FR2790483A1 - Drying of compressed air especially for metallurgical application in a metallurgical process for the production of iron, steel, pig iron or ferro-alloys involves adsorption of water vapor on adsorber, e.g. activated alumina - Google Patents
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Abstract
Description
Le but de la présente invention est de proposer un procédé métallurgiqueThe aim of the present invention is to provide a metallurgical process
amélioré et une installation métallurgique pour mettre en oeuvre le procédé métallurgique de l'invention, en particulier pour produire improved and a metallurgical installation for carrying out the metallurgical process of the invention, in particular for producing
o10 du fer, de l'acier, de la fonte ou un ferroalliage. o10 iron, steel, cast iron or a ferroalloy.
De manière connue, un procédé métallurgique permet de produire ou travailler un métal à partir de minerai, par exemple pour produire du fer à In a known manner, a metallurgical process makes it possible to produce or work a metal from ore, for example to produce iron at
partir de minerai de fer.from iron ore.
Dans le cadre du procédé métallurgique, il est nécessaire d'alimenter un haut fourneau, dans lequel le minerai est traité, avec de l'air, de préférence de l'air chauffé par échange thermique avec les gaz As part of the metallurgical process, it is necessary to supply a blast furnace, in which the ore is treated, with air, preferably air heated by heat exchange with the gases.
d'échappement et les fumées sortant du haut fourneau. exhaust and fumes coming out of the blast furnace.
Ces gaz d'échappement sont généralement récupérés et partiellement nettoyés, puis brûlés dans des échangeurs thermiques, le plus souvent des récupérateurs o l'air est chauffé par échange thermique; les gaz- déchets issus de cette combustion étant ensuite habituellement rejetés These exhaust gases are generally recovered and partially cleaned, then burned in heat exchangers, most often recuperators o the air is heated by heat exchange; the gas-waste resulting from this combustion then usually being rejected
à l'atmosphère.to the atmosphere.
Or, il a été constaté, en pratique, que les performances d'un même procédé métallurgique mis en oeuvre par une même installation métallurgique n'étaient pas constantes et dépendaient notamment du site o est installée l'installation métallurgique, c'est-à-dire principalement le haut fourneau, ou encore des conditions climatiques, en particulier du niveau However, it has been observed, in practice, that the performances of the same metallurgical process implemented by the same metallurgical installation were not constant and depended in particular on the site where the metallurgical installation is installed, that is to say - say mainly the blast furnace, or climatic conditions, in particular the level
hygrométrique de l'air ambiant, sur le site de production du métal. hygrometric of the ambient air, on the metal production site.
Dès lors, le but de la présente invention est d'améliorer les procédés métallurgiques existants en proposant un procédé métallurgique amélioré Therefore, the aim of the present invention is to improve the existing metallurgical processes by proposing an improved metallurgical process.
notamment moins sensible aux variations climatiques ou de localisation. in particular less sensitive to climatic or location variations.
La présente invention concerne alors un procédé métallurgique dans lequel de l'air est comprimé, le plus souvent chauffé par échange thermique, puis introduit dans au moins une enceinte de traitement ou de fabrication d'au moins un métal ou un alliage métallique o règne une température d'au moins 150 C, classiquement de plus de 600 C, caractérisé en ce que, préalablement à l'introduction de l'air dans ladite enceinte de traitement, I'air comprimé est soumis à au moins une étape d'élimination d'au moins une The present invention therefore relates to a metallurgical process in which air is compressed, most often heated by heat exchange, then introduced into at least one chamber for processing or manufacturing at least one metal or a metal alloy where there is a temperature of at least 150 ° C., conventionally over 600 ° C., characterized in that, prior to the introduction of air into said treatment chamber, the compressed air is subjected to at least one step of eliminating 'at least one
partie des impuretés de type vapeur d'eau qu'il contient. part of the water vapor type impurities it contains.
o10 De préférence, ladite élimination de la vapeur d'eau est effectuée par adsorption à une température d'au moins 50 C, de préférence d'au moins o10 Preferably, said removal of the water vapor is carried out by adsorption at a temperature of at least 50 ° C., preferably at least
+80 C.+80 C.
