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50 %
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de 50 %
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2 g/kg
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17 g/kg
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41 g/kg
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24 g
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39 g/kg
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de 15 g
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15 g/kg
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Molecule
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DES
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HORS
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518895A1
Family ID 2055577
Probable Assignee Carl Munters Kung Hans Vag 8 191 07 Sollentuna Ab
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE SECHAGE DE GAZ ET ECHANGEUR D'HUMIDITE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE LE SECHAGE DES GAZ DANS LES ECHANGEURS D'HUMIDITE
A REGENERATION.
ELLE SE RAPPORTE A UN ECHANGEUR AYANT UN CORPS 10 CONTENANT UN LIT
D'UNE MATIERE ABSORBANTE. LE LIT EST REGENERE DANS UNE ZONE 26B, 26C
DANS LAQUELLE UN GAZ 18 DE REGENERATION CHAUFFE HORS DU CORPS CIRCULE
A CONTRE-COURANT DU COURANT PRINCIPAL 14. APRES TRAVERSEE DU LIT, LE
GAZ DE REGENERATION EST RENVOYE SANS PASSER A NOUVEAU A TRAVERS LE LIT
ET, APRES UN NOUVEAU CHAUFFAGE 34, IL TRAVERSE LE LIT PAR AU MOINS UNE
ZONE SUPPLEMENTAIRE DE REGENERATION 26A, 26B.
APPLICATION AU SECHAGE DE L'AIR HUMIDE.
Description
_________________________________________________________________
i La presente invention concerne un procede de
sechage d'un gaz selon lequel un courant principal cir-
cule dans une zone de sechage d'un echangeur d'humidite par
regeneration, ayant un lit d'une substance absorbant l'humidite, ce
lit etant mis au contact, apres la zone de sechage, avec une zone de
regeneration dans laquelle
un gaz de regeneration circule dans le lit a contre-
courant du courant principal L'invention-concerne en outre un
dispositif destine a la mise en oeuvre de ce
procede.
La regeneration est effectuee dans les echangeurs d'humidite de ce
type par un gaz de regeneration qui est chauffe afin que son aptitude
a prelever l'humidite soit accrue Dans les echangeurs fixes
d'humidite, ayant au
moins deux lits, l'un d'eux est regenere pendant que l'au-
tre est en phase de sechage, le lit lui-meme etant habi-
tuellement muni de dispositifs de chauffage La capacite de sechage du
gaz de regeneration lorsqu'il passe dans differentes parties du lit
est ainsi affectee a chaque
passage par le chauffage assure par les dispositifs in-
corpores de chauffage.
La situation est differente dans les echangeurs
d'humidite du type dans lequel le lit comporte une struc-
ture a rotor dont la garniture est mise au contact de
la zone de sechage et de la zone de regeneration par ro-
tation continue du rotor De tels echangeurs d'humidite ne peuvent pas
comporter ou ne peuvent comporter que tres difficilement des
dispositifs de chauffage incorpores
et en consequence le gaz de regeneration doit etre pre-
chauffe avant de penetrer dans le lit du rotor Un autre
probleme pose est qu'une partie de la chaleur de regene-
ration stockee =dans le lit du rotor pendant la rege-
neration, est entrainee par le rotor dans la zone de se-
chage et s'y degage Cette partie de la chaleur de regene-
ration qui est ainsi consommee autrement que par l'evaporation de
l'water dans le rotor represente une perte veritable,
et cette perte augmente lorsque la temperature de regene-
ration augmente En consequence, dans les echangeurs d'hu-
midite du type qui comporte un lit ou garniture sous forme d'un rotor,
il n'est pas avantageux de chauffer l'air de regeneration a une
temperature trop-elevee Au contraire, le volume de gaz de regeneration
doit etre accru, avec les inconvenients que cela comporte Dans
une variante, comme souvent realise en pratique, une par-
tie de la chaleur conservee dans le rotor peut etre eva-
cuee avant penetration dans la zone de sechage par dispo-
sition, entre la zone de regeneration et la zone de sechage, d'une
zone de refroidissement dans laquelle le rotor est refroidi par un
petit courant d'air Le role principal
de cette disposition est habituellement d'assurer le re-
froidissement du rotor afin qu'il n'echauffe pas l'air de sechage de
maniere superflue La chaleur prelevee par l'air de refroidissement
peut etre recuperee par melange avec l'air de regeneration, mais cette
caracteristique
necessite des dispositions speciales sous forme d'un ven-
tilateur supplementaire ou d'un type quelconque de dis-
positif de reduction, rendant complexe et couteux le dis-
positif global.
