Dispositivo para la compresión y secado de gas y procedimiento aplicado.

Dispositivo (1) para comprimir y secar gas que comprende un dispositivo compresor (2) y un secador (3) del tipo que hace uso de un agente secante para secar el gas conectado al mismo,

en donde el dispositivo compresor (2) contiene, por un lado, dos o más elementos compresores (6, 7, y 8) con una entrada y una salida conectadas en serie para formar una primera etapa de baja presión, y una o más etapas de alta presión subsiguientes cada una conectadas con su entrada a la salida de un elemento compresor previo por medio de un tubo de presión (9, 10), y por el otro lado un tubo de salida (11) en el cual se incorpora un aftercooler (15) y el secador (3) tiene una sección de secado (18) y una sección de regeneración (19), en donde la sección de secado (18) está llena de un agente secante para secar el gas que es guiado a través, y con este fin está provisto de una entrada (20) que conecta con dicho tubo de salida (11) del dispositivo compresor (2) y una salida (21) que actúa como salida (5) para suministrar gas comprimido y secado, y en donde la sección de regeneración (19) está equipada para secar la humedad del agente secante por medio de un gas de regeneración que es guiado a través de él por medio de una entrada (23) y una salida (28) y un tubo de regeneración (22) conectado a la entrada (23), caracterizado porque al menos una parte del gas de regeneración es calentado por medio de un intercambiador de calor gas-gas (25) con una parte primaria (26) que está incorporada en el tubo de regeneración (22) y una parte secundaria (27) que es alimentada por un lado de presión del elemento compresor (6, 7, 8) arriba mencionado; y porque el intercambiador de calor gas-gas (25) arriba mencionado está provisto de su parte secundaria (27) en el tubo de presión (9, 10) que se extiende entre la etapa de baja presión arriba mencionada y la subsiguiente etapa de alta presión.

Dispositivo para la compresión y secado de gas y procedimiento aplicado.

La presente invención se refiere a un dispositivo para comprimir y secar gas.

Ya se conocen tales dispositivos que están compuestos de un dispositivo compresor con un secador del tipo que hace uso de un agente secante o desecante para secar el gas conectado al mismo, en donde el dispositivo compresor contiene, por un lado, dos o más elementos compresores con una entrada y una salida conectadas en serie para formar una primera etapa de baja presión, y una o más etapas de alta presión subsiguientes cada una conectadas con su entrada a la salida de un elemento compresor previo por medio de un tubo de presión, y por otro lado un tubo de salida en el cual se incorpora un aftercooler, y donde el secador está provisto de una sección de secado y una sección de regeneración.

La sección de secado está rellena de un agente secante para secar el gas que es guiado a través, y con este fin tiene una entrada que conecta con el tubo de salida arriba mencionado del dispositivo compresor, y una salida que también actúa como salida del dispositivo para suministrar gas comprimido y secado a una red aguas abajo a la cual se pueden conectar los consumidores.

Cuando el gas comprimido a secar fluye a través del agente secante en la sección de secado, el agente secante extrae la humedad del gas por absorción o adsorción.

En la sección de regeneración se regenera el agente secante, el cual ya ha sido utilizado para secado de gas y el cual está saturado o parcialmente saturado de la humedad que ha sido adsorbida del gas a secar.

El agente secante es secado en la sección de regeneración mediante un gas de regeneración que es guiado a través de él por una entrada y una salida de esta sección de regeneración.

Si se emplea un secador con “calor de compresión” (secador HOC) , el gas de regeneración se desvía directamente del tubo de salida arriba mencionado del dispositivo compresor, en un lugar aguas arriba del aftercooler, por ejemplo en la salida del último elemento compresor, donde el gas de regeneración desviado es relativamente húmedo pero debido a la alta temperatura presenta una humedad relativa suficientemente baja para absorber humedad del agente secante a regenerar al guiar el gas de regeneración a través de la sección de regeneración.