En effet, les inventeurs de la présente invention ont mis en évidence que la teneur en vapeur d'eau de l'air introduit dans le haut fourneau influe Indeed, the inventors of the present invention have demonstrated that the water vapor content of the air introduced into the blast furnace influences
de manière négative sur les performances du procédé. negatively on the performance of the process.
Plus précisément, plus la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air injecté dans le haut fourneau est élevée, moins la combustion se déroulant à More precisely, the higher the quantity of water vapor contained in the air injected into the blast furnace, the less combustion taking place at
l'intérieur du haut fourneau est efficace. the interior of the blast furnace is efficient.
De là, en éliminant, conformément à l'invention, tout ou partie de la vapeur d'eau contenue dans l'air, on augmente les performances From there, by eliminating, in accordance with the invention, all or part of the water vapor contained in the air, the performance is increased.
économiques du procédé métallurgique. economics of the metallurgical process.
Plus précisément, plus la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air injecté dans le haut fourneau est élevée, moins le rendement thermique More precisely, the greater the quantity of water vapor contained in the air injected into the blast furnace, the lower the thermal efficiency.
de la combustion se déroulant dans celui-ci est important. of the combustion taking place in it is important.
Ceci se traduit alors notamment par des températures de flamme du haut fourneau d'autant plus basses que la quantité de vapeur d'eau dans This then results in particular in the flame temperatures of the blast furnace that are all the lower as the quantity of water vapor in
l'air injecté est élevée, toutes conditions étant égales par ailleurs. the injected air is high, all conditions being equal.
De là, en éliminant toute ou partie de la vapeur d'eau contenue dans l'air conformément à la présente invention, on accroît de manière notable les Hence, by eliminating all or part of the water vapor contained in the air in accordance with the present invention, the
3 o performances économiques du procédé. 3 o economic performance of the process.
La diminution de la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air injecté permet, notamment, de diminuer la quantité d'oxygène introduite dans le haut fourneau pour maintenir la température de flamme à un niveau efficace et satisfaisant et/ou permet aussi de diminuer la proportion de fuel et, plus particulièrement, de coke nécessaire à la production d'une quantité The reduction in the quantity of water vapor contained in the injected air makes it possible, in particular, to reduce the quantity of oxygen introduced into the blast furnace in order to maintain the flame temperature at an effective and satisfactory level and / or also makes it possible to reduce the proportion of fuel oil and, more particularly, of coke necessary for the production of a quantity
donnée de métal, par exemple une tonne de métal. given of metal, for example a ton of metal.
Selon le cas, le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - on élimine au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans 1o I'air comprimé par adsorption d'au moins une partie de la vapeur d'eau sur Depending on the case, the method according to the invention may include one or more of the following characteristics: - at least part of the water vapor contained in the compressed air is removed by adsorption of at least part of water vapor on
des particules d'au moins un adsorbant. particles of at least one adsorbent.
- I'air est comprimé à au moins 1.5 105 Pa, de préférence à une - the air is compressed to at least 1.5 105 Pa, preferably to a
pression de 2.105 Pa à 5.105 Pa.pressure from 2.105 Pa to 5.105 Pa.
- l'air introduit dans le récipient de traitement est à une température d'au moins +50 C, de préférence d'au moins +80 C, de préférence de + 110 C à +220 C. L'air est porté à ces températures par compression, et éventuellement réchauffage subséquent, ladite compression étant réalisée - the air introduced into the treatment vessel is at a temperature of at least +50 C, preferably at least +80 C, preferably from + 110 C to +220 C. The air is brought to these temperatures by compression, and possibly subsequent heating, said compression being carried out
dans des conditions proches de l'adiabatique. under conditions close to adiabatic.
- I'élimination d'au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans lI'air par adsorption sur un adsorbant choisi parmi les zéolites, les alumines, les gels de silice, de préférence une alumine, telle une alumine activée, - the elimination of at least part of the water vapor contained in the air by adsorption on an adsorbent chosen from zeolites, aluminas, silica gels, preferably an alumina, such as activated alumina,
imprégnée et/ou dopée.impregnated and / or doped.
