Dispositivo de secado de gas comprimido y método correspondiente.

Dispositivo de secado de gas comprimido, que principalmente consiste en un suministro (2) de gas comprimido caliente a secar,

al menos dos recipientes de presión (33 y 34) que están rellenos de un desecante (35-36) y que están provistos de una primera entrada (37, 38 respectivamente) y una salida (39, 40 respectivamente) y un punto de descarga (32) para usuarios de gas comprimido seco, conforme al cual estos recipientes de presión (33 y 34) se usan alternativamente como recipiente de secado para secar el gas y como recipiente de regeneración para regenerar el desecante en el recipiente en cuestión, caracterizado porque se disponen al menos dos capas de desecante (35 y 36) en los recipientes de presión (33 y 34) arriba mencionados, respectivamente una primera capa (35) de desecante impermeable y una segunda capa (36) de un desecante que no necesariamente ha de ser impermeable, y porque los recipientes de presión (33 y 34) arriba mencionados están provistos de una segunda entrada (41, 42 respectivamente) que se abre entre las mencionadas primera y segunda capa de desecante (35, 36 respectivamente) que está conectada por separado al tubo entre el suministro 2 de gas comprimido y una válvula de cierre (6) por medio de una válvula (43, 44 respectivamente) que se puede cerrar, dicha segunda entrada (41, 42 respectivamente) está provista para regenerar el desecante de la primera capa (35) mediante el calor de compresión de este gas comprimido y porque la primera entrada (37, 38 respectivamente) está dispuesta enfrente de la primera capa de desecante impermeable, mientras que la salida arriba mencionada (39, 40 respectivamente) está dispuesta enfrente de la segunda capa de desecante.

Dispositivo de secado de gas comprimido y método correspondiente

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo de secado de gas comprimido y método correspondiente.

[0002] En concreto, la invención se refiere a un dispositivo de secado de gas comprimido que principalmente consiste en un suministro de gas comprimido, al menos dos recipientes de presión que están rellenos de un desecante u que están provistos de una primera entrada y salida y un punto de descarga para usuarios de gas comprimido seco, conforme al cual estos recipientes de presión se usan alternativamente como recipiente de secado para secar el gas y como recipiente de regeneración para regenerar el desecante en el recipiente en cuestión.

[0003] Ya se conocen tales dispositivos en los que el gas comprimido a secar primero se guía a través de un primer recipiente de secado a presión a fin de ser secado por el desecante y en los que al menos una parte de este gas comprimido seco, ya sea o no tras la expansión, es enviado a través de un segundo recipiente de presión regeneradora a fin de absorber humedad del desecante y por tanto regenerar este desecante.

[0004] Una vez que el desecante en el recipiente de presión secante está saturado, se invierte la secuencia de flujo a través de los recipientes de presión, de modo que el primer recipiente de presión se convierte en un recipiente regenerante, mientras que el segundo recipiente de presión se convierte en un recipiente de presión secante.

[0005] Por consiguiente, usando alternativamente los recipientes de presión arriba mencionados como recipientes de presión regeneradores, un recipiente de presión se regenera cada vez, mientras que el otro recipiente de presión asegura que se seque el gas comprimido.

[0006] Ya se conocen tales dispositivos, que están hechos como los llamados "secadores por adsorción sin pérdidas", en los que se dispone un desecante impermeable en los recipientes de presión, tal como por ejemplo gel de sílice u óxido de aluminio activado (alúmina) y en donde, a fin de regenerar el desecante, se guía el gas caliente directamente a través del recipiente de presión regenerante a fin de absorber humedad del desecante, tras lo cual se enfría el gas húmedo y, por medio de un separador de agua secador por adsorción, se envía al recipiente de presión secante a fin de ser secado por el desecante.

[0007] Por el término "secadores por adsorción sin pérdidas" han de entenderse secadores en los cuales se seca el desecante en el recipiente de presión regenerante mediante el calor de compresión del gas comprimido.

[0008] Por el término desecante impermeable se ha de entender un desecante que en este caso no está degradado bajo la influencia de agua líquida libre que pueda estar presente en el gas comprimido o que podría generarse debido a la condensación en el desecante del agua que está presente como vapor en el gas comprimido.

[0009] Se requiere tal desecante impermeable para secadores por adsorción sin pérdidas, ya que el punto de rocío del gas comprimido que entra en el recipiente de regeneración puede ser más alto que la temperatura del desecante, como resultado de lo cual la humedad presente en dicho gas puede precipitarse sobre el desecante.

[0010] Una desventaja de tales dispositivos conocidos es que no hacen posible obtener puntos de rocío de baja presión para el gas comprimido de por ejemplo -70 °C o inferiores.

[0011] También son conocidos dispositivos que están hechos como los llamados secadores PSA (adsorción por cambio de presión), en los que el gas comprimido es enviado a través del recipiente de presión secante a fin de ser secado por el desecante y ser posteriormente guiado al punto de descarga para usuarios de aire comprimido seco.

