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Procédé de séchage des gaz. appareil et produits utilisée pour la mise en oeuvre de ce procède.
La présente invention se rapporte aux déshydra- tours et elle concerne plus particulièrement des disposi- tifs et des procédés permettant d'éliminer l'humidité des gaz et, plus spécialement, de l'air.
On a déjà propos' et on utilité actuellement un grand nombre de types de déchydrateurs ou sécheurs de . conceptions diverses pour éliminer l'humidité de l'air et
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d'autres gaz ou liquides toutefois, un grand nombre de ces dispositifs sont compliqués et d'exploitation coûteuse et, par ailleurs, ils ne donnent pes dos résultats entière- ment satisfaisante*
La présente invention a pour but d'utiliser une matière perfectionnée pour éliminer l'humidité, par exemple l'eau, (les gaz. La matière est utilisée nous la forme de boulettes et elle cet formée d'un produit poreux, cohérent, solublc ; imprégné d'une matière hygroscopique.
La matière peut avoir un pli variant entre légèrement acide et acide ou alcalin mais, en pratique, on doit chercher à maintenir le ph à une valeur proche de la neutralité, pour éviter la corrosion du récipient, lorsqu'on utilise un récipient en un matériau sujet à la corrosion. Cette matière peut pire disposée dans un récipient monté d&r.a un circuit d'air comprima tel que celui décrit plus loin. Le sécheur ou déshydrateur utilisant la matière perfectionnée leut également être utilisé pour éliminer l'humidité dans les conduites d'aération des réservoirs, afin d'empêcher l'en- trée de l'humidité atmosphérique lorsque le réservoir "respire" ou lorsqu'on le remplit ou qu'on le vide. Les réservoirs de stockage de pétrole, d'alcool, d'essence, sont des exemples de cette application.
On a trouvé que, lorsqu'une matière solide appro- priée, sous forme de boulettes poreuses est imprégnée d'une petite quantité d'une matière hygroscopique telle que le chlorure de calcina, elle devient un excellent agent de déshydratation. En traversant une couche d'une telle matière, une partie do l'humidité de l'air cet attirée . par la matière hygroscopique et elle forma une solution avec la matière ou substance soluble et hygroscopique.
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'Cette solution dissout la matière soluble et elle peut être recueillie dans une cuvette d'égouttage puis évacuée.
L'important dans le fonctionnement du composé déshydratant perfectionné est que des boulettes ou des masses poreuses,cohérentes et formées d'une matière solu- ble sont imprégnées d'une matière hygroscopique de façon que la matière hygroscopique pénètre dans les vides ou pores de la boulette soluble, La matière soluble forme une matrice cohérente retenant la matière hygroscopique dans ses pores. Lorsque la boulette imprégnée est exposée à l'air humide, la matière hygroscopique absorbe l'humi- dité de l'air et se dissout tout d'abord dans cette humi- dité.
Etant donné que la matière hygroaoopique, en raison même de sa natare, a une solubilité supérieure à celle de la matière soluble, la totalité de la matière hygroscopique se dissout pratiquement dans l'humidité de l'air avant qu'aucune partie de la matière soluble ne se dissolve.
L'humidité de l'air extrait donc littéralement la matière hygroscopique des pores do la matière soluble avant qu'une quantité notable de cette matière soluble ait pu ce dissoudre. Far conséquent, au moment où la der- nière parcelle de matière hygroscopique est dissoute$la. boulette poreuse reste encore rigide et presque entière- ment intacte sous sa forme cohérente initiale. '
Dans la technique antérieure, on a tenté d'utili- ser des boulettes de matière soluble telle quo le chlorure de sodium mélangé à une matière hygroscopique telle que le chlorure de calcium. On préparait ces boulottes en faisant fondre ces deux matières ensemble, comme indiqué par le brevet américain N 1.041.608, au nom do Edelenau.
Lorsque ces matières sont fondues ensemble et qu'on laisse
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' la mélange résultant refroidir dans un moule, il fora/ des - boulottes ou des masses dures.Ces boulettes sont constituées de grains ou de cristaux de chlorure de so- dium qui sont réunis par le chlorure de calcium. En . d'autres termes, le chlorure do calcium maintient les grains de chlorure de sodium, ou vice-versa, comme une colle, exactenent conne le ciment maintient les grains de sable ou de gravier dans le béton.
Lorsque la masse est exposée à l'air humide, le chlorure de calcium qui, en fait, constitue le liant, ce dissout avant qu'aucune parcelle de chlorure de nodium ne soit dissoute. Etant donne que le chlorure do calcium constitue lui-même une matrice dans la boulette, l'humi- dité ou la solution ne s'échappe pas de cette dernière et elle ramollit la masse. Par conséquent, au moment où la dernière parcelle de chlorure de calcium est dinsoute, la boulotte se trouve sous la forme de grains qui reposent simplement leo uns sur les autres, exactement comme les grains d'une motte de sable humide, la solution do chlo- rure de calcium se trouvant entre les grains de chlorure de sodium.
