriente de fluido de aislamiento dos veces, una antes de la corriente de fluido de proceso y después de la corriente de fluido de regeneración, y una vez después de la corriente de fluido de proceso y antes de la corriente de fluido de regeneración; y (c) repetir las etapas (a) y (b) hasta que se determine en la etapa (b) que por lo menos no se satisface un criterio .
18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque, en la etapa (a), se determina si se satisface cada uno de los criterios (i) , (ii) , (iii) , y (iv) , y en la etapa (b) , una corriente de fluido de aislamiento se agrega si cualquiera de los criterios (i) , (ii) , (iii) , y (iv) se satisface.
19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque, en la etapa (b) , se determina si se satisface una pluralidad de criterios seleccionados de (i) , (ii) , (iii) , y (iv) , y en la etapa (b) , se agrega una corriente de fluido de aislamiento si cualquiera de la pluralidad de los criterios seleccionados se satisface.
20. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque, en la etapa (b) , la corriente de fluido de aislamiento se dispone de tal forma que, en un ciclo de operación, el volumen dado de la masa sorbente pasa a través de la corriente de fluido de aislamiento dos veces, una vez inmediatamente antes de la corriente de fluido de proceso, y una vez inmediatamente después de la corriente de fluido de proceso.
21. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque, en la etapa (b) , la corriente de fluido de aislamiento se dispone de tal forma que, en un ciclo de operación, el volumen dado de la masa sorbente pasa a través de la corriente de fluido de aislamiento dos veces, una vez inmediatamente antes de la corriente de fluido de regeneración, y una vez inmediatamente después de la corriente de fluido de regeneración.
22. Un sistema de sorción de lecho rotatorio, caracterizado porque comprende un disco rotativo de un material sorbente que, en un ciclo de operación, pasa a través de una pluralidad de zonas que incluyen una zona de proceso, una zona de regeneración, y por lo menos una zona de aislamiento, donde la zona de regeneración y por lo menos una zona de aislamiento cada una se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de proceso.
23. El sistema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque por lo menos una zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de regeneración.
24. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la zona de regeneración se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura más que la zona de proceso, y por lo menos una zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura mayor que la zona de regeneración .
25. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el material sorbente, en un ciclo de operación, pasa a través de una pluralidad de zonas de aislamiento, y cada zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente a un mayor grado que la zona de proceso y la zona de regeneración .
26. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la zona de regeneración se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura mayor que la zona de proceso, y cada zona de aislamiento se extiende radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco sorbente por al menos una altura de acanaladura mayor que la zona de regeneración .
27. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la pluralidad de zonas de aislamiento corresponde a uno o más circuito de aislamiento cerrados .
28. Un método para mejorar el rendimiento de un sistema de sorción de lecho rotatorio, el método caracterizado porque comprende las etapas de: hacer girar una masa de un material sorbente regenerable de tal forma que, en un ciclo de operación, un volumen dado de la masa sorbente pasa secuencialmente a través de la primera, segunda, tercera, y cuarta zonas, antes de regresar a la primera zona; pasar la corriente de fluido de proceso a través de la primera zona en una primera dirección; pasar la corriente de fluido de regeneración a través de la tercera zona en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección; y reducir la contaminación cruzada entre la corriente de fluido de proceso y la corriente de fluido de regeneración al reciclar por lo menos una corriente de fluido de aislamiento entre la masa sorbente en la segunda zona, donde la corriente de fluido de aislamiento pasa a través de la masa sorbente en la segunda dirección, y en la cuarta zona, donde la corriente de fluido de aislamiento pasa a través de la masa sorbente en la primera dirección.