[0012] En este caso, se desvía una parte de, por ejemplo, 15 a 20 % del gas a secar en el recipiente de presión secante y se expande a una presión menor para posteriormente guiarla a través del recipiente de presión regenerante a fin de regenerar el desecante ahí disponible.

[0013] Un dispositivo tal es desfavorable puesto que consume una gran parte del flujo de gas comprimido suministrado, en concreto en un orden de magnitud de 15 a 20 % de este flujo a una presión de funcionamiento típica de 7 bares, como resultado de lo cual el consumo de energía es grande.

[0014] Otra desventaja de tal dispositivo conocido es que, debido a la gran pérdida de aire comprimido, debe ser sobredimensionado a fin de ser capaz de suministrar un cierto flujo de aire comprimido secado.

[0015] Una desventaja adicional de tales dispositivos conocidos es que el flujo requerido de gas de regeneración es inversamente proporcional a su presión de funcionamiento, lo cual implica que a presiones menores, el consumo de gas comprimido aumentará del lado del secador.

[0016] Otro dispositivo conocido usado para regenerar un desecante en un recipiente de presión se describe en el documento de patente francesa FR 2 084 301 A. Tal dispositivo comprende dos recipientes de presión con dos secciones cada uno: en la primera sección se absorbe agua del gas a purificar y en la segunda sección se absorbe dióxido de carbono. Se consigue la regeneración del desecante mediante el envío de un gas de reactivación calentado en una dirección opuesta a la dirección de absorción. El gas está siendo calentado y guiado a través por medio de un soplador. En otro ejemplo, EP 0 004 465 A, la regeneración del desecante se consigue mediante el residuo de nitrógeno que es calentado con un calentador eléctrico. En otro ejemplo más, la patente estadounidense US 4 233 038, se presenta un método de regeneración de dos pasos: en el primer paso se conduce una corriente calentada de gas de regeneración purificado a través de la zona absorbente de agua hasta que la temperatura del flujo de gas que sale de la zona absorbente de agua aumente hasta un valor de consigna, mientras que en el segundo paso, se alimenta un flujo de gas frío en la entrada de la primera zona, empujando el calor allí contenido a la segunda zona.

[0017] Todos los dispositivos descritos en estos tres documentos de patente requieren un calentador para aumentar la temperatura del flujo de gas usado para alimentar los recipientes de presión y ninguno de ellos usa el calor de la compresión del gas.

[0018] Finalmente, también se conocen dispositivos para secado de gas comprimido en los que una parte de típicamente 8 a 10 % del gas comprimido, tras la expansión y calentamiento, se usa para regenerar el recipiente de presión saturado con humedad.

[0019] Una desventaja de un dispositivo así es que, como el desecante solo es efectivo cuando la temperatura no es muy alta, por ejemplo a menos de 50 °C, mientras que se regenera a alta temperatura se requiere un ciclo adicional durante el cual el desecante es enfriado Inmediatamente tras su regeneración.

[0020] Para este enfriado, a menudo se hace uso de una parte expandida del gas comprimido seco en la salida del dispositivo cuya potencia de refrigeración es pequeña y como resultado de lo cual dicho gas tendrá que ser enviado durante más tiempo a través del recipiente de presión con el desecante recién regenerado.

[0021] A menudo, al final del ciclo de enfriamiento, una cantidad relativamente grande de calor residual seguirá estando presente en el desecante, lo cual ¡nicialmente provoca un mal secado, como resultado de lo cual, al intercambiar los recipientes de presión, es decir, cuando el recipiente de presión secante se convierte en el recipiente de presión regenerante y viceversa, pueden darse picos altos de punto de rocío en el gas comprimido en la salida del dispositivo.

[0022] La presente invención pretende remediar una o varias de las desventajas arriba mencionadas y otras

desventajas.

