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WO2003013700A1 - Method and device for the production of dry compressed gas - Google Patents

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Publication number
WO2003013700A1
WO2003013700A1 PCT/FR2001/002577 FR0102577W WO03013700A1 WO 2003013700 A1 WO2003013700 A1 WO 2003013700A1 FR 0102577 W FR0102577 W FR 0102577W WO 03013700 A1 WO03013700 A1 WO 03013700A1
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WO
WIPO (PCT)
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gas
filter
dry
air
enclosure
Prior art date
Application number
PCT/FR2001/002577
Other languages
French (fr)
Inventor
Jacques Jacob
Original Assignee
Cami Haute Technologie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cami Haute Technologie filed Critical Cami Haute Technologie
Priority to PCT/FR2001/002577 priority Critical patent/WO2003013700A1/en
Priority to EP01963077A priority patent/EP1425082A1/en
Publication of WO2003013700A1 publication Critical patent/WO2003013700A1/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/229Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion

Definitions

  • the gas, the gas mixture or the air which must be dried is introduced into a first column or a tower containing the adsorbent material.
  • the water in the air is adsorbed and the material becomes charged with water vapor.
  • a second column of the same type is regenerated.
  • Pipes, valves and control systems allow the circulation between the two columns to be interrupted or resumed. Then, we repeat the process. Because two pressure columns, valves and control systems are used, adsorption dryers are complex and expensive.
  • the regeneration of the adsorbent material can be done in several ways.
  • a first method consists in increasing the temperature of the adsorbent bed, during the regeneration phase, so as to desorb the humidity.
  • Another method for regenerating the adsorbent material is to subject it to an abrupt low pressure during the regeneration phase.
  • a second object of the invention is to provide a compressed air drying device which does not require periodic maintenance either.
  • a third object of the invention is to provide a device for drying compressed air which does not require refrigerating gas such as Freon or C.F.C.
  • a fourth object of the invention is to provide a device having no electrical connection, which makes it possible to use it in an explosion-proof zone.
  • Another object of the invention is to provide a method of drying the compressed air which gives immediate obtaining of the dew point.
  • a final object of the invention is to provide dry compressed air which can be used for human respiration.
  • the invention relates to a method for manufacturing a gas or mixture of gases, compressed, dry, characterized in that the following steps are carried out:
  • the compressed gas or mixture of gases is sent, after drying, to a pressure tank and the mixture is homogenized.
  • the compressed gas is air.
  • a device for implementing the method according to one of the preceding claims characterized in that it comprises a drying chamber in which parallel hollow tubes are placed, the wall tubes consisting of a membrane permeable to water vapor, a wet compressed air inlet at one end of the tubes, a dry compressed air outlet at the opposite end of the tubes, a dry air inlet in the enclosure, the dry air circulating in the enclosure, outside the tubes, a humid air outlet from the drying enclosure, traps of oxides and dioxides of carbon and sulfur, comprising in particular d a carbon dioxide retention filter and means for periodically removing carbon dioxide from the retention filter.
  • the means for periodically removing carbon dioxide from the filter consist of counter-current sweeping means of the filter using a neutral gas.
  • the device comprises dust filters, possibly an oil filter, placed upstream of the enclosure, and an antibacterial filter placed downstream of the drying enclosure.
  • the catalyst filter is filled with granules composed of manganese oxide, copper oxide and manganese carbonate and having a particle size between 1 and 3.5 mm.
  • the retention filter is filled with a molecular sieve of synthetic zeolites of crystal structure of type X, comprising a network of pores with effective diameter of 10 angstroms and having a particle size between 1, 6 and 2.5 mm.
  • the scanning means consist of a neutral gas inlet pipe into the retention filter, the neutral gas arriving through the pipe and sweeping the screen against the current to drive out the carbon dioxide.
  • the neutral gas is dioxygen.
  • the dry compressed air is that manufactured by the device and used for a hygrometry test.
  • dry compressed air obtained by the process described above.
  • this dry compressed air obtained can be used in the food industry and in the field of civil security.
  • Figure 4 is a schematic view of a third embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a front view of the device according to the invention, according to the second embodiment.
  • Figure 6 is a top view of the device according to the invention, according to the second embodiment.
  • Figure 7 is a sectional view of a filter.
  • Figure 8 is a sectional view of a carbon dioxide retention filter.
  • Figure 9 shows the direction of air passage through the filters.
  • FIG. 1 there is shown an enclosure (1) in which is placed one or more hollow tubes (2). These hollow tubes (2) or hollow fibers have a wall which is a membrane permeable to water vapor.
  • the tubes (2) are placed parallel to each other.
  • the enclosure (1) comprises a supply line (3) which is connected to the ends (4) of the tubes (2) and an outlet line (5) which is connected to the opposite ends (6) of the tubes (2) .
  • the outlet pipe (5) comprises a branch (7) of reduced size compared to the outlet pipe and which opens into the enclosure (1), outside the tubes or fibers (2).
  • the enclosure (1) has a lateral outlet (8).
  • the enclosure (1) shown in Figure 1 is a membrane dryer, the operation of which is as follows:
  • the compressed gas, or the compressed gas mixture enters through the supply line (3), into the tubes (2).
  • the gas mixture is compressed air.
  • This compressed air can for example be at a pressure of between approximately 8 and approximately 12 bar, preferably between 9 and
  • Compressed air enters the supply line (3) in a direction according to Arrow F1.
  • Compressed air enters the tubes (2) through their ends (4) which are connected to the supply line (3).
  • Compressed air moves from the ends (4) of the tubes (2) to the opposite ends (6) of the tubes (2).
  • the water molecules pass through the walls of the tubes (2), these walls being permeable to water vapor and impermeable to other gases. Water vapor is therefore stored inside (9) of the enclosure (1).
  • the dry compressed air exits through the outlet pipe (5), in the direction of Arrow F2.
  • the interior (9) of the enclosure (1) is saturated with water vapor, part of the dry air bypassed, through the outlet pipe (5), and the bypass (7), at the inside (9) of the enclosure (1), in the direction of the arrow F3 evacuates the water vapor.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the invention, this embodiment being the simplest.
  • the device shown schematically in Figure 2 can be used, for example in a hospital or clinic which is already equipped with an air compressor. Two cases can arise: the compressor in the hospital or clinic is an oil compressor or else a compressor of another kind.
  • the compressor When the compressor is an oil compressor, it supplies compressed air comprising oil. This is the reason why, before reaching the enclosure (1), the compressed air passes through an oil separator (10).
  • the device according to the invention does not comprise an oil separator.
  • the device according to the invention comprises one or more dust filters.
  • it includes a micron filter (11) of 1 micron and a submicron filter (12) of 0.01 micron, upstream of the drying chamber (1).
  • the device according to the invention comprises a catalyst filter (13) making it possible to transform carbon monoxide into carbon dioxide, then downstream a retention filter (14) making it possible to retain the carbon dioxide and, still downstream, a deodorization filter (15) with activated carbon and an antibacterial filter (16) of 0.01 micron.
  • the catalyst filter (13) is filled with black granules
  • HOPCALITE of dimensions between 1 and 3.5 mm and whose average composition is 57% manganese oxide, 13% copper oxide, 30% manganese carbonate.
  • the apparent density of the mixture is 1 and this filter is regenerated during the periods when the compressor does not work.
  • the granules are arranged in the body of the filter (13) which is identical from the point of view of constitution to that (140) represented in FIG. 7.
  • the cylindrical body (141) ends at one end by a shoulder (1410) against which comes to bear a perforated grid (145) and above this grid a plug (142) is crimped in the cylindrical body (141) by the upper ends of the cylindrical body folded over the plug (142).
  • This plug has holes (143, 144) and a threaded blind hole allowing it to be fixed on the associated filter caps (139, 149, 159, 169).
  • the other end of the cylindrical body also has a shoulder (1411) against which abuts a perforated grid (146) held against the shoulder by a circlip (148) which is received in a groove in the body (141).
  • the empty space of the filter (147) is filled with granules of either catalysts, molecular sieves or activated carbon depending on the type of filter.
  • FIG. 9 in FIG. 9 is shown the direction (defined by the arrows) of the passage of air through the catalysis filter (13), the filter (14) of retention, the deodorization filter (15) and the antibacterial filter (16), placed one behind the other.
  • the air passing through the retention filter (14) arrives through a grid (140) of larger section than the outlet (141) of the filter (14). In this way, the air remains and takes longer to exit the filter and the carbon dioxide is better retained by the balls.