L'invention-concerne essentiellement un procede
et un dispositif de sechage de gaz tel que l'air de rege-
neration preleve une plus grande quantite d'humiidite par
unite de poids que dans les echangeurs classiques d'humi-
dite de ce type Elle concerne aussi le refroidissement du lit du rotor
avant qu'il ne penetre dans la zone de sechage, lorsqu'il a quitte la
zone de regeneration, sans que des dispositifs particuliers tels
que-des ventilateurs ou des-dispositifs de reduction soient
necessaires dans l'echangeur. z Plus precisement, selon l'invention,
le gaz de regeneration, apres circulation dans le lit, recircule sans
traverser le lit et, apres chauffage supplementaire, passe a travers
le lit par au moins une zone supplementaire
de regeneration.
L'echangeur d'humidite destine a-la mise en oeuvre de ce procede
comporte un circuit qui comprend
des conduits destines a faire recirculer le gaz de rege-
neration, apres un premier passage dans le rotor, sans qu'il revienne
dans le lit, le gaz de regeneration etant renvoye dans le rotor par au
moins une zone supplementaire de regeneration, un dispositif de
chauffage assurant le chauffage du gaz de regeneration avant qu'il ne
penetre
a nouveau dans le rotor.
D'autres caracteristiques et avantages de l'in-
vention ressortiront mieux de la description qui va suivre,
faite en reference au dessin annexe sur laquelle la figure unique
represente un mode de realisation avantageux de dispositif destine a
la mise en oeuvre du procede selon
l'invention, cette figure etant un schema eclate en pers-
pective representant les principaux elements du dispositif de sechage
ou de l'echangeur d'humidite destine a la mise
en oeuvre du procede de sechage selon l'invention.
Dans la description qui suit, le dispositif
de sechage est decrit en reference au sechage d'air humide, et on
suppose que le gaz de regeneration est aussi de l'air, bien que
l'invention ne soit evidemment pas limitee
a une telle caracteristique.
La figure ne represente que les parties essen-
tielles du dispositif, les elements tels que le bo 5 tier et les
ventilateurs qui assurent la circulation de l'air etant supprimes par
raison de clarte Ainsi, le dispositif de sechage comporte un rotor 10
de sechage par regeneration contenant un lit qui peut etre forme par
exemple de minces feuilles planes et ondulees qui alternent, formees
d'une matiere convenable, notamment metallique, par exemple
d'aluminium, de fibres de verre ou analogues La matiere a elle-meme
l'aptitude de prelever l'humidite et/ou elle est impregnee d'une
substance hygroscopique telle que le lithium chloride, ou d'une
matiere solide de sorbption telle que des tamis moleculaires ou
analogues Les feuilles planes et ondulees qui alternent sont enroulees
en spirale les unes sur les autres afin qu'elles forment un corps
25188 95
de rotor 10 qui-contient ainsi un grand nombre de conduits
axiaux qui debouchent aux deux faces d'extremites du ro-
tor Dans le mode de realisation represente, le rotor -
a un moyeu central creux ou cavite cylindrique 12, dans -
un but decrit dans la suite Le rotor 10 est monte de
maniere qu'il puisse tourner dans le boitier (non repre-
sente) par exemple par support de sa circonference externe par des
rouleaux, et il-est entraine a faible vitesse dans le sens de rotation
indique par les fleches, a l'aide par exemple d'une courroie sans fin
entrainee par un moteur
et passant a sa circonference.
Le courant d'air a secher, appele courant prin-
cipal d'air, traverse le rotor 10 de gauche a droite sur la figure
comme indique par les fleches 14 L'air 14 cir cule dans la zone de
sechage du rotor 10 par exemple sous
la commande d'un dispositif a ventilateur (non represente).
Apres la zone de sechage, dans le sens de rotation du rotor 10, une
zone de regeneration est disposee et, dans celle-ci, l'humidite
prelevee par le rotor 10 est chassee
par de l'air prechauffe de regeneration.
Selon l'invention, les zones de regeneration
et de refroidissement sont realisees de la maniere sui-
vante: le courant d'air penetrant comme indique par la fleche 16 est
divise en deux courants 18, 20, un premier courant 18, qui a ete
prechauffe par le dispositif 22
de chauffage, jouant le role du gaz de regeneration, tra-
versant le rotor 10, alors que l'autre courant 20, qui joue le role
d'un gaz de refroidissement, passe dans le rotor 10 sans etre chauffe
apres le courant chauffe 18,
compte tenu du sens de rotation.
Le rotor 10 est divise en une zone de regenera-
tion, une zone de refroidissement et une zone de sechage
par un capuchon 24 d'extremite muni de cloisons 26 a-26 d,-
d'une maniere bien connue dans la technique.