- l'air non purifié contient de 5 g à 40 g de vapeur d'eau par Nm3, de - unpurified air contains 5 g to 40 g of water vapor per Nm3,
préférence de 10 à 25 g/Nm3.preferably from 10 to 25 g / Nm3.
- I'air purifié contient moins de 0.1 g/Nm3 de vapeur d'eau, de préférence moins de 0.080 g/Nm3 de vapeur d'eau, de préférence encore - the purified air contains less than 0.1 g / Nm3 of water vapor, preferably less than 0.080 g / Nm3 of water vapor, more preferably
moins de 0.008 g/Nm3 de vapeur d'eau. less than 0.008 g / Nm3 of water vapor.
- I'enceinte de traitement est un haut fourneau. - the treatment enclosure is a blast furnace.
- le métal est choisi parmi la fonte, I'acier, le fer et les ferroalliages. - the metal is chosen from cast iron, steel, iron and ferroalloys.
- l'élimination d'au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans - the elimination of at least part of the water vapor contained in
l'air par adsorption par procédé TSA ou PSA. air by adsorption by TSA or PSA process.
De manière connue en soi, I'adsorbant subit cycliquement une régénération par chauffage à une température de régénération comprise In a manner known per se, the adsorbent cyclically undergoes regeneration by heating to a regeneration temperature of between
entre 150 C et 400 C, de préférence de 200 à 350 C. between 150 C and 400 C, preferably 200 to 350 C.
Le chauffage de régénération est effectuée par balayage des particules d'adsorbant avec un gaz à la température de régénération souhaitée, de préférence un gaz choisi parmi l'azote ou un mélange d'azote The regeneration heating is carried out by sweeping the adsorbent particles with a gas at the desired regeneration temperature, preferably a gas chosen from nitrogen or a mixture of nitrogen.
et d'oxygène.and oxygen.
Par ailleurs, I'invention concerne également une installation io métallurgique comprenant, en série, des moyens de compression d'air, au moins un récipient d'adsorption, de préférence au moins deux récipients d'adsorption fonctionnant en parallèle, et au moins un haut fourneau, ledit récipient d'adsorption étant relié, au moyen d'au moins une canalisation de gaz, audit haut fourneau, de manière à alimenter directement ledit haut Furthermore, the invention also relates to a metallurgical installation comprising, in series, means for compressing air, at least one adsorption vessel, preferably at least two adsorption vessels operating in parallel, and at least one. blast furnace, said adsorption vessel being connected, by means of at least one gas pipe, to said blast furnace, so as to directly supply said blast furnace
i5 fourneau avec de l'air provenant d'au moins un récipient d'adsorption. i5 furnace with air from at least one adsorption vessel.
Dit autrement, I'installation métallurgique comprend, en série, des moyens de compression d'air, un ou plusieurs récipients d'adsorption, de préférence au moins deux récipients d'adsorption fonctionnant en parallèle, éventuellement des moyens de chauffage du flux d'air, ces différentes parties de l'installation étant reliées entre elles et audit haut fourneau par le biais d'une ou plusieurs canalisations de gaz, de manière à alimenter directement le haut fourneau avec de l'air issu de la zone de traitement d'air In other words, the metallurgical installation comprises, in series, means for compressing air, one or more adsorption vessels, preferably at least two adsorption vessels operating in parallel, optionally means for heating the flow of air. air, these different parts of the installation being connected to each other and to said blast furnace by means of one or more gas pipes, so as to directly supply the blast furnace with air coming from the treatment zone of air
(compression, adsorption, chauffage....). (compression, adsorption, heating ....).
De préférence, ladite canalisation de gaz est reliée à la partie Preferably, said gas line is connected to the part
inférieure dudit haut fourneau.lower of said blast furnace.
De préférence, les moyens de compression d'air sont choisis parmi Preferably, the air compression means are chosen from
les compresseurs de gaz.gas compressors.
En outre, l'invention a aussi trait à l'utilisation d'une installation selon l'invention pour la mise en oeuvre d'un procédé de production de fer, d'acier, In addition, the invention also relates to the use of an installation according to the invention for the implementation of a process for the production of iron, steel,
3 o de fonte ou d'un ferroalliage.3 o of cast iron or a ferroalloy.