  • FIG 3 there is shown another embodiment of the device according to the invention.
  • This device includes a homogenizer (17).
  • the air which is compressed is atmospheric air, and depending on the quality of the ambient air, the components of the compressed air can vary.
  • the homogenizer (17) a dry compressed air is obtained which is of substantially constant composition.
  • the homogenizer (17) includes a pressure switch (18) or an electronic pressure sensor.
  • the device according to the invention is such that when the pressure of dry compressed air drops in the homogenizer (17), the pressure switch trips and starts the compressor.
  • the device according to the invention operates only according to demand, namely, when no dry compressed air is pumped at the outlet (19), the compressor is stopped and it does not triggers only when dry compressed air is pumped.
  • a non-return valve (20) closes the dry compressed air supply line to the homogenizer (17).
  • the retention filter (14) shown in FIG. 8 comprises means for obtaining the desorption of carbon dioxide and for driving the carbon dioxide out of the filter (14). These means therefore make it possible to clean the retention filter (14) when the balls are or become saturated with carbon dioxide. This cleaning is carried out periodically when the device according to the invention does not work. This cleaning is carried out suddenly by scanning against the current of the retention filter (14) using a neutral gas. In this way the retention filter (14) becomes more efficient and this makes it possible to reduce the amount of carbon dioxide present in the dry compressed air obtained. finally by the device according to the invention.
  • a duct (280) has one end joining the outlet duct (141) of the retention filter (14) leading to the deodorization filter (15).
  • this duct (280) has its other end connected to a device (28) for distributing a neutral gas.
  • the arrival of the neutral gas is controlled by a solenoid valve (283) and the neutral gas is sent against the current in the retention filter (14) to expel the retained carbon dioxide and thus clean the filter (14).
  • the carbon dioxide is discharged through the grid (140) of the filter and through a conduit (281) to the outside of the device according to the invention.
  • the neutral gas could for example be oxygen or air 78/22.
  • the device (28) for distributing neutral gas is unnecessary since the dry compressed air obtained according to the invention is used. As shown in Figure 4, an air sample is taken after passing through the homogenizer (17).
  • This air is analyzed for example using an analyzer (29), the hygrometry rate of the air obtained.
  • the air samples once analyzed are released to the atmosphere.
  • the principle of the invention consists in using this dry compressed air intended solely for hygrometric analysis to sweep against the current the retention filter (14).
  • This air is pure according to the invention and the advantage lies in the fact that it is not necessary to have the external neutral gas distribution device (28).
  • a non-return valve (282) is placed on the neutral gas inlet pipe to prevent the gas from going backwards.
  • the dotted path represents the case where the device (28 ) distribution is used and the solid line path the one where the compressed air from the hygrometric analysis is used.
  • the device shown in Figure 4 is a complete device that can be supplied to a hospital or clinic that is not already equipped with a compressor.
  • This group is compact and autonomous.
  • This device comprises, upstream of the enclosure (1), a micron filter (11), a submicron filter (12), and downstream of the drying enclosure (1), a catalyst filter (13), a retention (14), a deodorizing filter (15) and an antibacterial filter (16), a homogenizer (17), a non-return valve (20).
  • the device further comprises a compressor (21) and possibly a second compressor (22), upstream of the filters (11) and (12).
  • These compressors (21, 22) are preferably chosen without oil, which makes the oil separator unnecessary.
  • FIGs 5 and 6 there is shown a device according to the invention, in front view and in top view.
  • the homogenizer (17) has at its upper end a safety valve (23) and a pressure gauge (24) for pressure measurement.
  • the drying enclosure (1) is placed so that its longitudinal axis is vertical.
  • the wet compressed gas enters the filters (11, 12), via the pipe (25), according to the arrow F1 and leaves the homogenizer (17) by one or more outlet pipes (26, 27) according to the arrows F2 , F'2.
  • the device according to the invention can be placed on a support (28) on which the various members are fixed.
  • the dry compressed air obtained with the device according to the invention therefore has a quality superior to the AFNOR standard since the contents of oil, water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, sulfur dioxide, monoxide and dioxide of nitrogen are lower.
  • an ozonator making it possible to manufacture ozone by electrolysis of oxygen can be placed at the outlet of the drying enclosure (1).
  • this dry compressed air can be used for example in the field of civil security to fill air bottles. It can also be used in the food industry, for example to carry out the growth of milk powders or the profusion.

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Abstract

The invention relates to a method of producing a dry compressed gas or gas mixture. The inventive method is characterised in that it comprises the following steps: the wet gas mixture or gas is compressed; the wet compressed gas mixture or gas is made to flow from the inlet of at least one hollow tube having a wall made from a water vapour-permeable membrane to the tube outlet, said hollow tube being disposed inside a housing and the water vapour passing through the membrane from the inside of the tube to the outside thereof in order to collect in the housing; the dry compressed gas mixture or gas is recovered at the tube outlet; the water vapour that collects in the housing is periodically flushed by forcing part of the dry gas mixture or gas to flow from inside the housing to the outside thereof and outside the tube; after drying, the compressed gas mixture or gas is filtered in order to remove the carbon and sulphur oxides; the carbon dioxide filter of the filter is regenerated periodically by means of reverse scavenging with a neutral gas.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA FABRICATION DE GAZ COMPRIME SEC PROCESS AND DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF DRY COMPRESSED GAS
La présente invention concerne un procédé de fabrication de gaz comprimé sec, notamment d'air comprimé sec, et le dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'air comprimé sec peut être utilisé pour la respiration humaine.The present invention relates to a process for manufacturing dry compressed gas, in particular dry compressed air, and the device for implementing such a process. Dry compressed air can be used for human respiration.
On connaît des dispositifs permettant de comprimer l'air à des pressions variant de 3 à 15 bar. Cet air comprimé est ensuite séché pour être utilisé industriellement.Devices are known for compressing air at pressures varying from 3 to 15 bar. This compressed air is then dried for industrial use.
De manière connue, on sèche un gaz comprimé ou de l'air comprimé par un des procédés suivants:In a known manner, a compressed gas or compressed air is dried by one of the following methods:
Le procédé de séchage par réfrigération consiste à refroidir le gaz ou l'air contenant de la vapeur d'eau, à une température à laquelle l'eau peut se condenser. Selon ce procédé en continu, l'eau condensée est ensuite enlevée du système sous forme liquide. Par ce procédé, le point de rosée qui peut être obtenu est de 4 °C. Le dispositif nécessaire pour réaliser ce procédé à l'échelle industrielle est très encombrant et consomme beaucoup d'énergie. De plus, ce procédé ne permet pas d'obtenir de l'air ayant des points de rosée inférieurs à 0 °C.The refrigeration drying process involves cooling the gas or air containing water vapor to a temperature at which the water can condense. In this continuous process, the condensed water is then removed from the system in liquid form. By this process, the dew point that can be obtained is 4 ° C. The device necessary to carry out this process on an industrial scale is very bulky and consumes a lot of energy. In addition, this process does not make it possible to obtain air having dew points below 0 ° C.
Un autre procédé utilisé est le procédé par adsorption. Pour ce faire, on utilise certains types de zéolites ou autres adsorbants comme le gel de silice ou l'alumine activée, qui sont des matériaux sous forme de fines particules et ayant une grande surface active.Another method used is the adsorption method. To do this, certain types of zeolites or other adsorbents are used, such as silica gel or activated alumina, which are materials in the form of fine particles and having a large active surface.
Selon ce procédé, le gaz, le mélange de gaz ou l'air qui doit être séché, est introduit dans une première colonne ou une tour contenant le matériau adsorbant. L'eau contenue dans l'air est adsorbée et le matériau se charge de vapeur d'eau. En même temps, on régénère une seconde colonne du même type. Des conduites, des valves et des systèmes de contrôle permettent d'interrompre ou de remettre la circulation entre les deux colonnes. Puis, on répète le procédé. Du fait qu'on utilise deux colonnes sous pression, des valves et des systèmes de contrôle, les secheurs par adsorption sont complexes et coûteux. La régénération du matériau adsorbant peut être faite de plusieurs manières. Une première méthode consiste à augmenter la température du lit adsorbant, pendant la phase de régénération, de façon à désorber l'humidité. Une autre méthode pour régénérer le matériau adsorbant est de le soumettre à une basse pression brusque pendant la phase de régénération.According to this process, the gas, the gas mixture or the air which must be dried, is introduced into a first column or a tower containing the adsorbent material. The water in the air is adsorbed and the material becomes charged with water vapor. At the same time, a second column of the same type is regenerated. Pipes, valves and control systems allow the circulation between the two columns to be interrupted or resumed. Then, we repeat the process. Because two pressure columns, valves and control systems are used, adsorption dryers are complex and expensive. The regeneration of the adsorbent material can be done in several ways. A first method consists in increasing the temperature of the adsorbent bed, during the regeneration phase, so as to desorb the humidity. Another method for regenerating the adsorbent material is to subject it to an abrupt low pressure during the regeneration phase.