Le courant 20 utilise comme matiere de refroi-
dissement et qui refroidit le lit du rotor avant que le lit ne penetre
dans la zone de sechage, est chauffe pendant son passage a travers le
rotor 10 et l'air ainsi chauffe est rassemble au courant d'air 18 de
regeneration apres le passage de celui-ci a travers le rotor Les
courants 18, 20 se melangent ensuite en formant un courant unique 32
d'air dans un conduit 30 forme dans un capuchon 28
d'extremite du cote gauche du rotor 10 sur la figure.
Le conduit 30 renvoie alors ce courant d'air et le fait circuler dans
le moyeu ou dans l'espace cylindrique 12 du rotor 10 Le courant 32 qui
recircule, par circulation
dans le moyeu 12, est chauffe par un dispositif 34 repre-
sente schematiquement sous forme d'un serpentin de chauf-
fage et qui de preference place a l'interieur du moyeu creux 12 Le
courant d'air 32 ainsi chauffe est renvoye a la face droite
d'extremite du rotor 10 sur la figure par un conduit 36 forme dans le
capuchon 24 et il circule
dans le rotor 10 par une autre zone de regeneration deli-
mitee par les cloisons 26 a et 26 b du capuchon 24 Cette seconde zone
de regeneration, consideree dans le sens de rotation du rotor 10, se
trouve en amont de la premiere zone de regeneration qui est delimitee
par les cloisons
26 b et 26 d du capuchon 24 d'extremite.
Le role de la circulation du courant d'air de regeneration dans le
rotor plus d'une fois, par exemple deux fois (courants d'air 18 et 32)
dans cet exemple est de provoquer un prelevement d'une plus grande
quantite d'humidite par kilogramme que dans un dispositif classique de
sechage dans lequel l'air de regeneration ne passe
qu'une seule fois dans le rotor.
Si l'on suppose a titre illustratif qu'on veut secher de l'air a 00 C
et 50 % d'humidite relative et que
-l'air de regeneration est dans les memes conditions, l'uti-
lisation d'un procede classique de regeneration (en une seule etape)
permet de chauffer l'air de regeneration a 700 C par exemple
Theoriquement, cet air de regeneration peut alors atteindre une
temperature de sortie de 340 C et une humidite relative de 50 %, sa
teneur en humidite
augmentant d'environ 2 g/kg a 17 g/kg.
Si au contraire on divise par deux le volume d'air de regeneration
mais on transmet la meme quantite
de chaleur divisee egalement entre les deux etapes conse-
cutives, la premiere etape correspond pratiquement au procede
classique de sechage decrit precedemment Cet
air qui est alors a une temperature de 340 C comme pre-
cedemment, est a nouveau chauffe de 70 'C A 104 'C et cir-
cule dans le rotor, et il laisse celui-ci cette fois a une temperature
de 51 'C avec une teneur en humidite de
41 g/kg Dans la seconde etape de sechage, l'air de regene-
ration preleve 41 17 = 24 g et en consequence,-avec l'air de
regeneration, il preleve 41 2 39 g/kg au lieu de 15 g comme dans le
cas classique Ainsi, l'air
de regeneration preleve plus de 2 x 15 g/kg, et le dispo-
sitif de sechage a donc une plus grande capacite ou donne une
meilleure rentabilite dans l'installation qui comporte
plusieurs etapes successives de regeneration.
Dans le cas d'une -regeneration en une seule etape, on peut
considerer, en theorie, le chauffage d'un courant d'air de
regeneration ayant un volume moitie a 'C, en une seule etape
Cependant, ceci provoque des
pertes importantes dues a la partie de la chaleur de rege-
neration qui est conservee dans le lit du rotor lors de la
regeneration et qui passe avec le rotor dans la zone de sechage et y
est entrainee Etant donne ces pertes, il n'est-pas interessant de
chauffer un courant reduit d'air de regeneration a la temperature de
1400 C consideree
dans cet exemple.
Dans une regeneration en deux etapes selon l'in-
vention d'autre part, la temperature est maintenue a une valeur plus
fable de 70 'C dans la premiere etape et de 104 WC dans la seconde
etape En consequence, au total, la temperature du rotor et en
consequence la quantite de chaleur perdue dans l'air de sechage sont
considera-_ blement plus faibles que dans le cas de 140 WC si bien
qu'on peut encore obtenir une augmentation de capacite
ou une meilleure rentabilite par rapport au procede clas-
22518895-
sique de regeneration, la temperature de 700 C etant con-
sideree dans cet exemple.