Lorsque le chlorure de calcium contenu en mélange dans dos boulettes fondues se dissout, la masse ce désagrège et forme une pâte plastique qui, lorsqu'elle est séchée, est constituée par une poudre principalement composée de chlorure de sodium, Au contraire, lorsque le chlorure de calcium du déshydratant perfectionné décrit ici se dissout entre les granules do la boulette de chlorure de sodium, les cristaux de chlorure de sodium restent encore réunis dans la masse ou la boulette co- hérente rigide initiale.
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Des essais ont montré que le compose desséchant formé de boulettes fondues composées de chlorure de so- dium et de chlorure de calcium présente les Inconvénients suivants : (1) Les pointe do rosée sont trop élevés pour être pratiquée au point de vue industriel* (2) Le compose desséchant est extrêmement difficile et coûteux à préparer* (3) Le composé desséchant est, plus ooQtoux en raison de sa haute teneur en chlorure de calcium.
(4) Les propriétés physiques sont si mauvaises que les boulettes ne peuvent pas être pratiquement utilisées dans un déshydrateur. (5) Les résultats donnes par le composé desséchant lorsqu'il est directement exposé aux conditions normales.ou ambiantes de température et d'hu- midité indiquont qu'on ne peut pas obtenir un effet desséchant correct dans un appareil déshydrateur comme cela a été vérifié par les essaie.
Lorsqu'on utilise un support insoluble pour la matière hygroocopique, comme par exemple dans.le brevet américain N 2.203.144, il est nécessaire d'enlever la matière insoluble de l'appareil desséchant de tempe à autre pour faire de la place et permettre d'ajouter une quantité supplémentaire de composé desséchant.
Le principe de base du composé desséchant per- fectionné décrit ici est de constituer un support pri- maire soluble sous la forme de boulettes ou de masses poreuses, auxquelles on ajoute une matière hygroscopique soluble. On peut également ajouter des matières anti- corrosives qui se dissolvent plus rapidement, ce qui donne une action dissolvante progressive lorsque l'air passe h travers la couche de matière desséchante.
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L'invention a donc pour bute : - do réaliser uno matière desséchante et un appareil pour l'utilisation de cette matière, qui sont à 1& Soie d'utilisation simple, de fabrication économi- que et do fonctionnement efficace ; - do réaliser une matière ot un appareil des- séchant perfectionnas ; - do réaliter une matière de déshydratation perfectionnée pour les sécheurs d'air.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui réssortent tant du dessin que du ' texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un appareil suivant l'invention.
La figure 2 est une vue analogue à la figure 1, d'une autre forme de réalisation de l'invention.
Un exemple do la matière desséchante perfec- . tionnée qui a été utilisée avec succès eat le suivant
EMI6.1
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 90 <SEP> à <SEP> 97 <SEP> %
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> do <SEP> calcium <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> Bichromate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,10 <SEP> %
<tb>
<tb> Phosphate <SEP> trisodique <SEP> 0,10 <SEP> % <SEP>
<tb>
Un exemple particulier de la formule ci-dessus est le suivant
EMI6.2
<tb> Boulettes <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 1.200 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 5 <SEP> kg <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Bichromate <SEP> de <SEP> sodiun <SEP> 0,062 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Phosphate <SEP> trisodique <SEP> 0,
062 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> zinc
<tb>
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Un autre exemple particulier est le suivant t .
EMI7.1
<tb> Sucre <SEP> (C6H12O6) <SEP> 90 <SEP> à <SEP> 97 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> % <SEP>
<tb>
Le chlorure de sodium, le sucre ou une autre . matière soluble joue le rôle d'un support soluble cons-, tituant une boulette cohérente. Le chlorure de calcium transfère l'humidité de l'air au chlorure de sodium qui se dissout. Le phosphate trisodique est un émulsifiant alcalin des huiles, qui émulsionne les traces d'huile qui sont éventuellement entraînées dans le courant d'air et le liquide résultant s'égoutte dans la cuvette d'é- gouttage.
Le bichromate de sodium empêche la rouille des partiec métalliques du récipient et, de plus, il donne au produit une couleur agréable.
Les dimensions dos boulettes sont sans impor- tance ;1 toutefois, ces boulettes doivent avoir une dimension suffisante pour permettre à l'air de traverser librement la couche qu'elles forment.
On peut améliorer le degré de pénétration de la solution de matière hygroacopique dana le support solu- ble en chauffant tout d'abord la matière soluble à une température qui augmente la concentration de la solution.
On a constaté qu'une température de 82 C est satisfai- sante dans le cas du ohlorure de calcium.
Le tableau A ci-dessous est une liste d'exemples de boulettes cohérentes formant des supports solubles et le tableau B est une liste d'exemples de matières hygros- copiques qui peuvent être utilisées pour imprégner l'une des matières solubles du tableau A.