On peut obtenir avec ces procédés des points de rosée sous pression de -20 °C à -40 °C, avec des zéolites ou autres adsorbants. Cependant, cela entraîne des pertes d'énergie.Dew points can be obtained with these processes under pressure from -20 ° C to -40 ° C, with zeolites or other adsorbents. However, this results in energy losses.
On peut aussi effectuer le séchage de l'air en le refroidissant par circulation dans un circuit frigorifique, par exemple utilisant du Fréon ou du C.F.C.The air can also be dried by cooling it by circulation in a refrigeration circuit, for example using Freon or C.F.C.
Ainsi, les procédés de séchage de gaz comprimé, de mélange de gaz comprimés ou d'air comprimé, de la technique antérieure, présentent de nombreux inconvénients. Par ailleurs, on utilise couramment de l'air comprimé sec dans les hôpitaux, cliniques, laboratoires etc, notamment pour la respiration humaine. Cet air comprimé est obtenu par mélange d'oxygène et d'azote liquide sous pression, dans des proportions voisines de celles de l'air 78/22. Cependant, il ne s'agit pas d'un mélange naturel et donc les proportions des différents constituants de l'air ne sont pas respectées. De plus, pour faire le mélange, il est nécessaire d'avoir des installations spéciales et coûteuses.Thus, the methods of drying compressed gas, mixing compressed gases or compressed air, of the prior art, have many drawbacks. In addition, dry compressed air is commonly used in hospitals, clinics, laboratories, etc., in particular for human respiration. This compressed air is obtained by mixing oxygen and liquid nitrogen under pressure, in proportions close to those of air 78/22. However, it is not a natural mixture and therefore the proportions of the various constituents of the air are not respected. In addition, to make the mixture, it is necessary to have special and expensive facilities.
Il est connu du brevet FR 2 751 894 dont la requérante est titulaire, un procédé de fabrication de gaz comprimé sec, notamment d'air comprimé sec qui pallie les inconvénients présentés ci-dessus. Dans ce brevet, le filtrage du dioxyde de carbone est suffisant mais le filtre est rapidement saturé en dioxyde de carbone et doit de ce fait être retiré de l'installation pour être nettoyé.It is known from patent FR 2 751 894 of which the applicant is the holder, a process for manufacturing dry compressed gas, in particular dry compressed air, which overcomes the drawbacks presented above. In this patent, the filtration of carbon dioxide is sufficient but the filter is quickly saturated with carbon dioxide and must therefore be removed from the installation for cleaning.
L'invention vise à pallier ces inconvénients. Un premier but de l'invention est de fournir un procédé simple pour obtenir de l'air comprimé sec, dans lequel il n'est pas nécessaire de retirer le filtre à dioxyde de carbone pour le nettoyer.The invention aims to overcome these drawbacks. A first object of the invention is to provide a simple method for obtaining dry compressed air, in which it is not necessary to remove the carbon dioxide filter to clean it.
Un deuxième but de l'invention est de fournir un dispositif de séchage d'air comprimé ne nécessitant pas non plus d'entretien périodique. Un troisième but de l'invention est de fournir un dispositif de séchage d'air comprimé ne nécessitant pas de gaz frigorifique comme le Fréon ou le C.F.C.A second object of the invention is to provide a compressed air drying device which does not require periodic maintenance either. A third object of the invention is to provide a device for drying compressed air which does not require refrigerating gas such as Freon or C.F.C.
Un quatrième but de l'invention est de fournir un dispositif n'ayant aucun branchement électrique, ce qui permet de l'utiliser en zone antidéflagrante.A fourth object of the invention is to provide a device having no electrical connection, which makes it possible to use it in an explosion-proof zone.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de séchage de l'air comprimé qui donne une obtention immédiate du point de rosée.Another object of the invention is to provide a method of drying the compressed air which gives immediate obtaining of the dew point.
Un dernier but de l'invention est de fournir de l'air comprimé sec qui soit utilisable pour la respiration humaine. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un gaz ou mélange de gaz, comprimé, sec, caractérisé par le fait que l'on effectue les étapes suivantes:A final object of the invention is to provide dry compressed air which can be used for human respiration. To this end, the invention relates to a method for manufacturing a gas or mixture of gases, compressed, dry, characterized in that the following steps are carried out:
- on comprime le gaz ou mélange de gaz humide,- the gas or mixture of wet gases is compressed,
- on fait circuler le gaz ou mélange de gaz, comprimé et humide, depuis l'entrée d'au moins un tube creux dont la paroi est constituée d'une membrane perméable à la vapeur d'eau, vers la sortie du tube, le tube creux étant placé dans une enceinte, la vapeur d'eau traversant la membrane depuis l'intérieur du tube vers l'extérieur du tube, pour venir s'accumuler dans l'enceinte, - on récupère le gaz ou mélange de gaz comprimé et sec à la sortie du tube,the gas or mixture of gases, compressed and wet, is circulated from the inlet of at least one hollow tube, the wall of which is made of a membrane permeable to water vapor, towards the outlet of the tube, the hollow tube being placed in an enclosure, the water vapor passing through the membrane from the inside of the tube towards the outside of the tube, to accumulate in the enclosure, - the gas or mixture of compressed and dry gas is recovered at the outlet of the tube,
- on chasse périodiquement la vapeur d'eau accumulée dans l'enceinte en faisant circuler une partie du gaz ou mélange de gaz sec depuis l'intérieur de l'enceinte vers l'extérieur, et à l'extérieur du tube,- the water vapor accumulated in the enclosure is periodically removed by circulating part of the dry gas or mixture of gas from inside the enclosure to the outside, and outside the tube,
- on filtre le gaz ou mélange de gaz comprimé, après séchage, pour enlever les oxydes de carbone et de soufre,- the compressed gas or mixture of gases is filtered, after drying, to remove the oxides of carbon and sulfur,
- on régénère périodiquement le filtre à dioxyde de carbone du filtre en le balayant à contre courant avec un gaz neutre. Selon une autre particularité, on filtre le gaz ou mélange de gaz comprimé, avant séchage, pour enlever les poussières.- the carbon dioxide filter of the filter is periodically regenerated by sweeping it against the current with a neutral gas. According to another particular feature, the compressed gas or mixture of gases is filtered, before drying, to remove the dust.
Selon une autre particularité, on envoie le gaz ou mélange de gaz comprimé, après séchage, dans un réservoir sous pression et on homogénéise le mélange. Selon une autre particularité, le gaz comprimé est de l'air.According to another particular feature, the compressed gas or mixture of gases is sent, after drying, to a pressure tank and the mixture is homogenized. In another feature, the compressed gas is air.
Selon une autre particularité, après enlèvement des poussières et séchage, on passe l'air dans un ozoneur pour former de l'ozone.According to another particular feature, after removing the dust and drying, the air is passed through an ozonator to form ozone.
Les deuxième, troisième et quatrième buts sont atteints par un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte de séchage dans laquelle sont placés des tubes creux parallèles, la paroi des tubes étant constituée d'une membrane perméable à la vapeur d'eau, une arrivée d'air comprimé humide à une extrémité des tubes, une sortie d'air comprimé sec à l'extrémité opposée des tubes, une arrivée d'air sec dans l'enceinte, l'air sec circulant dans l'enceinte, à l'extérieur des tubes, une sortie d'air humide de l'enceinte de séchage, des pièges à oxydes et dioxydes de carbone et de soufre, comprenant notamment d'un filtre de rétention du dioxyde de carbone et des moyens pour chasser périodiquement le dioxyde de carbone de ce filtre de rétention. Selon une autre particularité, les moyens pour chasser périodiquement le dioxyde de carbone du filtre sont constitués de moyens de balayage à contre-courant du filtre à l'aide d'un gaz neutre.The second, third and fourth objects are achieved by a device for implementing the method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a drying chamber in which parallel hollow tubes are placed, the wall tubes consisting of a membrane permeable to water vapor, a wet compressed air inlet at one end of the tubes, a dry compressed air outlet at the opposite end of the tubes, a dry air inlet in the enclosure, the dry air circulating in the enclosure, outside the tubes, a humid air outlet from the drying enclosure, traps of oxides and dioxides of carbon and sulfur, comprising in particular d a carbon dioxide retention filter and means for periodically removing carbon dioxide from the retention filter. According to another particular feature, the means for periodically removing carbon dioxide from the filter consist of counter-current sweeping means of the filter using a neutral gas.