Une regeneration en deux ou plusieurs etapes (comme indique
precedemment) presente aussi des avantages essentiels car l'air de
refroidissement 20 peut etre chasse
par le meme ventilateur et sans perte de charge supplemen-
taire dans le rotor parallelement a l'air 18 de la premiere etape de
regeneration, afin qu'il soit ensuite melange a ce dernier en formant
le courant d'air 32 et en etant chauffe d'une maniere supplementaire
avant la seconde etape de regeneration De cette maniere, la chaleur
fournie par le rotor dans la zone de refroidissement est recuperee et
utilisee a l'avantage du processus de regeneration sans que des
ventilateurs supplementaires, des dispositifs de reduction
supplementaires ou des dispositifs analogues supplementaires soient
necessaires pour le renvoi de l'air de refroidissement-dans la zone de
regeneration comme dans les dispositifs classiques de sechage par
regeneration
a une seule etape.
L'invention n'est evidemment pas limitee au mode de realisation
represente, mais peut donner lieu a des variantes dans son cadre
Ainsi, la recirculation de l'air vers la seconde etape de regeneration
peut etre realisee a l'exterieur du rotor et non par le moyeu 12, mais
la configuration representee permet une construction
compacte et reduit au maximum les trajets de circulation.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de sechage d'un gaz, selon lequel un- courant principal
circule dans une zone de sechage d'un echangeur d'humidite a
regeneration ayant un corps ( 10) contenant un lit absorbant
l'humidite, ce lit etant mis en contact, apres la zone de sechage,
avec une zone de regeneration dans laquelle un gaz de regeneration,
chauffe- en dehors du corps ( 10) circule dans le lit a contre-
courant du courant principal, caracterise en ce que le gaz de
regeneration, apres circulation dans le lit, recir-' cule sans passage
a travers le lit et, apres chauffage supplementaire, circule a travers
le lit par'au moins une zone supplementaire de regeneration.
2 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le gaz de
regeneration circule dans le lit par une ou plusieurs zones
supplementaires de regeneration avant, la premiere zone indiquee de
regeneration.
3 Procede selon l'une des revendications 1 et 2, caracterise en ce
qu'un gaz de refroidissement est conduit a travers le lit
parallelement au gaz de regenera- tion avant que le lit penetre a
nouveau dans la zone de sechage, et le gaz de refroidissement chauffe
de cette maniere est melange au gaz de regeneration provenant de la
premiere zone indiquee de regeneration avant 'que le gaz de
regeneration soit a nouveau chauffe et penetre dans la zone ou les
zones supplementaires de regeneration.
4 Procede selon l'une quelconque'des revendications 1 a 3, caracterise
en ce-que le gaz de regeneration pro- venant de la premiere zone de
regeneration recircule dans au moins un conduit separe forme dans
l'echangeur d'humi- dite.
5 Echangeur d'humidite destine a la mise en oeuvre du procede selon
l'une quelconque des revendications 1 a 4, du type qui Comprend un
corps d'echangeur d'humidite sous forme d'un rotor ( 10) tournant de
facon continue et contenant un lit absorbant contenant des conduits
par lesquels un gaz est dirige entre deux faces d'extremites ( 24, 28)
du rotor, et un dispositif formant des cloisons ( 26 a-26 d, 30) qui
divisent lesdites faces en zones de sechage et de regeneration en
forme de secteur, le gaz ( 14) a secher etant conduit a travers la
zone de sechage et un gaz prechauffe de regeneration ( 18) etant
conduit a travers la zone de regeneration, caracterise en ce qu'il
comporte un circuit forme par des conduits ( 30, 26 a, 26 b) de
recirculation du gaz de regeneration ( 18), apres son premier passage
a travers le rotor ( 10), sans passage en sens inverse a travers le
lit, et destine a diriger a nouveau le gaz de regeneration a travers
le rotor par au moins une zone supplementaire de regeneration ( 26 a,
26 b), un dispositif de chauffage ( 34) etant dispose de maniere qu'il
chauffe le gaz de regeneration avant sa nouvelle entree dans le rotor
( 10).
6 Echangeur selon la revendication 5, caracterise en ce que le rotor
cylindrique ( 10) d'echange d'humidite a un moyeu creux ( 12) par
lequel le gaz de regeneration recircule avant son entree dans la zone
supplementaire de regeneration ( 26 a, 26 b).
7 Echangeur selon l'une des revendications 5 et 6, caracterise en ce
qu'il comporte un dispositif ( 26 c, 26 d) formant des cloisons
destinees a delimiter une zone de refroidissement dans laquelle un gaz
de refroidissement ( 20) est dirige a travers le rotor ( 10) en amont
de la zone de sechage dans le sens de rotation de celle-ci, et du
dispositif a conduit 130) afin que le gaz de refroi- dissement ( 20)
et le gaz de regeneration ( 18) provenant- de la premiere zone
indiquee de regeneration soient melanges.
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