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TABLEAU A
EMI8.1
<tb> Sucre <SEP> (C12H22O11)
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> (NaCl)
<tb>
<tb> Chlorure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> (XC1)
<tb>
<tb>
<tb> Nitrate <SEP> do <SEP> potassium <SEP> (KHO3)
<tb>
<tb> Nitrate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> (NaNO3)
<tb>
<tb> Acide <SEP> tartrique <SEP> (C4H6O5)
<tb>
TABLEAU B CaCl2
Glycérine
Chromate de sodium (NaCrC)
Lorsqu'on utilise le NaCrO4, qui est un agent anti-rouille, on bénéficie d'un avantage supplémentaire.
La figure 1 du dessin représente un déshydrateur 10 formé par un récipient présentant un orifice de rom- plissage 11 muni d'un couvercle pour le rechargement des boulettes 16. Le niveau de l'eau extraite de l'air est représenté en 1. Cette eau peut être évacuée de temps en temps par un robinet 24. Une cloison 30 divise le récipient 10 en une cuvette d'égouttage 17 et une partie . supérieure qui reçoit les boulettes 16. La cloison 30 se termine d'un coté par une partie poreuse 15 formée d'un grillage à larges mailles. Les boulettes 16 sont plaoéee sur la cloioon 30.
Un conduit d'entrée 18 permet à l'air de péné- trer dans la récipient 12. On peut monter le récipient 10 dans une conduite d'air en connectant une arrivée d'air au conduit d'entrée 18 et une conduite de départ au conduit 20 de façon a permettre à l'air de pénétrer
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dans le récipient 12 par le conduit 18, de traverser de bas en haut la couche de boulettes 16 de façon sensi- blement uniforme, pour aboutir au conduit 20. Le conduit 20 peut être connecté à un tuyau flexible.
La cloison 30 a la forme d'un tronc de cône dont la basu est fixée, par sa périphérie extérieure, à la périphérie intérieure du récipient 10. Les ouvertures de la cloison 30 ont de préférence une dimension transver- sale de l'ordre de 6 mm et le fil formant le grillage de la cloison 30 est un fil métallique d'environ 3 mm de diamètre. Les boulettes de matière desséchante repo- sent sur la cloison 30 en forme do tronc de cône dont le côté est incliné suivant la pente du talus naturel d'éboulement do la matière, comme représenté sur la figure 1.
Etant donné que les boulettes se dissolvent depuis le centre du fond vers l'extérieur, les boulettes 16 situées à la périphérie du tas conique, ont de plus grandes dimensions. L'air pénétrant par le conduit d'en- trée 18 traverse le cône d'une façon sensiblement uni- forme sur toute la section de ce dernier. C'est-dire qu'une partie de l'air passe de bas en heut en traver- sant le centre, comme indiqué par les flèches, et le reste de l'air passe à travers les bords adjacents à la base. Lorsque la matière se dissout, la solution s'ac- cumule dans la cuvette d'égouttage et on peut ajouter do la matiére desséchante fraîche par le haut.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, le déshydrateur 112 comprend un récipient 110, un conduit d'entrée 132 et un conduit de sortie 120.
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Le conduit d'entrée 12 est courbé de façon quo l'air prenne un mouvement turbulent dirigé vers le bas et, ainsi, se empare de 'eau éventuellement entraînée. La cloison 130 eot conotituée par une paroi pleine, peroée en oon centre, dont la périphérie extérieure est fixée à la face intérieure du récipient 110 en 121. La cloison
115 est également une paroi pleine, comprenant une partie centrale non perforée, qui est fixée à la périphérie in- térieure du récipient 110 on des points espacés, de façon que l'air puisse passer autour d'elle, comme représenté par les flèches. La cloison 118 est analogue à la cloison
130.
Lorsque les boulettes de matière desséchante
116 tombent par l'orifice 111, et se déposent sur la face supérieure de la cloison 116, elles forment un tas conique et une partie de ces boulettes tombent par l'ou- verture centrale de la cloison 118 et se déposent sur la partie centrale de la cloison 115 comme représenté.
Comme les boulettes de grandes dimensions et non dissou- tes de la matière 116 tendent naturellement à se placer près du bord périphérique extérieur do la cloison 118, l'air traverse la matière d'une façon sensiblement uniforme, comme indiqué par les flèches et comme le sel est hygros'' copique, il absorbe l'humidité de l'air et l'humidité ainsi absorbée forme una solution qui s'égoutte pour s'aocumuler en 114 dans la cuvette d'égouttage 117. Une tubulure de vidange approprièe 124 peut être prévue pour vider la cuvette 117 de temps à autre.
Il va de soi que l'on peut apporter dos modifi- cations aux modes de réalisation qui ont été décrits, notamment par substitution de moyens techniqueo équiva- lents. sans sortir pour cela du cudre de la présente invention.,