Selon une autre particularité, le dispositif comporte des filtres à poussières, éventuellement un filtre à huile, placés en amont de l'enceinte, et un filtre antibactérien placé en aval de l'enceinte de séchage.According to another particular feature, the device comprises dust filters, possibly an oil filter, placed upstream of the enclosure, and an antibacterial filter placed downstream of the drying enclosure.
Selon une autre particularité, les pièges à oxydes et dioxydes de soufre et de carbone comportent un filtre catalyseur transformant le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone placé en amont du filtre de rétention du dioxyde de carbone.According to another particular feature, the sulfur and carbon oxide and dioxid traps comprise a catalyst filter transforming carbon monoxide into carbon dioxide placed upstream of the carbon dioxide retention filter.
Selon une autre particularité, les filtres catalyseurs et de rétention sont constitués d'un conteneur refermé à une première extrémité par une grille perforée et un bouchon, le bouchon comportant deux orifices et un trou de fixation sur les chapeaux de filtres associés, la seconde extrémité du conteneur étant refermée par une grille perforée.According to another particularity, the catalyst and retention filters consist of a container closed at one end by a perforated grid and a plug, the plug having two orifices and a fixing hole on the associated filter caps, the second end of the container being closed by a perforated grid.
Selon une autre particularité, le filtre catalyseur est rempli de granules composées d'oxyde de manganèse, d'oxyde de cuivre et de carbonate de manganèse et ayant une granulométrie comprise entre 1 et 3,5 mm. Selon une autre particularité, le filtre de rétention est rempli d'un tamis moléculaire de zéolites synthétiques de structure cristalline du type X, comportant un réseau de pores de diamètre effectif de 10 angstrôms et ayant une granulométrie comprise entre 1 ,6 et 2,5 mm.According to another particular feature, the catalyst filter is filled with granules composed of manganese oxide, copper oxide and manganese carbonate and having a particle size between 1 and 3.5 mm. According to another particular feature, the retention filter is filled with a molecular sieve of synthetic zeolites of crystal structure of type X, comprising a network of pores with effective diameter of 10 angstroms and having a particle size between 1, 6 and 2.5 mm.
Selon une autre particularité, les moyens de balayage sont constitués d'un conduit d'arrivée du gaz neutre dans le filtre de rétention, le gaz neutre arrivant par le conduit et balayant le tamis à contre courant pour chasser le dioxyde de carbone.According to another particular feature, the scanning means consist of a neutral gas inlet pipe into the retention filter, the neutral gas arriving through the pipe and sweeping the screen against the current to drive out the carbon dioxide.
Selon une autre particularité, le gaz neutre est de l'air comprimé sec.According to another particular feature, the neutral gas is dry compressed air.
Selon une autre particularité, le gaz neutre est du dioxygène. Selon une autre particularité, l'air comprimé sec est celui fabriqué par le dispositif et utilisé pour un test d'hygrométrie.According to another particular feature, the neutral gas is dioxygen. According to another particularity, the dry compressed air is that manufactured by the device and used for a hygrometry test.
Selon une autre particularité, le dispositif comporte un homogénéisateur d'air, placé en aval de l'enceinte de séchage. Selon une autre particularité, le dispositif comporte un ou plusieurs compresseurs d'air, en amont des filtres à poussière fonctionnant sans lubrifiant.According to another particular feature, the device comprises an air homogenizer, placed downstream of the drying enclosure. According to another particular feature, the device comprises one or more air compressors, upstream of the dust filters operating without lubricant.
Le dernier but est atteint par un air comprimé sec, obtenu par le procédé décrit ci-dessus. Cet air est caractérisé par le fait que sa pression est comprise entre 8 et 12 bar, sa teneur en huile est inférieure à 0, 01 mg/m3 , sa teneur en vapeur d'eau est de 0,09 g/m3, = - 42 °C, sa teneur en CO est inférieure à 2 ppm, sa teneur en C02 est inférieure à 300 ppm, sa teneur en S02 est inférieure à 16.10 ^ ppm et sa teneur en monoxyde / dioxyde d'azote est inférieure à 25,5.10 3 ppm. Selon l'invention, cet air comprimé sec obtenu pourra être utilisé dans le domaine de l'agroalimentaire et dans le domaine de la sécurité civile.The latter object is achieved by dry compressed air, obtained by the process described above. This air is characterized by the fact that its pressure is between 8 and 12 bar, its oil content is less than 0.01 mg / m 3 , its water vapor content is 0.09 g / m 3 , = - 42 ° C, its CO content is less than 2 ppm, its C0 2 content is less than 300 ppm, its S0 2 content is less than 16.10 ^ ppm and its monoxide / nitrogen dioxide content is lower at 25.5.10 3 ppm. According to the invention, this dry compressed air obtained can be used in the food industry and in the field of civil security.
La description suivante, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La Figure 1 est une vue schématique de l'enceinte comportant le ou les tubes creux.The following description, with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting examples, will make it possible to understand how the invention can be put into practice. Figure 1 is a schematic view of the enclosure comprising the hollow tube or tubes.
La Figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention.Figure 2 is a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention.
La Figure 3 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention.Figure 3 is a schematic view of a second embodiment of the device according to the invention.
La Figure 4 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention.Figure 4 is a schematic view of a third embodiment of the invention.
La Figure 5 est une vue de face du dispositif selon l'invention, selon le deuxième mode de réalisation. La Figure 6 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention, selon le deuxième mode de réalisation.Figure 5 is a front view of the device according to the invention, according to the second embodiment. Figure 6 is a top view of the device according to the invention, according to the second embodiment.
La Figure 7 est une vue en coupe d'un filtre.Figure 7 is a sectional view of a filter.
La figure 8 est une vue en coupe d'un filtre de rétention du dioxyde de carbone.Figure 8 is a sectional view of a carbon dioxide retention filter.
La figure 9 représente le sens de passage de l'air à travers les filtres.Figure 9 shows the direction of air passage through the filters.
Sur la Figure 1 , on a représenté une enceinte (1 ) dans laquelle est placé un ou plusieurs tubes creux (2). Ces tubes creux (2) ou fibres creuses ont une paroi qui est une membrane perméable à la vapeur d'eau. Les tubes (2) sont placés parallèlement les uns aux autres. L'enceinte (1 ) comporte une conduite d'amenée (3) qui est reliée aux extrémités (4) des tubes (2) et une conduite de sortie (5) qui est reliée aux extrémités opposées (6) des tubes (2). La conduite de sortie (5) comporte une dérivation (7) de dimension réduite par rapport à la conduite de sortie et qui débouche dans l'enceinte (1 ), à l'extérieur des tubes ou fibres (2). Enfin, l'enceinte (1 ) comporte une sortie latérale (8).In Figure 1, there is shown an enclosure (1) in which is placed one or more hollow tubes (2). These hollow tubes (2) or hollow fibers have a wall which is a membrane permeable to water vapor. The tubes (2) are placed parallel to each other. The enclosure (1) comprises a supply line (3) which is connected to the ends (4) of the tubes (2) and an outlet line (5) which is connected to the opposite ends (6) of the tubes (2) . The outlet pipe (5) comprises a branch (7) of reduced size compared to the outlet pipe and which opens into the enclosure (1), outside the tubes or fibers (2). Finally, the enclosure (1) has a lateral outlet (8).
L'enceinte (1 ) représentée sur la Figure 1 est un sécheur membranaire dont le fonctionnement est le suivant:The enclosure (1) shown in Figure 1 is a membrane dryer, the operation of which is as follows:
Le gaz comprimé, ou le mélange de gaz comprimé entre par la conduite d'amenée (3), dans les tubes (2). De préférence, le mélange de gaz est de l'air comprimé. Cet air comprimé peut par exemple être à une pression comprise entre environ 8 et environ 12 bar, de préférence entre 9 etThe compressed gas, or the compressed gas mixture enters through the supply line (3), into the tubes (2). Preferably, the gas mixture is compressed air. This compressed air can for example be at a pressure of between approximately 8 and approximately 12 bar, preferably between 9 and
11 bar.11 bar.