Una desventaja de dispositivos conocidos es que tras la regeneración el agente secante aún contiene una cierta cantidad de humedad, de manera que este agente secante, cuando se usa en una fase posterior para secar el gas comprimido, solo puede absorber una cantidad relativamente limitada de humedad de este gas a secar y el gas secado por consiguiente tiene un contenido en humedad residual al abandonar el dispositivo.

La capacidad del agente secante para absorber humedad se limita de manera que el agente secante de la sección de secado tenga que ser regenerado más pronto.

En dispositivos conocidos, el gas comprimido generalmente es enfriado tras cada etapa de compresión en un intercooler o aftercooler para el buen funcionamiento de la etapa siguiente o del secador siguiente, en donde el calor que es extraído del gas de esta manera es energía perdida, lo cual también determina el precio del gas comprimido y secado suministrado.

Los intercooler y los aftercooler también se usan para determinar el coste del dispositivo en su conjunto.

El documento WO 02/38251 A1 revela un dispositivo y un procedimiento para compresión y secado de un gas empleando dos compresores con etapa intermedia y aftercooler y un secador de gas con material secante y medios de regeneración.

La invención tiene como objeto la mejora de los dispositivos conocidos para compresión y secado de gas para evitar una o más de las desventajas arriba mencionadas y/u otras desventajas.

Con este fin, la invención se refiere a un dispositivo como se describe arriba, en el cual al menos una parte del gas de regeneración es calentado por medio de un intercambiador de calor gas-gas con una parte primaria que está incorporada al tubo de regeneración, y una parte secundaria que es alimentada por un lado de presión de un elemento compresor arriba mencionado, y en el cual el intercambiador de calor gas-gas arriba mencionado está provisto de su parte secundaria en el tubo de presión que se extiende entre la etapa de baja presión y la subsiguiente etapa de alta presión.

La ventaja de un dispositivo tal es que al seguir calentando el gas de regeneración, se sigue reduciendo la presión parcial del agua presente en el gas de regeneración, lo que en la práctica resulta en que el gas de regeneración calentado es capaz de absorber más humedad del agente secante que sin calentamiento adicional y el agente secante regenerado finalmente será más seco.

Debido al hecho de que el agente secante regenerado, que se usa en la sección de secado, desde el comienzo está más seco, el agente secante regenerado será capaz de absorber más humedad del gas a secar durante la fase de secado, de manera que el gas comprimido suministrado estará más seco al abandonar el dispositivo y por tanto habrá un efecto favorable sobre la capacidad de secado.

El agente secante en la sección de secado será por consiguiente regenerado con menor rapidez.

Al menos una parte del calor necesario para calentar el gas de regeneración también se recupera del calor de compresión del dispositivo compresor, en donde el intercambiador de calor gas-gas usado para este fin puede en su totalidad o en parte tomar el lugar de uno o más enfriadores que se usan en dispositivos conocidos para refrigerar el gas comprimido.

Así, la energía extraída del gas comprimido puede emplearse para un secado aún más intenso del agente secante en la sección de regeneración, lo cual beneficia el coste el gas comprimido y secado suministrado, al ser menos la energía perdida.

El gas suministrado será por consiguiente más seco y también podrá ser producido a un precio más económico.

El objetivo es que la temperatura del gas de regeneración en la entrada de la sección de regeneración sea un máximo, de manera que se pueda recuperar tanto calor como sea posible del gas comprimido, y también que el efecto en el secado del agente secante en la sección de regeneración sea un máximo.

Preferiblemente el gas de regeneración es desviado del gas comprimido por el dispositivo por medio del tubo de regeneración arriba mencionado en el que se incorpora la parte primaria del intercambiador de calor, y donde el tubo de regeneración conecta la entrada de la sección de regeneración al tubo de salida arriba mencionado del dispositivo compresor o de la salida de la sección de secado.

