FR2862129A1 - PROCESS FOR DRYING STORED BULK MATERIALS AND A DRYING PLANT THEREFOR - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de séchage de matériaux stockés en vrac en particulier de granulés de matières plastiques au moyen d'un air chaud et sec.Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler de l'air comprimé à travers des premiers moyens de filtration puis au travers de seconds moyens de filtration membranaire, à détendre l'air sec issu des seconds moyens de filtration et à chauffer l'air.The invention relates to a method for drying bulk stored materials, in particular plastic granules by means of hot, dry air, characterized in that it comprises circulating compressed air through it. first filtration means then through second membrane filtration means, to expand the dry air coming from the second filtration means and to heat the air.
Description
Procédé de séchage de matériaux stockés en vrac ainsi qu'une installationMethod of drying materials stored in bulk and an installation
de séchage de tels matériaux.drying of such materials.
L'invention concerne un procédé de séchage de matériaux stockés en vrac, en particulier de granulés de matières plastiques ainsi qu'une installation de séchage par production d'air chaud et sec. The invention relates to a method for drying materials stored in bulk, in particular granules of plastics and a drying plant by producing hot and dry air.
Avant l'admission de granulés thermoplastiques dans une presse d'injection, il est io nécessaire de sécher lesdits granulés. On utilise généralement à cet effet de l'air chaud et sec, produit par des installations de séchage de l'air. Before admitting thermoplastic granules into an injection press, it is necessary to dry said granules. Hot, dry air produced by air drying plants is generally used for this purpose.
Les technologies de séchage de l'air peuvent être regroupées en plusieurs catégories. Ainsi, le séchage frigorifique consiste à faire passer l'air dans des ls chicanes réfrigérées pour condenser la vapeur d'eau. Une telle installation nécessite une maintenance assez lourde, d'une part sur les chicanes devant être purgées régulièrement, et d'autre part sur le groupe froid lui-même. Le séchage par adsorption consiste à faire circuler l'air à travers un matériau poreux et dessicant tel que du gel de silice, de l'alumine activée, du chlorure de calcium, sous forme de granules. De tels matériaux disposent d'une capacité d'adsorption limitée et doivent être régénérés régulièrement de manière à préserver leurs caractéristiques d'adsorption. En effet, un matériau adsorbant, au fur et à mesure qu'il débarrasse l'air qui le traverse de son humidité, se charge lui-même en eau jusqu'à en être saturé et ne plus pouvoir assurer sa fonction d'adsorption. Pour régénérer ce matériau par extraction de l'eau qu'il contient, on le soumet à un séchage, par exemple par soufflage d'un flux d'air chaud. Air drying technologies can be grouped into several categories. Thus, the refrigerating drying consists of passing the air through chilled baffles to condense the water vapor. Such an installation requires a fairly heavy maintenance, on the one hand on the baffles to be purged regularly, and on the other hand on the cold unit itself. Adsorption drying involves circulating the air through a porous and desiccant material such as silica gel, activated alumina, calcium chloride in the form of granules. Such materials have a limited adsorption capacity and must be regenerated regularly in order to preserve their adsorption characteristics. In fact, an adsorbent material, as it rids the air passing through its moisture, itself loads water to be saturated and can no longer ensure its adsorption function. To regenerate this material by extracting the water it contains, it is subjected to drying, for example by blowing a flow of hot air.
Par conséquent, un séchage par adsorption implique un surdimensionnement des éléments adsorbants de manière qu'une partie puisse agir pendant que l'autre est en régénération, ce qui implique également un séquencement de fonctionnement, le surdimensionnement des éléments dédiés au chauffage et de ceux dédiés à la création et à la gestion des flux d'air, ce qui complique la structure de l'installation. Therefore, adsorption drying involves oversizing of the adsorbent elements so that one part can act while the other is in regeneration, which also implies a sequencing of operation, the oversizing of the elements dedicated to the heating and those dedicated. the creation and management of air flows, which complicates the structure of the installation.