L'air comprimé entre dans la conduite d'amenée (3) suivant une direction selon la Flèche F1. L'air comprimé pénètre dans les tubes (2), par leurs extrémités (4) qui sont reliées à la conduite d'amenée (3). L'air comprimé se déplace depuis les extrémités (4) des tubes (2), jusqu'aux extrémités opposées (6) des tubes (2). Pendant le déplacement de l'air comprimé, les molécules d'eau traversent les parois des tubes (2), ces parois étant perméables à la vapeur d'eau et imperméables aux autres gaz. La vapeur d'eau vient donc s'emmagasiner à l'intérieur (9) de l'enceinte (1 ).Compressed air enters the supply line (3) in a direction according to Arrow F1. Compressed air enters the tubes (2) through their ends (4) which are connected to the supply line (3). Compressed air moves from the ends (4) of the tubes (2) to the opposite ends (6) of the tubes (2). During the movement of the compressed air, the water molecules pass through the walls of the tubes (2), these walls being permeable to water vapor and impermeable to other gases. Water vapor is therefore stored inside (9) of the enclosure (1).
L'air comprimé sec sort par la conduite de sortie (5), en direction de la Flèche F2. Lorsque l'intérieur (9) de l'enceinte (1 ) est saturé en vapeur d'eau, une partie de l'air sec dérivé, par la conduite de sortie (5), et la dérivation (7), à l'intérieur (9) de l'enceinte (1 ), selon la direction de la Flèche F3 évacue la vapeur d'eau.The dry compressed air exits through the outlet pipe (5), in the direction of Arrow F2. When the interior (9) of the enclosure (1) is saturated with water vapor, part of the dry air bypassed, through the outlet pipe (5), and the bypass (7), at the inside (9) of the enclosure (1), in the direction of the arrow F3 evacuates the water vapor.
L'air sec se trouvant à l'intérieur (9) de l'enceinte (1 ), mais à l'extérieur des tubes (2), se sature en vapeur d'eau et ressort par la conduite latérale (8). Du fait que les parois des tubes sont perméables dans un sens à la vapeur d'eau, c'est-à-dire depuis l'intérieur des tubes (2), vers l'extérieur des tubes (2), mais imperméables dans le sens contraire, c'est-à-dire de l'extérieur des tubes (2), vers l'intérieur, le passage de l'air sec dans l'enceinte (9), permet d'évacuer la vapeur d'eau ou l'eau se trouvant à l'intérieur (9) de l'enceinte.The dry air inside (9) of the enclosure (1), but outside the tubes (2), saturates with water vapor and exits through the lateral pipe (8). Because the walls of the tubes are permeable in one direction to water vapor, that is to say from the inside of the tubes (2), towards the outside of the tubes (2), but impermeable in the opposite direction, that is to say from the outside of the tubes (2), towards the inside, the passage of dry air in the enclosure (9), makes it possible to evacuate the water vapor or the water inside (9) of the enclosure.
On a représenté sur la Figure 2, un mode de réalisation de l'invention, ce mode de réalisation étant le plus simple. On peut utiliser le dispositif représenté schématiquement sur la Figure 2, par exemple dans un hôpital ou une clinique qui est déjà équipé d'un compresseur d'air. Deux cas peuvent se présenter : le compresseur de l'hôpital ou de la clinique est un compresseur à huile ou bien est un compresseur d'un autre genre.FIG. 2 shows an embodiment of the invention, this embodiment being the simplest. The device shown schematically in Figure 2 can be used, for example in a hospital or clinic which is already equipped with an air compressor. Two cases can arise: the compressor in the hospital or clinic is an oil compressor or else a compressor of another kind.
Lorsque le compresseur est un compresseur à huile, il fournit de l'air comprimé comprenant de l'huile. C'est la raison pour laquelle, avant de parvenir dans l'enceinte (1 ), l'air comprimé passe au travers d'un deshuileur (10).When the compressor is an oil compressor, it supplies compressed air comprising oil. This is the reason why, before reaching the enclosure (1), the compressed air passes through an oil separator (10).
Lorsque le compresseur est d'un autre genre qu'un compresseur à huile, l'air comprimé ne comportant pas d'huile, le dispositif selon l'invention ne comporte pas de deshuileur. Le dispositif selon l'invention comporte un ou plusieurs filtres à poussières. Par exemple, il comporte un filtre micronique (11 ) de 1 micron et un filtre submicronique (12) de 0,01 micron, en amont de l'enceinte de séchage (1 ). A la sortie de l'enceinte (1), le dispositif selon l'invention comporte un filtre catalyseur (13) permettant de transformer le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, puis en aval un filtre de rétention (14) permettant de retenir le dioxyde de carbone et, encore en aval, un filtre de désodorisation (15) au charbon actif et un filtre antibactérien (16) de 0,01 micron. Le filtre (13) catalyseur est rempli avec des granulés noirsWhen the compressor is of a different kind than an oil compressor, the compressed air comprising no oil, the device according to the invention does not comprise an oil separator. The device according to the invention comprises one or more dust filters. For example, it includes a micron filter (11) of 1 micron and a submicron filter (12) of 0.01 micron, upstream of the drying chamber (1). At the outlet of the enclosure (1), the device according to the invention comprises a catalyst filter (13) making it possible to transform carbon monoxide into carbon dioxide, then downstream a retention filter (14) making it possible to retain the carbon dioxide and, still downstream, a deodorization filter (15) with activated carbon and an antibacterial filter (16) of 0.01 micron. The catalyst filter (13) is filled with black granules
"d'HOPCALITE" de dimensions comprises entre 1 et 3,5 mm et dont la composition moyenne est de 57 % d'oxyde de manganèse, 13 % d'oxyde de cuivre, 30 % de carbonate de manganèse. La densité apparente du mélange est 1 et ce filtre est régénéré pendant les périodes où le compresseur ne fonctionne pas. Les granulés sont disposés dans le corps du filtre (13) qui est identique au point de vue constitution à celui (140) représenté à la figure 7. Le corps cylindrique (141 ) se termine à une extrémité par un épaulement (1410) contre lequel vient s'appuyer une grille perforée (145) et au-dessus de cette grille un bouchon (142) est serti dans le corps cylindrique (141 ) par les extrémités supérieures du corps cylindrique rabattu sur le bouchon (142). Ce bouchon comporte des orifices (143, 144) et un trou borgne fileté permettant sa fixation sur les chapeaux de filtre associés (139, 149, 159, 169). L'autre extrémité du corps cylindrique comporte également un épaulement (1411) contre lequel vient s'appuyer une grille perforée (146) maintenue contre l'épaulement par un circlips (148) qui vient se loger dans une gorge du corps (141 ). L'espace vide du filtre (147) est rempli des granulés soit de catalyses, soit de tamis moléculaires ou de charbon actif selon le type de filtre. Le filtre (14) de rétention de dioxyde de carbone est rempli de tamis moléculaires Siliporite G5 qui sont des zéolites synthétiques, de structure cristalline du type X, sous forme sodium, qui possèdent un réseau de pores d'un diamètre effectif de 10 angstrôms. Ces billes de Siliporite G5 ont une granulométrie de 1 ,6 à 2,5 mm. Enfin le filtre (15) est rempli de charbon actif granulé, à base de coques de noix de coco activées, à la vapeur et ayant une granulométrie à 90 % comprise entre 2 et 5 mm. La taille des filtres est calculée en fonction du débit de l'installation qui peut être de 8 m3/h, 19m3/h, 30m3/h, 50 m3/h, par exemple. En fonction de ces débits le filtre de catalyse, le filtre de rétention ou le filtre de désodorisation, est constitué d'un conteneur dont le volume est calculé de façon à ce qu'il puisse contenir les poids de granules correspondant à chacune des propriétés de filtrage selon le débit souhaité pour l'installation. Le tableau ci- après donne des exemples de calculs de poids de granules devant être contenu par les filtres respectifs en fonction des débits de l'installation."HOPCALITE" of dimensions between 1 and 3.5 mm and whose average composition is 57% manganese oxide, 13% copper oxide, 30% manganese carbonate. The apparent density of the mixture is 1 and this filter is regenerated during the periods when the compressor does not work. The granules are arranged in the body of the filter (13) which is identical from the point of view of constitution to that (140) represented in FIG. 7. The cylindrical body (141) ends at one end by a shoulder (1410) against which comes to bear a perforated grid (145) and above this grid a plug (142) is crimped in the cylindrical body (141) by the upper ends of the cylindrical body folded over the plug (142). This plug has holes (143, 144) and a threaded blind hole allowing it to be fixed on the associated filter caps (139, 149, 159, 169). The other end of the cylindrical body also has a shoulder (1411) against which abuts a perforated grid (146) held against the shoulder by a circlip (148) which is received in a groove in the body (141). The empty space of the filter (147) is filled with granules of either catalysts, molecular sieves or activated carbon depending on the type of filter. The carbon dioxide retention filter (14) is filled with Siliporite G5 molecular sieves which are synthetic zeolites, of crystalline structure of type X, in sodium form, which have a network of pores with an effective diameter of 10 angstroms. These Siliporite G5 beads have a particle size of 1.6 to 2.5 mm. Finally, the filter (15) is filled with granulated activated carbon, based on activated coconut shells, with steam and having a particle size at 90% of between 2 and 5 mm. The size of the filters is calculated according to the flow rate of the installation which can be 8 m 3 / h, 19m 3 / h, 30m 3 / h, 50 m 3 / h, for example. Depending on these flow rates, the catalysis filter, the retention filter or the deodorization filter, consists of a container whose volume is calculated so that it can contain the weights of granules corresponding to each of the properties of filtering according to the desired flow for the installation. The table below gives examples of calculations of the weight of granules to be contained by the respective filters according to the flow rates of the installation.