[0023] Con este objeto, la presente invención se refiere a un dispositivo de secado de gas comprimido, que principalmente consiste en un suministro de gas comprimido caliente a secar, al menos dos recipientes de presión que están rellenos de un desecante y que están provistos de una primera entrada y una salida y un punto de descarga para usuarios de gas comprimido seco, conforme al cual estos recipientes de presión se usan alternativamente como recipiente de secado para secar el gas y como recipiente de regeneración para regenerar el desecante en el recipiente en cuestión, en el que se disponen al menos dos capas de desecante en los recipientes de presión arriba mencionados, respectivamente una primera capa de desecante impermeable y una segunda capa de un desecante que no necesariamente ha de ser impermeable, y en donde los recipientes de presión arriba mencionados están provistos de una segunda entrada... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de secado de gas comprimido, que principalmente consiste en un suministro (2) de gas comprimido caliente a secar, al menos dos recipientes de presión (33 y 34) que están rellenos de un desecante (35-36) y que están provistos de una primera entrada (37, 38 respectivamente) y una salida (39, 40 respectivamente) y un punto de descarga (32) para usuarios de gas comprimido seco, conforme al cual estos recipientes de presión (33 y 34) se usan alternativamente como recipiente de secado para secar el gas y como recipiente de regeneración para regenerar el desecante en el recipiente en cuestión, caracterizado porque se disponen al menos dos capas de desecante (35 y 36) en los recipientes de presión (33 y 34) arriba mencionados, respectivamente una primera capa (35) de desecante impermeable y una segunda capa (36) de un desecante que no necesariamente ha de ser impermeable, y porque los recipientes de presión (33 y 34) arriba mencionados están provistos de una segunda entrada (41,42 respectivamente) que se abre entre las mencionadas primera y segunda capa de desecante (35, 36 respectivamente) que está conectada por separado al tubo entre el suministro 2 de gas comprimido y una válvula de cierre (6) por medio de una válvula (43, 44 respectivamente) que se puede cerrar, dicha segunda entrada (41, 42 respectivamente) está provista para regenerar el desecante de la primera capa (35) mediante el calor de compresión de este gas comprimido y porque la primera entrada (37, 38 respectivamente) está dispuesta enfrente de la primera capa de desecante impermeable, mientras que la salida arriba mencionada (39, 40 respectivamente) está dispuesta enfrente de la segunda capa de desecante.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada primera capa (35) de desecante impermeable está hecha de gel de sílice o alúmina activada.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada segunda capa (36) de desecante impermeable está hecha de un tamiz molecular.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está provisto de al menos un elemento calefactor para calentar el gas seco procedente del recipiente de presión secante.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cerca de cada una de las capas mencionadas de desecante (35 y 36) está dispuesto al menos un sensor de temperatura.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los sensores de temperatura arriba mencionados están conectados a un sistema de control que controla las mencionadas válvulas (43 and 44) que se pueden cerrar.

7. Método para secar un gas comprimido mediante un dispositivo (1) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, en el que se envía este gas comprimido a través de un recipiente de presión (33 o 34), caracterizado porque el recipiente de presión (33 o 34) arriba mencionado está provisto de al menos dos capas de desecante (35 y 36), respectivamente una primera capa de desecante (35) hecha de un material impermeable y una segunda capa de un desecante (36) que no necesariamente ha de ser impermeable, y porque para secar el gas comprimido primero se guía el gas a través de la primera capa (35) de desecante arriba mencionada y posteriormente a través de la segunda capa (36) de desecante arriba mencionada, mientras que para regenerar el recipiente de presión (33 o 34) durante una primera fase, solo se envía el gas comprimido a través de la primera capa (35) de desecante impermeable durante un periodo de tiempo determinado con objeto de secar este desecante impermeable, tras lo cual, durante una segunda fase, primero se envía el gas comprimido a través de la segunda capa (36) de desecante.

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque en vista de la regeneración del recipiente de presión (33 o 34) en la segunda fase, se envía el gas comprimido, tras su paso a través de la segunda capa (36) de desecante, a través de la primera capa (35) de desecante.

9. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque en vista de la regeneración del recipiente de presión (33 o 34) en la segunda fase, se somete el gas comprimido, tras su paso a través de la segunda capa (36) de desecante, a una purga entre la primera capa (35) y la de segunda capa (36) de desecante.

10. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque a fin de regenerar la mencionada primera capa (35) de desecante impermeable, se envía el gas comprimido a través de este desecante impermeable que viene directamente del suministro (2) arriba mencionado del gas comprimido y en donde se lleva a cabo la regeneración mediante el calor de compresión disponible en el gas.

11. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque a fin de regenerar la segunda capa (36) de desecante, se envía una parte del gas comprimido a través de esta segunda capa (36) de desecante procedente de la salida del recipiente de presión secante (33 o 34).

12. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque se calienta la parte del mencionado gas comprimido procedente de la salida (39 o 40) del recipiente de presión secante (33 o 34) antes de guiarla a través de la segunda capa (36) de desecante en el recipiente de presión regenerante (34 o 33).

13. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque se expande la parte del mencionado gas comprimido procedente de la salida (39 o 40) del recipiente de presión secante (33 o 34) antes de guiarla a través de la segunda capa (36) de desecante en el recipiente de presión regenerante (34 o 33).

5 14. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque la duración de la fase de regeneración está determinada

por un sistema de control que está conectado a las válvulas (13 a 16; 21 a 25; 30 y 43 a 46) que se puede cerrar para controlar el suministro de gas comprimido a través de los recipientes de presión (33 y 34).

15. Método según una o varias de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque cuando se supera un valor de 10 temperatura determinado en el recipiente de presión regenerante (33 o 34), se termina la fase de regeneración.