Según una característica preferida de la invención, se hace uso de dos fases de regeneración sucesivas, es decir, una primera fase de regeneración para la que se suministra un gas de regeneración por medio de un tubo de regeneración, y una segunda fase de regeneración subsiguiente para seguir secando el agente secante, y para la cual se suministra gas de regeneración por medio de un segundo tubo de regeneración, y donde se provee un intercambiador de calor gas-gas arriba mencionado en al menos uno de los dos tubos de regeneración.

La segunda cantidad de gas de regeneración suministrada por medio del segundo tubo de regeneración preferiblemente presenta una humedad relativa menor a la primera cantidad de gas de regeneración suministrada por medio del primer tubo de regeneración, por ejemplo debido a esta segunda cantidad de gas de regeneración que presenta una temperatura mayor que la primera cantidad arriba mencionada y/o porque la segunda cantidad de gas ya ha sido secada.

De este modo se acentúan aún más Las ventajas de la invención arriba mencionadas.

Preferiblemente la instalación se aplica a un dispositivo con un secador del tipo rotativo, con un tambor lleno de un agente secante, el cual debido a la rotación del tambor primero es guiado a través de una sección de secado y luego a través de una primera y posiblemente también de una segunda sección de regeneración.

La invención también se refiere a un procedimiento para compresión y secado de gas por medio de un dispositivo que contiene un dispositivo compresor y un secador del tipo que hace uso de un agente secante para secar el gas conectado al mismo, en donde el dispositivo compresor comprime el gas en dos o más etapas sucesivas en dos o más elementos compresores, respectivamente una etapa de baja presión, y una o más etapas de alta presión subsiguientes, y conduce el gas a través del secador por medio de un tubo de salida en el que... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para comprimir y secar gas que comprende un dispositivo compresor (2) y un secador (3) del tipo que hace uso de un agente secante para secar el gas conectado al mismo, en donde el dispositivo compresor (2) contiene, por un lado, dos o más elementos compresores (6, 7, y 8) con una entrada y una salida conectadas en serie para formar una primera etapa de baja presión, y una o más etapas de alta presión subsiguientes cada una conectadas con su entrada a la salida de un elemento compresor previo por medio de un tubo de presión (9, 10) , y por el otro lado un tubo de salida (11) en el cual se incorpora un aftercooler (15) y el secador (3) tiene una sección de secado (18) y una sección de regeneración (19) , en donde la sección de secado (18) está llena de un agente secante para secar el gas que es guiado a través, y con este fin está provisto de una entrada (20) que conecta con dicho tubo de salida (11) del dispositivo compresor (2) y una salida (21) que actúa como salida (5) para suministrar gas comprimido y secado, y en donde la sección de regeneración (19) está equipada para secar la humedad del agente secante por medio de un gas de regeneración que es guiado a través de él por medio de una entrada (23) y una salida (28) y un tubo de regeneración (22) conectado a la entrada (23) , caracterizado porque al menos una parte del gas de regeneración es calentado por medio de un intercambiador de calor gas-gas (25) con una parte primaria (26) que está incorporada en el tubo de regeneración (22) y una parte secundaria (27) que es alimentada por un lado de presión del elemento compresor (6, 7, 8) arriba mencionado; y porque el intercambiador de calor gas-gas (25) arriba mencionado está provisto de su parte secundaria (27) en el tubo de presión (9, 10) que se extiende entre la etapa de baja presión arriba mencionada y la subsiguiente etapa de alta presión.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una parte del gas de regeneración es desviado del gas comprimido por el dispositivo (1) mediante dicho tubo de regeneración (22) en el cual se incorpora la parte primaria del intercambiador de calor (25) , y cuyo tubo de regeneración (22) conecta la entrada (23) de la sección de regeneración (19) a dicho tubo de salida (11) del dispositivo compresor (2) o a la salida (21) de la sección de secado (18) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el intercambiador de calor (25) se instala aguas arriba del aftercooler (15) .

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el gas de regeneración es desviado desde el tubo de salida (11) arriba mencionado del dispositivo compresor (2) y que el flujo (QR) del gas de regeneración desviado es un 40% del flujo de gas (Q) que es comprimido por el dispositivo compresor (2) .