CATALYSE RETENTION DESODORISATIONDEODORIZATION RETENTION CATALYSIS
Q m3/h Poids Kg Poids Kg Poids KgQ m 3 / h Weight Kg Weight Kg Weight Kg
8 0,112 0,20 0,068 0.112 0.20 0.06
19 0,266 0,475 0,1419 0.266 0.475 0.14
30 0,420 0,750 0,22530 0.420 0.750 0.225
50 0,700 1 ,25 0,37550 0.700 1.25 0.375
Moyenne 0,014 0,025 0,0075 en gr/m3 Average 0.014 0.025 0.0075 in gr / m 3
Ainsi pour 8m3/h on devra disposer pour le filtre de catalyse d'un volume permettant de contenir un poids "d'HOPCALITE" de 112 gr. Compte tenu de ce tableau, il est nécessaire de prévoir un conteneur d'élément filtrant permettant de contenir entre 0,010 à 0,017 gr d'HOPCALITE constituant le catalyseur par m3/h d'air traité par l'installation, 0,02 à 0,03 gr de tamis moléculaire par m3/h d'air traité par le filtre de rétention et 0,005 à 0,010 gr de charbon actif par m3/h d'air traité par le filtre désodorisant.So for 8m 3 / h we will need to have a volume for the catalysis filter to contain a weight of "HOPCALITE" of 112 gr. Given this table, it is necessary to provide a filter element container allowing to contain between 0.010 to 0.017 gr of HOPCALITE constituting the catalyst per m 3 / h of air treated by the installation, 0.02 to 0 , 03 gr of molecular sieve per m 3 / h of air treated by the retention filter and 0.005 to 0.010 gr of activated carbon per m 3 / h of air treated by the deodorizing filter.
Selon l'invention, en figure 9 est représenté le sens (défini par les flèches) de passage de l'air à travers le filtre (13) de catalyse, le filtre (14) de rétention, le filtre (15) de désodorisation et le filtre (16) antibactérien, placés l'un derrière l'autre. Selon l'invention, l'air traversant le filtre (14) de rétention arrive par une grille (140) de section plus importante que l'orifice (141 ) de sortie du filtre (14). De cette manière, l'air reste et met plus longtemps à sortir du filtre et le dioxyde de carbone est mieux retenu par les billes.According to the invention, in FIG. 9 is shown the direction (defined by the arrows) of the passage of air through the catalysis filter (13), the filter (14) of retention, the deodorization filter (15) and the antibacterial filter (16), placed one behind the other. According to the invention, the air passing through the retention filter (14) arrives through a grid (140) of larger section than the outlet (141) of the filter (14). In this way, the air remains and takes longer to exit the filter and the carbon dioxide is better retained by the balls.
Sur la Figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce dispositif comporte un homogénéisateur (17). En effet, l'air qui est comprimé est de l'air atmosphérique, et suivant la qualité de l'air ambiant, les composants de l'air comprimé peuvent varier. Ainsi, grâce à l'homogénéisateur (17), on obtient un air comprimé sec qui est de composition sensiblement constante.In Figure 3, there is shown another embodiment of the device according to the invention. This device includes a homogenizer (17). Indeed, the air which is compressed is atmospheric air, and depending on the quality of the ambient air, the components of the compressed air can vary. Thus, thanks to the homogenizer (17), a dry compressed air is obtained which is of substantially constant composition.
L'homogénéisateur (17) comporte un pressostat (18) ou un capteur de pression électronique. Le dispositif selon l'invention est tel que lorsque la pression d'air comprimé sec baisse dans l'homogénéisateur (17), le pressostat se déclenche et met en route le compresseur. Ainsi, le dispositif selon l'invention ne fonctionne qu'en fonction de la demande, à savoir, lorsqu'on ne pompe pas d'air comprimé sec à la sortie (19), le compresseur est à l'arrêt et il ne se déclenche que lorsqu'on pompe de l'air comprimé sec. Un clapet anti-retour (20) ferme la conduite d'amenée d'air comprimé sec à l'homogénéisateur (17).The homogenizer (17) includes a pressure switch (18) or an electronic pressure sensor. The device according to the invention is such that when the pressure of dry compressed air drops in the homogenizer (17), the pressure switch trips and starts the compressor. Thus, the device according to the invention operates only according to demand, namely, when no dry compressed air is pumped at the outlet (19), the compressor is stopped and it does not triggers only when dry compressed air is pumped. A non-return valve (20) closes the dry compressed air supply line to the homogenizer (17).
Selon l'invention, le filtre (14) de rétention représenté en figure 8, comporte des moyens pour obtenir la désorption du dioxyde de carbone et pour chasser le dioxyde de carbone vers l'extérieur du filtre (14). Ces moyens permettent donc de nettoyer le filtre (14) de rétention lorsque les billes sont ou deviennent saturés en dioxyde de carbone. Ce nettoyage est effectué périodiquement lorsque le dispositif selon l'invention ne fonctionne pas. Ce nettoyage est effectué de manière brutale par balayage à contre courant du filtre (14) de rétention à l'aide d'un gaz neutre. De cette manière le filtre (14) de rétention devient plus efficace et cela permet de diminuer la quantité de dioxyde de carbone présente dans l'air comprimé sec obtenu finalement par le dispositif selon l'invention. Un conduit (280) comprend une extrémité joignant le conduit (141 ) de sortie du filtre (14) de rétention menant au filtre (15) de désodorisation. Selon l'invention ce conduit (280) a son autre extrémité reliée à un dispositif (28) de distribution d'un gaz neutre. L'arrivée du gaz neutre est contrôlée par une électrovanne (283) et le gaz neutre est envoyé à contre courant dans le filtre (14) de rétention pour chasser le dioxyde de carbone retenu et ainsi nettoyer le filtre (14). Le dioxyde de carbone est évacué par la grille (140) du filtre et par un conduit (281 ) vers l'extérieur du dispositif selon l'invention. Selon l'invention, le gaz neutre pourra être par exemple du dioxygène ou de l'air 78/22. Selon une variante, le dispositif (28) de distribution de gaz neutre est inutile puisque l'on utilise l'air comprimé sec obtenu selon l'invention. Comme représenté figure 4, une prise d'échantillons d'air est effectuée après le passage dans l'homogénéisateur (17). On analyse cet air par exemple à l'aide d'un analyseur (29), le taux d'hygrométrie de l'air obtenu. Les échantillons d'air une fois analysés sont rejetés dans l'atmosphère. Le principe de l'invention consiste à utiliser cet air comprimé sec destiné uniquement à l'analyse hygrométrique pour balayer à contre courant le filtre (14) de rétention. Cet air est pur selon l'invention et l'avantage réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de disposer du dispositif (28) extérieur de distribution de gaz neutre. Un clapet (282) anti-retour est placé sur le conduit d'arrivée du gaz neutre pour éviter au gaz de repartir en arrière. Bien entendu, il sera possible également de prendre de l'air obtenu selon l'invention et non destiné à l'analyse hygrométrique comme représenté par le chemin en points sur la figure 4. Le chemin en pointillés représente le cas où le dispositif (28) de distribution est utilisé et le chemin en trait plein celui où l'air comprimé issu de l'analyse hygrométrique est utilisé.According to the invention, the retention filter (14) shown in FIG. 8, comprises means for obtaining the desorption of carbon dioxide and for driving the carbon dioxide out of the filter (14). These means therefore make it possible to clean the retention filter (14) when the balls are or become saturated with carbon dioxide. This cleaning is carried out periodically when the device according to the invention does not work. This cleaning is carried out suddenly by scanning against the current of the retention filter (14) using a neutral gas. In this way the retention filter (14) becomes more efficient and this makes it possible to reduce the amount of carbon dioxide present in the dry compressed air obtained. finally by the device according to the invention. A duct (280) has one end joining the outlet duct (141) of the retention filter (14) leading to the deodorization filter (15). According to the invention, this duct (280) has its other end connected to a device (28) for distributing a neutral gas. The arrival of the neutral gas is controlled by a solenoid valve (283) and the neutral gas is sent against the current in the retention filter (14) to expel the retained carbon dioxide and thus clean the filter (14). The carbon dioxide is discharged through the grid (140) of the filter and through a conduit (281) to the outside of the device according to the invention. According to the invention, the neutral gas could for example be oxygen or air 78/22. According to a variant, the device (28) for distributing neutral gas is unnecessary since the dry compressed air obtained according to the invention is used. As shown in Figure 4, an air sample is taken after passing through the homogenizer (17). This air is analyzed for example using an analyzer (29), the hygrometry rate of the air obtained. The air samples once analyzed are released to the atmosphere. The principle of the invention consists in using this dry compressed air intended solely for hygrometric analysis to sweep against the current the retention filter (14). This air is pure according to the invention and the advantage lies in the fact that it is not necessary to have the external neutral gas distribution device (28). A non-return valve (282) is placed on the neutral gas inlet pipe to prevent the gas from going backwards. Of course, it will also be possible to take air obtained according to the invention and not intended for hygrometric analysis as represented by the path in points in FIG. 4. The dotted path represents the case where the device (28 ) distribution is used and the solid line path the one where the compressed air from the hygrometric analysis is used.
