Brevet FR2005910A1 — publié le 19691219

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la désorption de l'eau et du gaz carbonique des adsorbeurs à tamis moléculaires lors d'un manque de gaz de régénération. Il est connu que dans les installations de fractionnement de mélanges de gaz, on utilise des adsorbeurs à déversements de tamisage moléculaire pour éliminer le gaz carbonique et l'eau. Généralement, on met en oeuvre deux adsorbeurs pouvant être commutés dont l'un assume sa fonction d'épuration, tandis que l'autre est régénéré au moyen de gaz. Le gaz de régénération qui est disponible à partir de l'installation de fractionnement, ne suffit fré quemment pas pour chauffer ou pour refroidir le moyen d'adsorption. Dans ces cas, le gaz de régénération est conduit plusieurs fois en circuit à travers l'adsorbeur. Le procédé travaille d'une manière satisfaisante aussi longtemps que l'adsorbeur n'adsorbe que le gaz carbonique. Cependant, lorsque l'eau est également adsorbée, ce qui est généralement le cas, la dite eau est répartie sur tout l'adsorbeur par le gaz de régénération conduit en circuit. Toutefois, liteau adhère très fortement au tamis moléculaire. Même le faible pré-chargement en eau du tamis moléculaire et qui découle du chauffage au moyen de gaz de régénération humide, gêne extre mazent le pouvoir d'adsorption en ce qui concerne le gaz carbonique.Afin de compenser le pouvoir d'adsorption réduit en ce qui concerne le gaz carbonique, il faut que la dimension de l'adsorbeur soit supérieure à celle nécessaire en soi pour l'adsorption du gaz carbonique. Toutefois, pour chauffer la quantité du déversement de tamisage moléculaire, également accrue de ce-fait, il faut évidemment prévoir une quantité accrue de gaz de régénération ce qui, du fait qu'il existe de toute façon un-manque de gaz de régénération, est très défavorable. L'invention vise à procurer un procédé de désorption du type cité plus haut et dans lequel, malgré l'utilisation d'un circuit de gaz de régénération, il ne se produit pas une charge d'eau de tout le tamis moléculaire et, de ce fait, ni les dimensions de 1' adsorbeur ni la quatité de gaz de régénération ne doivent être accrues. L'invention propose un procédé pour la désorption de l'eau et du gaz carbonique des adsorbeurs à tamis moléculaire et dans lequel le gaz de régénération circule, à l'aide d'un circuit, plusieurs fois à travers l'adsorbeur. Conformément à l'invention, le déversement de tamisage moléculaire dans l'adsorbeur est divisé en deux déversements disposés l'un derrière l'autre, à savoir que l'un est destiné à l'adsorption du C02 et l'autre à l'adsorption du H20, en outre, le gaz de régénération, retourné plusieurs fois à l'aide du circuit, ne traverse que le déversement destiné à 1' adsorption du CO avant qu'il ne quitte l'adsorbeur par le déversement destiné à l'adsorption de H20.Le procédé conforme à l'invention est le plus favorable lorsque le gaz de régénération retourné est introduit dans l'espace libre situé entre les deux déversements. L'avantage de l'invention réside dans le fait que le gaz de régénération, retourné dans le circuit, n'entre absolument pas en contact avec l'eau adsorbée dans le premier déversement. Le déversement destiné à l'adsorption du gaz carbonique conserve donc tout son pouvoir d'adsorption, les dimensions de l'adsorbeur et les quan tités de gaz de régénération peuvent entre réduites au minimum et les frais pour l'énergie peuvent également être réduits. Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif est représentée au dessin annexé, dans lequel La fig. 1 est un schéma du procédé pour un seul adsorbeur. La fig. 2 est un schéma du procédé d'une installation à deux adsorbeurs pouvant être commutés. Les détails du procédé seront expliqués à l'appui de la fig. 1. Cette figure représente un adsorbeur qui, lorsqu'il est chargé, est traversé du bas en haut. Le gaz de régénération frais pénètre, par le conduit 1, dans l'installation, il se mélange dans le conduit 10 au gaz de régénération retourné et il est comprimé dans la soufflerie 2 afin de pouvoir vaincre la résistance se produisant dans l'adsorbeur 8. Avantageusement on utilise une soufflerie qui peut travailler dans un intervalle de température de 0 à 3000C. De ce fait il est possible d'économis#er l'énergie pour le chauffage et un refroidisseur situé devant la soufflerie. Le gaz de régénération comprimé pénètre ensuite dans une combinaison réchauffeur/ refroidisseur dans laquelle il peut, au choix, être réchauffé dans le réchauffeur 3a ou refroidi dans le refroidisseur 3b. A l'intérieur de l'adsorbeur 8 sont prévus deux déversements de tamisage moléculaire. Le déversement de tamisage moléculaire inférieur 6 qui est placé sur la grille 6a est destiné à l1adsorp- tion de l'eau. Le déversement de tamisage