L'invention va maintenant être mieux comprise à l'aide de figures The invention will now be better understood with the help of figures
annexées et de l'exemple suivant, donnés à titre illustratif mais non limitatif. appended and the following example, given by way of illustration but not limitation.
La Figure 1 schématise une installation métallurgique comprenant, en série, des moyens de compression 10 d'air, deux récipients 9a et 9b d'adsorption fonctionnant en parallèle, c'est-à-dire en alternance, un Figure 1 shows schematically a metallurgical installation comprising, in series, air compression means 10, two adsorption receptacles 9a and 9b operating in parallel, that is to say alternately, a
dispositif 6 de chauffage de l'air et un haut fourneau 1. air heater 6 and a blast furnace 1.
Le haut fourneau 1 est un réacteur 2 métallurgique dans lequel un minerai métallique est transformé en métal ou alliage métallique liquide sous io l'action combinée de fuel et de "vent", principalement de l'air, introduit dans The blast furnace 1 is a metallurgical reactor 2 in which a metal ore is transformed into a metal or liquid metal alloy under the combined action of fuel oil and "wind", mainly air, introduced into the blast furnace.
ledit réacteur ou four.said reactor or furnace.
Classiquement, dans un haut fourneau 1 à fonte, tel que schématisé sur la figure 1, des couches alternatives de coke et de minerai de fer, parfois mélangés à des fondants, sont introduites par la partie supérieure ou partie Conventionally, in a cast iron blast furnace 1, as shown diagrammatically in FIG. 1, alternating layers of coke and iron ore, sometimes mixed with fluxes, are introduced through the upper part or part.
haute du haut fourneau appelée gueulard 5. top of the blast furnace called gueulard 5.
Un "vent", le plus souvent formé d'air comprimé à au moins 1.5.105 Pa, habituellement enrichi en oxygène et chauffé à des températures allant de 500 C à 1350 C environ, est injecté dans la partie inférieure 3' du haut fourneau 1 par le biais d'orifices répartis le long de la circonférence du A "wind", most often formed of air compressed to at least 1.5.105 Pa, usually enriched with oxygen and heated to temperatures ranging from 500 C to 1350 C approximately, is injected into the lower part 3 'of the blast furnace 1 through holes distributed along the circumference of the
2 o réacteur, lesquels orifices sont appelés tuyères 4. 2 o reactor, which orifices are called nozzles 4.
Sous l'action de ce vent chaud, le coke brûle et produit un gaz Under the action of this hot wind, the coke burns and produces a gas
réducteur à une température avoisinant les 2000 C. reducing agent at a temperature of around 2000 C.
Parfois, un fuel auxiliaire, tel du gaz naturel, du charbon pulvérisé ou similaire, est introduit au niveau des tuyères 4 pour remplacer une partie du Sometimes an auxiliary fuel, such as natural gas, pulverized coal or the like, is introduced at the nozzles 4 to replace part of the fuel.
coke et ainsi diminuer les coûts de production du métal. coke and thus reduce the production costs of the metal.
Le gaz ainsi généré circule vers le haut du haut fourneau en The gas thus generated circulates towards the top of the blast furnace in
échangeant de la chaleur et en cédant de l'oxygène au minerai. exchanging heat and donating oxygen to the ore.
La charge, c'est-à-dire l'association minerai et coke, descend progressivement et verticalement dans le four, à contre-courant des gaz The charge, that is to say the combination of ore and coke, descends progressively and vertically in the furnace, against the current of the gases
3 o ascendants, tout en séchant et en se réchauffant dans le réacteur 2. 3 o ascending, while drying and heating in the reactor 2.
Le minerai est ensuite réduit par les gaz réducteurs et fondu grâce à la chaleur dégagée par la combustion au niveau des tuyères 4 et véhiculée The ore is then reduced by the reducing gases and melted thanks to the heat given off by the combustion at the level of the nozzles 4 and conveyed
par les gaz réducteurs.by reducing gases.