Le dispositif représenté sur la Figure 4 est un dispositif complet qui peut être fourni à un hôpital ou une clinique qui n'est pas déjà équipé d'un compresseur. Ce groupe est compact et autonome. Ce dispositif comporte en amont de l'enceinte (1 ), un filtre micronique (11 ), un filtre submicronique (12), et en aval de l'enceinte (1) de séchage, un filtre catalyseur (13), un filtre de rétention (14), un filtre désodorisateur (15) et un filtre antibactérien (16), un homogénéisateur (17), un clapet anti-retour (20). Le dispositif comporte en outre un compresseur (21 ) et éventuellement un deuxième compresseur (22), en amont des filtres (11) et (12). Ces compresseurs (21 , 22) sont choisis de préférence sans huile, ce qui rend le deshuileur inutile.The device shown in Figure 4 is a complete device that can be supplied to a hospital or clinic that is not already equipped with a compressor. This group is compact and autonomous. This device comprises, upstream of the enclosure (1), a micron filter (11), a submicron filter (12), and downstream of the drying enclosure (1), a catalyst filter (13), a retention (14), a deodorizing filter (15) and an antibacterial filter (16), a homogenizer (17), a non-return valve (20). The device further comprises a compressor (21) and possibly a second compressor (22), upstream of the filters (11) and (12). These compressors (21, 22) are preferably chosen without oil, which makes the oil separator unnecessary.
Sur les Figures 5 et 6, on a représenté un dispositif selon l'invention, en vue de face et en vue de dessus. L'homogénéisateur (17) comporte à son extrémité supérieure, une soupape de sécurité (23) et un manomètre (24) pour la mesure de pression. L'enceinte (1 ) de séchage est placée de façon que son axe longitudinal soit à la verticale. Le gaz comprimé humide entre dans les filtres (11 , 12), par la canalisation (25), selon la Flèche F1 et sort de l'homogénéisateur (17) par une ou plusieurs canalisations de sortie (26, 27) selon les Flèches F2, F'2.In Figures 5 and 6, there is shown a device according to the invention, in front view and in top view. The homogenizer (17) has at its upper end a safety valve (23) and a pressure gauge (24) for pressure measurement. The drying enclosure (1) is placed so that its longitudinal axis is vertical. The wet compressed gas enters the filters (11, 12), via the pipe (25), according to the arrow F1 and leaves the homogenizer (17) by one or more outlet pipes (26, 27) according to the arrows F2 , F'2.
Le dispositif selon l'invention peut être placé sur un support (28) sur lequel sont fixés les différents organes.The device according to the invention can be placed on a support (28) on which the various members are fixed.
On obtient avec ce dispositif de l'air comprimé sec qui répond aux normes AFNOR NFS 90140 et NF EN 737-3et même qui peut être de qualité supérieure.With this device, dry compressed air is obtained which meets AFNOR NFS 90140 and NF EN 737-3 standards, and even which may be of superior quality.
On peut produire de 8 m3 /h à 400 m3 /h d'air comprimé sec, à des pressions de 10 à 12 bar.We can produce from 8 m 3 / h to 400 m 3 / h of dry compressed air, at pressures from 10 to 12 bar.
Si l'on compare la qualité de l'air comprimé sec obtenu avec le dispositif selon l'invention, avec la norme AFNOR NFS 90140, on a les résultats suivants:If we compare the quality of the dry compressed air obtained with the device according to the invention, with the AFNOR NFS 90140 standard, we have the following results:
Norme AFNOR NFS Dispositif selonAFNOR NFS Standard Device according to
90140 l'invention Teneur en huile en mg/m3 0,1 < 0,0190140 the invention Oil content in mg / m 3 0.1 <0.01
Vapeur d'eau en g/m3 0,09 0,09 = - 42 °CWater vapor in g / m 3 0.09 0.09 = - 42 ° C
Teneur en CO en ppm < 5 < 2CO content in ppm <5 <2
Teneur en C02 en ppm < 350 < 300C0 2 content in ppm <350 <300
Teneur en S02 en ppm 16.10"3 < 16.10 "3 S0 2 content in ppm 16.10 "3 <16.10 " 3
Teneur en 25,5. 10 3 < 25,5. 10 3 monoxyde/dioxyde d'azote en ppm25.5 content. 10 3 <25.5. 10 3 nitrogen monoxide / dioxide in ppm
L'air comprimé sec obtenu avec le dispositif selon l'invention a donc une qualité supérieure à la norme AFNOR puisque les teneurs en huile, vapeur d'eau, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, dioxyde de soufre, monoxyde et dioxyde d'azote sont inférieures.The dry compressed air obtained with the device according to the invention therefore has a quality superior to the AFNOR standard since the contents of oil, water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, sulfur dioxide, monoxide and dioxide of nitrogen are lower.
Selon l'invention, un ozoneur permettant de fabriquer de l'ozone par électrolyse de dioxygène peut être placé en sortie de l'enceinte (1 ) de séchage.According to the invention, an ozonator making it possible to manufacture ozone by electrolysis of oxygen can be placed at the outlet of the drying enclosure (1).