2 2862129 On utilise également en tant que sécheur de l'air des tamis moléculaires consistant à utiliser des aluminosilicates cristallisés en fibres creuses ou en granules qui possèdent une structure poreuse au niveau moléculaire. Ces sécheurs fonctionnent par perméation, laissant diffuser les molécules d'air mais pas la vapeur d'eau et disposent d'une capacité d'adsorption plus élevée que les dessicants traditionnels. Cependant, il est nécessaire de procéder à leur régénération de manière régulière et ils fonctionnent sous des conditions proches de celles des sécheurs à adsorption ci-dessus mentionnés. Also used as air dryer are molecular sieves consisting of crystallized aluminosilicates of hollow fibers or granules which have a porous structure at the molecular level. These driers work by permeation, leaving the air molecules diffused but not the water vapor and have a higher adsorption capacity than traditional desiccants. However, it is necessary to carry out their regeneration regularly and they operate under conditions similar to those of the adsorption dryers mentioned above.
Ainsi, dans JP-A-04194586, on propose un appareil de séchage de granulés plastiques comprenant une unité de déshumidification sur membrane et un four ou trémie de séchage des granulés. L'air circule en boucle fermée depuis la trémie où il se charge en humidité et le dispositif de séchage où il balaye la surface externe d'un faisceau de fibres creuses. Une unité de ventilation et une unité de chauffage complètent ce circuit, ainsi qu'une admission d'air neuf. L'intérieur des fibres creuses est mis en dépression via une pompe, pour établir un gradient de pression dans la membrane et pour évaporer la vapeur d'eau ayant diffusé. Thus, in JP-A-04194586, there is provided a device for drying plastic granules comprising a membrane dehumidification unit and a drying oven or hopper granules. The air circulates in a closed loop from the hopper where it is charged with moisture and the drying device where it sweeps the outer surface of a bundle of hollow fibers. A ventilation unit and a heating unit complete this circuit, as well as an intake of fresh air. The interior of the hollow fibers is depressurized via a pump, to establish a pressure gradient in the membrane and to evaporate the diffused water vapor.
On connaît également le séchage sur membrane qui consiste à laisser diffuser la vapeur d'eau en établissant un gradient de concentration entre l'intérieur et l'extérieur d'une fibre. Le faisceau est parcouru par un courant d'air à pression élevée et une fraction de l'air asséché sortant est utilisée pour balayer la paroi extérieure des fibres et établir le gradient. De tels dispositifs de séchage fonctionnent sous une pression élevée et servent généralement au séchage d'air comprimé destiné à l'alimentation d'installations fonctionnant sous air comprimé. Membrane drying is also known which consists in allowing water vapor to diffuse by establishing a concentration gradient between the inside and the outside of a fiber. The beam is traversed by a stream of high pressure air and a fraction of the outgoing dry air is used to scan the outer wall of the fibers and establish the gradient. Such drying devices operate under high pressure and are generally used for drying compressed air for supplying installations operating under compressed air.
On connaît également un procédé de stockage et de transport de granulés, par un air d'alimentation ayant une humidité réduite par passage sur une membrane échangeuse d'ions du type acide perfluoro-sulfonique. Une trémie est intégrée dans une boucle de circulation d'air comprenant un ventilateur et une unité de chauffage entre lesquels est connecté une canalisation d'admission d'un air passé préalablement dans une unité de séchage à membrane. L'unité de séchage utilise un contre-flux prélevé sur l'air sec sortant de l'unité, pour former le gradient sur la membrane. Also known is a method of storing and transporting granules by supply air having a reduced humidity by passing through a perfluoro-sulfonic acid ion exchange membrane. A hopper is integrated in an air circulation loop comprising a fan and a heating unit between which is connected an intake duct of air previously passed through a membrane drying unit. The drying unit uses a counterflow taken from the dry air leaving the unit to form the gradient on the membrane.
Cependant, un tel procédé fonctionne en circuit fermé et ne permet pas une évacuation en mode continu des granulés de la trémie. However, such a method operates in a closed circuit and does not allow a continuous evacuation of the granules of the hopper.