La fonte liquide et le laitier sont alors recueillis dans le creuset 15 puis coulés par les trous de coulée 3, alors que les gaz s'échappent, quant à The liquid iron and the slag are then collected in the crucible 15 and then poured through the tap holes 3, while the gases escape, as for
eux, par le gueulard 5.them, by the throat 5.
En fait, les récipients d'adsorption 9a et 9b, appelés adsorbeurs, sont reliés, via une canalisation 8 de gaz, audit haut fourneau 1, et un dispositif 7 de réchauffage de l'air, de manière à alimenter (en 4) le haut fourneau 1, via o une canalisation 6, avec de l'air purifié en ses impuretés vapeur d'eau dans les adsorbeurs 9a et 9b et réchauffé ensuite dans le dispositif 7 de réchauffage. Comme on le voit, la canalisation 8 amenant l'air séché et chaud est In fact, the adsorption vessels 9a and 9b, called adsorbers, are connected, via a gas pipe 8, to said blast furnace 1, and a device 7 for heating the air, so as to supply (at 4) the blast furnace 1, via a pipe 6, with air purified in its water vapor impurities in the adsorbers 9a and 9b and then reheated in the heating device 7. As can be seen, the pipe 8 supplying the hot and dried air is
reliée (en 4) à la partie inférieure 3 dudit haut fourneau 1. connected (at 4) to the lower part 3 of said blast furnace 1.
Le traitement de l'air dans les adsorbeurs 9a, 9b, avant son injection dans le haut fourneau 1, est effectué, selon le cas, par procédé TSA (Température Swing Adsorption) ou par procédé PSA (Pressure Swing Adsorption). Classiquement, un cycle de procédé TSA comporte les étapes 2 0 suivantes: The treatment of the air in the adsorbers 9a, 9b, before its injection into the blast furnace 1, is carried out, as the case may be, by the TSA (Temperature Swing Adsorption) process or by the PSA (Pressure Swing Adsorption) process. Conventionally, a TSA process cycle comprises the following steps:
a) purification de l'air par adsorption des impuretés à pression super- a) air purification by adsorption of impurities at super pressure
atmosphérique et à température ambiante, b) dépressurisation de l'adsorbeur jusqu'à la pression atmosphérique ou en-dessous de la pression atmosphérique, c) régénération complète de l'adsorbant à pression atmosphérique avec un gaz chaud, notamment par les gaz résiduaires ou gaz déchets, typiquement de l'azote impur provenant d'une unité de séparation d'air et réchauffé au moyen d'un ou plusieurs échangeurs thermiques, d) refroidissement de l'adsorbant, notamment en continuant à y introduire ledit gaz résiduaire issu de l'unité de séparation d'air, mais non réchauffé, e) repressurisation de I'adsorbeur avec de l'air purifié issu, par atmospheric and at ambient temperature, b) depressurization of the adsorber to atmospheric pressure or below atmospheric pressure, c) complete regeneration of the adsorbent at atmospheric pressure with a hot gas, in particular by the waste gases or waste gas, typically impure nitrogen coming from an air separation unit and reheated by means of one or more heat exchangers, d) cooling the adsorbent, in particular by continuing to introduce said waste gas therein from the air separation unit, but not reheated, e) repressurization of the adsorber with the resulting purified air, by
exemple, d'un autre adsorbeur se trouvant en phase de production. example, of another adsorber in the production phase.
Par ailleurs, un cycle de procédé PSA comporte, quant à lui, sensiblement les mêmes étapes a), b) et e), mais se distingue d'un procédé TSA par une absence de réchauffement du ou des gaz résiduaires lors de l'étape de régénération (étape c)), donc l'absence de l'étape d) et, en Furthermore, a PSA process cycle comprises, for its part, substantially the same steps a), b) and e), but differs from a TSA process by an absence of heating of the waste gas (s) during step regeneration (step c)), therefore the absence of step d) and, in
général, un temps de cycle plus court qu'en procédé TSA. generally, a shorter cycle time than in the TSA process.