moléculaire supérieur 7 qui est placé sur la grille 7a, sert à l'adsorption du gaz carbonique. Entre les deux déversements subsiste un espace libre 5. Le gaz de régénération, venant de la combinaison réchauffeur/ refroidisseur 3, pénètre par une tubulure d'amenée 4 dans l'espace libre 5 et est divisé à cet endroit. Une petite quantité partielle qui correspond à la quantité de gaz de régénération frais, amenée à l'installation par le conduit 1, traverse le tamis moléculaire 6, elle désorbe ce dernier de l'eau et quitte l'adsorbeur par le conduit 9. La quantité partielle la plus importante est retournée. Cette quantité traverse le déversement de tamisage moléculaire 7, elle désorbe ce dernier du gaz carbonique et quitte l'adsorbeur par le conduit 10. Après sa réunion au gaz de régénération frais dans le conduit 1, ce gaz est à nouveau comprimé dans la soufflerie 2. Plusieurs variantes de l'exemple de mise en oeuvre décrit cidessus sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il n' est évidemment pas nécessaire, bien que très avantageux, que le gaz de régénération retourné soit introduit entre les déversements de tamisage moléculaires 6 et 7. Ce gaz peut également être évacué de ce point et il peut pénétrer du haut, par le conduit 10, dans ltadsorbeur. Le déversement de tamisage moléculaire 6 pour l'ad sorption de peut peut également être prévu au-dessus du déversement de tamisage moléculaire 7 pour l'adsorption de C02 dans l'adsorbeur. Chaque déversement peut recevoir son propre circuit et-, dans ce cas, on prévoyant des tôles de séparation dans l'espace libre 5, il faut veiller que les deux circuits ne puissent pas# se mélanger. Enfin, à la place d'un récipient à deux déversements, il est possible d'utiliser, avec un nombre identique de soupapes, deux récipients contenant chacun un déversement, chacun des déversements n'adsorbant qu'un des composants. L'essentiel réside dans le fait que le gaz de régénération, destiné à la partie CO2, n'entre pas en contact avec la partie H20 avant de quitter le circuit. La fig. 2 représente la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut pour deux adsorbeurs pouvant être commutés. Pour les mêmes pièces de l'installation on a utilisé les mêmes repères qu a la fig. 1. Le procédé se déroule de manière identique à celui décrit à l'appui de la fig. 1, de manière qu'une description détaillée soit superflue. La commutation des adsorbeurs, pouvant être commutés périodiquement à l'aide des soupapes 14, est connue. Le gaz de régénération usé est soutiré par le conduit 11, le gaz brut à épurer circule par le conduit 12 vers les adsorbeurs. Au moyen du conduit 13, le gaz épuré passe des adsorbeurs, par exemple, dans une installation de fractionnement. R E V E N D I C A T f O N S 1.- Procédé pour la désorption de l'eau et-du gaz carbonique des adsorbeurs munis d'un tamis moléculaire et au cours duquel le gaz de régénération traverse plusieurs fois l'adsorbeur à l'aide d'un circuit, caractérisé en ce que le derarsement de tamisage moléculaire se trouvant dans l'adsorbeur est divisé en deux déversements disposés l'un derrière l'autre dont#l'un Sert à l'adsorption du C02 et l'autre à l'adsorption de H20, en outre, le gaz de régénération plusieurs fois retourné à l'aide du circuit, ne traverse que le déversement destiné à l'adsorption du C02 avant de quitter l'adsorbeur à travers le déversement destiné à l'adsorption de H2O. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ceque le déversement destiné à l'adsorption de fl2-0 est également associé à un circuit propre du gaz de régénération, des dispositifs de séparation, prévus dans l'adsorbeur, permettant que les deux circuits ne se mélangent pas. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de régénération plusieurs fois retourné a l'aide du circuit, est introduit dans l'espace libre subsistant entre les deux déversements. 4.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle est constitubte par un boîtier d'adsorbeur dans lequel, sur#le fond, est prévue une première grille portant le premier déversement de tanisage niolécu- laire qui, après un espace intermédiaire libres est suivie par une deuxième grille portant le deuxième déversement de tamisage moléculaire, en outre, l'installation est munie, sous le fond, d'un conduit d'évacuation pour le gaz de régénération usé, d'un conduit d'évacuation pour le gaz de régénération retourné et situé dans le fond supérieur, ainsi que d'une tubulure d'amenée pour le gaz de régénération retourné et prévue dans espace intermédiaire libre, le conduit d'évacuation pour le gaz de régénération retourné ainsi que le conduit d'amenée pour le gaz de régénération frais s'éten- dant en commun vers une soufflerie et-étant relié par une combinai son de réchauffeur/refroidisseur à la tubulure d'amenée.