La présente invention a pour objet un procédé de séchage de matériaux stockés en vrac en particulier de granulés de matières plastiques au moyen d'un air chaud io et sec caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler de l'air comprimé à travers des premiers moyens de filtration suivis de seconds moyens de filtration membranaire, à détendre l'air sec issu desdits seconds moyens de filtration membranaire et à chauffer l'air. The subject of the present invention is a process for drying materials stored in bulk, in particular granules of plastics, by means of hot and dry air, characterized in that it consists in circulating compressed air through first filtration means followed by second membrane filtration means, to relax the dry air from said second membrane filtration means and to heat the air.
Ainsi, de manière avantageuse, on utilise deux types de filtration, à savoir des premiers moyens de filtration qui agissent par rétention, ce qui permet d'éliminer d'abord tous les éléments contaminants puis des seconds moyens de filtration membranaire qui agissent par perméation, ce qui permet d'amener (ou maintenir) un point de rosée négatif constant. Thus, advantageously, two types of filtration are used, namely first filtering means which act by retention, which makes it possible first of all to eliminate all the contaminating elements and second means of membrane filtration which act by permeation, which allows to bring (or maintain) a constant negative dew point.
L'invention a également pour objet une installation de séchage par production d'air chaud et sec du type comprenant successivement depuis une entrée d'admission d'air sous pression, au moins des moyens de filtration, des moyens de séchage, des moyens de chauffage, les moyens de séchage étant constitués d'au moins un séparateur membranaire formé d'un faisceau de fibres creuses sous forme de cartouche, les fibres de ce faisceau étant parcourues intérieurement par un courant d'air à pression élevée à sécher, une fraction de l'air asséché sortant circulant à contre- courant pour balayer la paroi extérieure des fibres et établir un gradient de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de chaque fibre à travers laquelle la vapeur d'eau diffuse, caractérisée en ce que l'installation comporte en amont du séparateur membranaire des moyens de filtration agissant par rétention des éléments contaminants de l'air qui les traverse et en aval du séparateur 4 2862129 membranaire de préférence, un détendeur d'air sous pression s'étendant de préférence en amont des moyens de chauffage. The invention also relates to a drying installation by producing hot and dry air of the type comprising successively from a pressurized air intake inlet, at least filtration means, drying means, means for heating, the drying means being constituted by at least one membrane separator formed of a bundle of hollow fibers in the form of a cartridge, the fibers of this bundle being traversed internally by a high pressure air stream to be dried, a fraction outgoing dry air circulating counter-current to sweep the outer wall of the fibers and establish a concentration gradient between the inside and the outside of each fiber through which the water vapor diffuses, characterized in that the plant comprises, upstream of the membrane separator, filtration means acting by retention of the contaminating elements of the air passing through them and downstream of the separator 4 286212 Preferably, the membrane comprises a membrane, a pressurized air expander preferably extending upstream of the heating means.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans 5 lequel la figure unique représente de manière schématique une installation selon l'invention. The invention will now be described in more detail with reference to the drawing in which the single figure schematically shows an installation according to the invention.
L'installation de séchage par production d'air chaud et sec selon l'invention comprend successivement depuis une entrée 1 d'admission d'air sous pression, io des moyens de filtration 2, des moyens de séchage 3 de l'air et des moyens de chauffage 4. The drying installation for producing hot and dry air according to the invention comprises successively from an inlet 1 for admission of air under pressure, filtration means 2, air drying means 3 and heating means 4.