Les deux adsorbeurs 9a, 9b fonctionnent en parallèle, c'est-à-dire de io manière alternée, I'un des adsorbeurs étant en phase de production, The two adsorbers 9a, 9b operate in parallel, that is to say alternately, one of the adsorbers being in the production phase,
pendant que l'autre est en phase de régénération. while the other is in the regeneration phase.
Les principes de fonctionnement des procédés ou cycles TSA ou PSA de purification d'air sont décrits, par exemple, dans le document Industrial Gases & Cryogenics Today, IOMA Broadcaster, Air Purification for cryogenic air separation units, Jan.-Feb. 1984, p. 15 et suivantes, auquel on peut se The operating principles of TSA or PSA air purification processes or cycles are described, for example, in Industrial Gases & Cryogenics Today, IOMA Broadcaster, Air Purification for cryogenic air separation units, Jan.-Feb. 1984, p. 15 and following, which can be
reporter pour plus de détail.defer for more detail.
Sur la Figure 1, on voit que les adsorbeurs 9a, 9b contiennent chacun In Figure 1, we see that the adsorbers 9a, 9b each contain
un lit d'adsorbant, de préférence une alumine. an adsorbent bed, preferably an alumina.
En effet, des essais réalisés ont permis de montrer que l'alumine permettait d'éliminer efficacement, de façon surprenante, la vapeur d'eau In fact, the tests carried out have shown that alumina makes it possible to remove efficiently, surprisingly, water vapor.
contenue dans l'air chauffé à plus de 100 C. contained in air heated to more than 100 C.
Les conditions et résultats de ces essais sont donnés dans l'exemple The conditions and results of these tests are given in the example
ci-après et représentés sur la figure 2. below and shown in Figure 2.
ExempleExample
Des essais visant à démontrer l'efficacité de l'élimination de la vapeur d'eau contenue dans un flux d'air chaud par adsorption de l'eau sur un adsorbant de type alumine ont été réalisés dans les conditions suivantes: - teneur en vapeur d'eau de l'air avant traitement: 5 g.Nm'3 - débit de purification: 1 Nm.h-' - pression d'adsorption: 5. 105 Pa - température de l'air: 120 C (essai 1), 160 C (essai 2) et C (essai 3) - temps de contact: env. 2 sec Tests aimed at demonstrating the effectiveness of the elimination of the water vapor contained in a hot air stream by adsorption of water on an adsorbent of the alumina type were carried out under the following conditions: - vapor content of air water before treatment: 5 g.Nm'3 - purification flow rate: 1 Nm.h- '- adsorption pressure: 5.15 Pa - air temperature: 120 C (test 1) , 160 C (test 2) and C (test 3) - contact time: approx. 2 sec
- adsorbant: alumine commercialisée par la Société Procatalyse. - adsorbent: alumina marketed by the Procatalyse Company.
Les résultats sont donnés dans les tableaux suivants o: - TR désigne le temps de rupture ou temps de percée, - THR désigne la teneur en humidité à la rupture, - CAR désigne capacité d'adsorption à la rupture, - TS désigne le temps à saturation, - THS désigne la teneur en humidité à la saturation, The results are given in the following tables: - TR denotes the breaking time or breakthrough time, - THR denotes the moisture content at break, - CAR denotes the adsorption capacity at break, - TS denotes the time at saturation, - THS denotes the moisture content at saturation,
- CAS désigne capacité d'adsorption à la saturation. - CAS denotes saturation adsorption capacity.