Selon l'invention, cet air comprimé sec pourra être utilisé par exemple dans le domaine de la sécurité civile pour remplir des bouteilles d'air. Il pourra être utilisé également dans le domaine de l'agroalimentaire, par exemple pour effectuer la pousse des poudres de lait ou le foisonnement.According to the invention, this dry compressed air can be used for example in the field of civil security to fill air bottles. It can also be used in the food industry, for example to carry out the growth of milk powders or the profusion.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. It should be obvious to those skilled in the art that the present invention allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention as claimed. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, but may be modified in the field defined by the scope of the appended claims, and the invention should not be limited to the details given above.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un gaz ou mélange de gaz, comprimé, sec, caractérisé par le fait que l'on effectue les étapes suivantes: - on comprime le gaz ou mélange de gaz humide,1. A method of manufacturing a gas or mixture of gases, compressed, dry, characterized in that the following steps are carried out: - the gas or mixture of wet gases is compressed,
- on fait circuler le gaz ou mélange de gaz, comprimé et humide, depuis l'entrée d'au moins un tube creux dont la paroi est constituée d'une membrane perméable à la vapeur d'eau, vers la sortie du tube, le tube creux étant placé dans une enceinte, la vapeur d'eau traversant la membrane depuis l'intérieur du tube vers l'extérieur du tube, pour venir s'accumuler dans l'enceinte,the gas or mixture of gases, compressed and wet, is circulated from the inlet of at least one hollow tube, the wall of which is made of a membrane permeable to water vapor, towards the outlet of the tube, the hollow tube being placed in an enclosure, the water vapor passing through the membrane from the inside of the tube towards the outside of the tube, to accumulate in the enclosure,
- on récupère le gaz ou mélange de gaz comprimé et sec à la sortie du tube,- the gas or mixture of compressed and dry gas is recovered at the outlet of the tube,
- on chasse périodiquement la vapeur d'eau accumulée dans l'enceinte en faisant circuler une partie du gaz ou mélange de gaz sec depuis l'intérieur de l'enceinte vers l'extérieur, et à l'extérieur du tube,- the water vapor accumulated in the enclosure is periodically removed by circulating part of the dry gas or mixture of gas from inside the enclosure to the outside, and outside the tube,
- on filtre le gaz ou mélange de gaz comprimé, après séchage, pour enlever les oxydes de carbone et de soufre,- the compressed gas or mixture of gases is filtered, after drying, to remove the oxides of carbon and sulfur,
- on régénère périodiquement le filtre à dioxyde de carbone du filtre en le balayant à contre courant avec un gaz neutre.- the carbon dioxide filter of the filter is periodically regenerated by sweeping it against the current with a neutral gas.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que l'on filtre le gaz ou mélange de gaz comprimé, avant séchage, pour enlever les poussières.2. Method according to claim 1, characterized in that the gas or compressed gas mixture is filtered, before drying, to remove the dust.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que l'on envoie le gaz ou mélange de gaz comprimé, après séchage, dans un réservoir sous pression et on homogénéise le mélange.3. Method according to claim 1, characterized in that the gas or compressed gas mixture is sent, after drying, in a pressure tank and the mixture is homogenized.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le gaz comprimé est de l'air. 4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed gas is air.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, après enlèvement des poussières et séchage, on passe l'air dans un ozoneur pour former de l'ozone.5. Method according to claim 4, characterized in that, after removing the dust and drying, the air is passed through an ozonator to form ozone.
6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte (1 ) de séchage dans laquelle sont placés des tubes creux (2) parallèles, la paroi des tubes étant constituée d'une membrane perméable à la vapeur d'eau, une arrivée (3) d'air comprimé humide à une extrémité (4) des tubes (2), une sortie (5) d'air comprimé sec à l'extrémité opposée (6) des tubes (2), une arrivée (7) d'air sec dans l'enceinte (1 ), l'air sec circulant dans l'enceinte (1 ), à l'extérieur des tubes (2), une sortie (8) d'air humide de l'enceinte (1 ) de séchage, des pièges (13, 14, 15) à oxydes et dioxydes de carbone et de soufre, comprenant notamment d'un filtre de rétention du dioxyde de carbone et des moyens pour chasser périodiquement le dioxyde de carbone de ce filtre de rétention.6. Device for implementing the method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a drying enclosure (1) in which are placed hollow tubes (2) parallel, the wall of the tubes being consisting of a membrane permeable to water vapor, an inlet (3) of wet compressed air at one end (4) of the tubes (2), an outlet (5) of dry compressed air at the opposite end (6) tubes (2), an inlet (7) of dry air into the enclosure (1), the dry air circulating in the enclosure (1), outside the tubes (2), a outlet (8) of humid air from the drying enclosure (1), traps (13, 14, 15) of carbon and sulfur oxides and dioxides, comprising in particular a carbon dioxide retention filter and means for periodically removing carbon dioxide from this retention filter.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour chasser périodiquement le dioxyde de carbone du filtre sont constitués de moyens de balayage à contre-courant du filtre à l'aide d'un gaz neutre. 7. Device according to claim 5, characterized in that the means for periodically expelling carbon dioxide from the filter consist of means for sweeping against the current of the filter using a neutral gas.
8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des filtres (1 1 , 12) à poussières, éventuellement un filtre à huile (10), placés en amont de l'enceinte (1 ), et un filtre antibactérien (16) placé en aval de l'enceinte de séchage.8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises filters (1 1, 12) to dust, possibly an oil filter (10), placed upstream of the enclosure (1), and an antibacterial filter (16) placed downstream of the drying chamber.
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les pièges à oxydes et dioxydes de soufre et de carbone comportent un filtre catalyseur (13) transformant le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone placé en amont du filtre (14) de rétention du dioxyde de carbone.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the sulfur and carbon oxides and dioxides traps comprise a catalyst filter (13) transforming carbon monoxide into carbon dioxide placed upstream of the filter ( 14) retention of carbon dioxide.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les filtres catalyseurs (13) et de rétention (14) sont constitués d'un conteneur refermé à une première extrémité par une grille perforée (145) et un bouchon (142), le bouchon (142) comportant deux orifices (143, 144) et un trou de fixation sur les chapeaux de filtres associés, la seconde extrémité du conteneur étant refermée par une grille perforée.10. Device according to claim 9, characterized in that the catalyst filters (13) and retention (14) consist of a container closed at one end by a perforated grid (145) and a plug (142), the plug (142) comprising two orifices (143, 144) and a fixing hole on the associated filter caps, the second end of the container being closed by a perforated grid.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le filtre catalyseur est rempli de granules composées d'oxyde de manganèse, d'oxyde de cuivre et de carbonate de manganèse et ayant une granulométrie comprise entre 1 et 3,5 mm.11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that the catalyst filter is filled with granules composed of manganese oxide, copper oxide and manganese carbonate and having a particle size between 1 and 3.5 mm .
12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11 , caractérisé en ce que le filtre (14) de rétention est rempli d'un tamis moléculaire de zéolites synthétiques de structure cristalline du type X, comportant un réseau de pores de diamètre effectif de 10 angstrôms et ayant une granulométrie comprise entre 1 ,6 et 2,5 mm.12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the retention filter (14) is filled with a molecular sieve of synthetic zeolites of crystal structure of type X, comprising a network of pores with effective diameter of 10 angstroms and having a particle size between 1, 6 and 2.5 mm.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de balayage sont constitués d'un conduit d'arrivée du gaz neutre dans le filtre de rétention, le gaz neutre arrivant par le conduit et balayant le tamis à contre courant pour chasser le dioxyde de carbone.13. Device according to claim 12, characterized in that the sweeping means consist of a neutral gas inlet pipe in the retention filter, the neutral gas arriving through the pipe and sweeping the sieve against the current to drive out carbon dioxide.
14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le gaz neutre est de l'air comprimé sec.14. Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the neutral gas is dry compressed air.
15. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le gaz neutre est du dioxygène.15. Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the neutral gas is dioxygen.
16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'air comprimé sec est celui fabriqué par le dispositif et utilisé pour un test d'hygrométrie.16. Device according to claim 14, characterized in that the dry compressed air is that produced by the device and used for a hygrometry test.
17. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 16, caractérisé par le fait qu'il comporte un homogénéisateur (17) d'air, placé en aval de l'enceinte (1 ) de séchage.17. Device according to one of claims 6 to 16, characterized in that it comprises a homogenizer (17) of air, placed downstream of the enclosure (1) for drying.
18. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 17, caractérisé par le fait comporte un ou plusieurs compresseurs (21 , 22) d'air, en amont des filtres à poussière fonctionnant sans lubrifiant. 18. Device according to one of claims 6 to 17, characterized in that it comprises one or more air compressors (21, 22), upstream of the dust filters operating without lubricant.
19. Air comprimé sec, obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que sa pression est comprise entre 8 et 12 bar, sa teneur en huile est inférieure à 0, 01 mg/m3 , sa teneur en vapeur d'eau est de 0,09 g/m3, = - 42 °C, sa teneur en CO est inférieure à 2 ppm, sa teneur en C02 est inférieure à 300 ppm, sa teneur en SO2 est inférieure à 16.10 "3 ppm et sa teneur en monoxyde / dioxyde d'azote est inférieure à 25,5.10"3 ppm.19. Dry compressed air, obtained by the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that its pressure is between 8 and 12 bar, its oil content is less than 0.01 mg / m 3 , its water vapor content is 0.09 g / m 3 , = - 42 ° C, its CO content is less than 2 ppm, its C0 2 content is less than 300 ppm, its SO 2 content is less than 16.10 "3 ppm and its nitrogen monoxide / dioxide content is less than 25.5.10 " 3 ppm.
20. Utilisation de l'air comprimé sec obtenu selon la revendication 19 dans le domaine de Pagroalimentaire. 20. Use of the dry compressed air obtained according to claim 19 in the food sector.
21. Utilisation de l'air comprimé sec obtenu selon la revendication 19 dans le domaine de la sécurité civile. 21. Use of dry compressed air obtained according to claim 19 in the field of civil security.
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