Les moyens de séchage 3 sont constitués d'un séparateur membranaire formé d'un faisceau de fibres creuses sous forme de cartouche et les moyens de is filtration 2 sont placés en amont desdits moyens de séchage 3. Le séparateur membranaire est formé d'un faisceau de fibres creuses sous forme de cartouche, les fibres de ce faisceau étant parcourues intérieurement par un courant d'air à pression élevée à sécher, une fraction de l'air asséché sortant circulant à contre-courant pour balayer la paroi extérieure des fibres et établir un gradient de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de chaque fibre à travers laquelle la vapeur d'eau diffuse. De tels séparateurs peuvent être montés en parallèle pour s'adapter au débit à traiter. The drying means 3 consist of a membrane separator formed of a hollow fiber bundle in the form of a cartridge and the filtration means 2 are placed upstream of said drying means 3. The membrane separator is formed of a bundle hollow fibers in the form of a cartridge, the fibers of this bundle being traversed internally by a high-pressure air stream to be dried, a fraction of the outgoing dry air flowing against the current to sweep the outer wall of the fibers and establish a concentration gradient between the inside and the outside of each fiber through which the water vapor diffuses. Such separators can be connected in parallel to adapt to the flow rate to be treated.
Les moyens de filtration 2 sont constitués de deux filtres coalescents qui agissent par rétention. Ainsi, Le premier filtre présente une efficacité de rétention des particules et gouttelettes de 0,1 micron à 93% tandis que le second filtre présente une efficacité de rétention des particules et gouttelettes de 0,1 micron à 99,99 %. The filtration means 2 consist of two coalescing filters which act by retention. Thus, the first filter has a retention efficiency of particles and droplets of 0.1 micron to 93% while the second filter has a retention efficiency of particles and droplets of 0.1 micron to 99.99%.
De cette manière l'air qui servira à sécher les granulés plastiques est exempt 30 d'éléments contaminants tels que eaux, huile, particules. In this way, the air which will be used to dry the plastic granules is free of contaminants such as water, oil and particles.
Le séparateur membranaire qui constitue l'équivalent de moyens de filtration membranaire agit par perméation grâce au faisceau de fibres creuses qui est parcouru intérieurement par le courant d'air à pression élevée à sécher déjà filtré par les moyens de filtration et assure ainsi un séchage à l'air. The membrane separator, which constitutes the equivalent of membrane filtration means, acts by permeation thanks to the bundle of hollow fibers which is traversed internally by the high-pressure air stream to be dried, already filtered by the filtration means, and thus ensures drying at the air.
Cette filtration par perméation permet d'amener le point de rosée à -40 C constant. This permeation filtration makes it possible to bring the dew point to -40 C constant.
Une fraction de l'air asséché sortant des moyens de séchage 3 circule à contre- io courant pour balayer la paroi extérieure des fibres du séparateur membranaire et permet d'établir un gradient de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de chaque fibre à travers laquelle la vapeur d'eau diffuse. A fraction of the dried air leaving the drying means 3 circulates counter-current to scan the outer wall of the fibers of the membrane separator and establishes a concentration gradient between the inside and the outside of each fiber. through which the water vapor diffuses.
Le séparateur membranaire 3 est équipé en sortie d'un détendeur 5 de l'air sec 15 sous pression s'étendant, de préférence, en amont des moyens de chauffage 4. The membrane separator 3 is equipped at the outlet of a pressure regulator 5 with pressurized dry air extending preferably upstream of the heating means 4.
De préférence, en aval du détendeur 5 est prévu un dispositif de filtration supplémentaire pour atténuer les bruits. Preferably, downstream of the expander 5 is provided an additional filtration device for attenuating noise.
Les moyens de filtration 2, de séchage 3, de détente 5 et de chauffage 4 sont de préférence logés à l'intérieur d'un même boîtier 6 raccordable en entrée à une source d'air comprimé 1 et en sortie à une enceinte de stockage et/ou de distribution de des granulés plastiques à sécher telle qu'une trémie 7. The filtration means 2, drying 3, expansion 5 and heating 4 are preferably housed inside a same housing 6 connectable at the inlet to a source of compressed air 1 and output to a storage enclosure and / or dispensing plastic granules for drying such as a hopper 7.
Une telle installation permet, après un temps de fonctionnement suffisant pour sécher une partie de la matière continue dans la trémie 7, de vidanger en continu ou de manière cadencée la trémie sans nuire à l'action de séchage. Such an installation makes it possible, after an operating time sufficient to dry a part of the continuous material in the hopper 7, to empty continuously or in a clockwise manner the hopper without impairing the drying action.
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