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el intercambiador de calor en el tubo de regeneración (22) está dimensionado de manera que la temperatura del gas de regeneración en la entrada

(23) de la sección de regeneración (19) se sitúa entre 130 y 150°C.

6. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el tubo de regeneración (22) en el tubo de salida (11) está desviado en un punto de extracción (24) aguas arriba o aguas abajo del aftercooler (15) , en función de las temperaturas del gas comprimido antes y después del aftercooler (15) .

7. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el secador (3) tiene dos fases de regeneración, es decir, una primera fase de regeneración para la cual se suministra el gas de regeneración por medio de un primer tubo de regeneración (22a) , y una segunda fase de regeneración subsiguiente para seguir secando el agente secante y para el cual se suministra el gas por medio de un segundo tubo de regeneración (22b) , y en el que hay un intercambiador de calor gas-gas (25) arriba mencionado en al menos uno de los dos tubos de regeneración (22a o 22b) o en ambos tubos de regeneración (22a o 22b) .

8. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque hay al menos un intercambiador de calor gas-gas arriba mencionado (25) en el segundo tubo de regeneración (22b) .

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el primer tubo de regeneración (22a) está conectado al tubo de salida (11) arriba mencionado del dispositivo compresor (2) para extraer el gas de regeneración para la primera fase de regeneración.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el segundo tubo de regeneración (22b) arriba mencionado está conectado al tubo de salida (21) de la sección de secado (18) del secador para extraer el gas de regeneración para la segunda fase de regeneración

11. Dispositivo según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque para la primera fase de regeneración se desvía alrededor del 40% del flujo de gas (Q) que es comprimido por el dispositivo compresor (2) , y que para la segunda fase de regeneración se desvía alrededor del 10% del flujo de gas que se suministra al dispositivo (1) .

12. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el secador (3) es un secador del tipo rotativo con un tambor (16) que está relleno de un agente secante que es guiado

alternativamente a través de una sección de secado (18) y luego guiado a través de una primera y posiblemente de una segunda sección de regeneración (19) por la rotación del tambor (16) .

13. Dispositivo según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque si hay dos fases de regeneración y para cada fase de regeneración hay un intercambiador de calor gas-gas (25a, 25b) diferente, cada uno de los intercambiadores de calor gas-gas (25a y 25b) está incorporado independientemente en un tubo de presión (9, 10) de un elemento compresor diferente (6, 7) .

14. Dispositivo según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque si hay dos fases de regeneración y hay un intercambiador de calor gas-gas (25a, 25b) diferente para cada fase de regeneración, ambos intercambiadores de calor gas-gas (25a y 25b) están colocados en el mismo tubo de presión (9, 10) entre dos elementos compresores sucesivos.

15. Procedimiento para compresión y secado de gas por medio de un dispositivo (1) que contiene un dispositivo compresor (2) y un secador (3) del tipo que hace uso de un agente secante para secar el gas conectado al mismo, en donde el dispositivo compresor (2) comprime el gas en dos o más etapas sucesivas en dos o más elementos compresores (6, 7, 8) , respectivamente una etapa de baja presión, y una o más etapas de alta presión subsiguientes, y conduce el gas a través del secador (3) por medio de un tubo de salida (11) en el que se incorpora un aftercooler (15) a fin de secar este gas comprimido y el cual está provisto de una sección de secado (18) que está llena de un agente secante a través del que se guía el gas, y que tiene una salida (21) que sirve de salida (5) para suministrar gas comprimido y secado, en donde el secador también tiene una sección de regeneración (19) para secar el agente secante de humedad por medio de un gas de regeneración que es guiado a través de él por medio de una entrada (23) y una salida (28) , caracterizado porque el procedimiento consiste en que al menos una parte del gas de regeneración calentado por medio de un intercambiador de calor gas-gas (25) con una parte primaria (26) a través de la cual fluye el gas de regeneración y una parte secundaria (27) que es alimentada por un lado de presión del elemento compresor (6) arriba mencionado que forma la etapa de baja presión.