Brevet FR2862129A1 — publié le 20050513

Procédé de séchage de matériaux stockés en vrac ainsi qu'une installation de séchage de tels matériaux. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Cependant, un tel procédé fonctionne en circuit fermé et ne permet pas une évacuation en mode continu des granulés de la trémie. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 %. De cette manière l'air qui servira à sécher les granulés plastiques est exempt 30 d'éléments contaminants tels que eaux, huile, particules. 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. Cette filtration par perméation permet d'amener le point de rosée à -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. 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. De préférence, en aval du détendeur 5 est prévu un dispositif de filtration supplémentaire pour atténuer les bruits. 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. 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. REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage de matériaux stockés en vrac en particulier de granulés de matières plastiques au moyen d'un air chaud et sec, 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. io 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de filtration agissent en rétention sur les éléments contaminant de l'air qui les traverse. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, 15 caractérisé en ce que les seconds moyens de filtration membranaire agissent par perméation pour amener le point de rosée négatif constant. 4. 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 membranaire, un détendeur de l'air sous pression, s'étendant de préférence en amont des moyens de chauffage. 7 2862129 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'en aval du détendeur est prévu un dispositif de filtration pour atténuer les bruits. s 6. Installation selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens de filtration, de séchage et de chauffage sont logés à l'intérieur d'un même boîtier raccordable en entrée à une source d'air comprimé et en sortie à une enceinte de stockage et/ou de distribution de produits à sécher. io 7. Installation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de filtration sont constitués de deux filtres coalesceurs.