Essai 1: Air à une température de 120 C a/ Phase d'adsorption de la vapeur d'eau Essai TR THR CAR TS THS CAS n (min) ( C) (mg/g) (min) ( C) (mg/g) 1 a 23 -62 14.9 51 0 23.8 lb 26 - 61 16.9 54 0 26.4 b/ Phase de régénération de l'alumine avec de l'azote Essai Température de régénération Durée n ( C) (heures) 1 a 250 5 1 b 300 18 Essai 2: Air à une température de 160 C a/ Phase d'adsorption de la vapeur d'eau Essai TR THR CAR TS THS CAS n (min) (oC) (mg/g) (min) ( C) (mg/g) 2a 15 -61 7.6 30 -3 11.2 2b 16 - 61 10. 5 36 0 16.6 b/ Phase de régénération de l'alumine avec de l'azote Essai Température de régénération Durée n ( C) (heures) 2a 250 15,5 2b 300 4 Essai 3: Air à une température de 180 C a/ Phase d'adsorption de la vapeur d'eau Essai TR THR CAR TS THS CAS n (min) ( C) (mg/g) (min) ( C) (mg/g) 3a 13 -63 8.7 40 1 16.1 3b 11 - 61 8.4 41 3 17.0 b/ Phase de régénération de l'alumine avec de l'azote Essai Température de régénération Durée n ( C) (heures) 3a 250 15 3b 300 2,5 On constate au vu des tableaux précédents que les essais de dessiccation réalisés à haute température, c'est-à-dire à une température de à 180 C, avec de l'alumine permettent d'obtenir un séchage efficace de Test 1: Air at a temperature of 120 C a / Water vapor adsorption phase Test TR THR CAR TS THS CAS n (min) (C) (mg / g) (min) (C) (mg / g) 1 a 23 -62 14.9 51 0 23.8 lb 26 - 61 16.9 54 0 26.4 b / Regeneration phase of alumina with nitrogen Test Regeneration temperature Duration n (C) (hours) 1 a 250 5 1 b 300 18 Test 2: Air at a temperature of 160 C a / Water vapor adsorption phase Test TR THR CAR TS THS CAS n (min) (oC) (mg / g) (min) (C) (mg / g) 2a 15 -61 7.6 30 -3 11.2 2b 16 - 61 10. 5 36 0 16.6 b / Alumina regeneration phase with nitrogen Test Regeneration temperature Duration n (C) (hours) 2a 250 15.5 2b 300 4 Test 3: Air at a temperature of 180 C a / Water vapor adsorption phase Test TR THR CAR TS THS CAS n (min) (C) (mg / g) ( min) (C) (mg / g) 3a 13 -63 8.7 40 1 16.1 3b 11 - 61 8.4 41 3 17.0 b / Regeneration phase of alumina with nitrogen Test Regeneration temperature Duration n (C) ( hours) 3a 250 15 3b 300 2.5 On cons In view of the preceding tables, it should be noted that the drying tests carried out at high temperature, that is to say at a temperature of 180 ° C., with alumina make it possible to obtain effective drying of
l'air dans les adsorbeurs.air in the adsorbers.
Ces résultats sont particulièrement surprenants car cette plage de température correspond habituellement à la plage de régénération de These results are particularly surprising because this temperature range usually corresponds to the regeneration range of
I'alumine préconisée par les fabricants d'adsorbants. The alumina recommended by the adsorbent manufacturers.
Or, il a maintenant été montré que l'alumine peut être utilisée pour sécher efficacement un flux d'air chaud et obtenir ainsi de l'air sec contenant moins de 10 ppm de vapeur d'eau résiduelle (seuil de détection de However, it has now been shown that alumina can be used to effectively dry a hot air stream and thus obtain dry air containing less than 10 ppm of residual water vapor (detection threshold of
l'analyseur utilisé ici).the analyzer used here).
Toutefois, il est à noter que la capacité d'arrêt de l'alumine décroît il avec la température d'épuration, c'est-à-dire que pour une température However, it should be noted that the stopping capacity of the alumina decreases with the purification temperature, that is to say that for a temperature
passant de 120 C à 180 C, la durée d'adsorption diminue de moitié. going from 120 C to 180 C, the adsorption time is reduced by half.
De là, on procédera préférentiellement à des températures allant de From there, the procedure will preferably be carried out at temperatures ranging from
à 140 C.at 140 C.
Par ailleurs, il faut souligner que cette adsorption de l'eau à haute température est tout-à-fait réversible et que l'alumine peut donc être régénérée pour en débarrasser l'eau qu'elle renferme de sorte de pouvoir la In addition, it should be noted that this adsorption of water at high temperature is completely reversible and that the alumina can therefore be regenerated to free the water it contains so that it can be removed.
réutiliser plusieurs fois de suite. reuse several times in a row.
En outre, le temps de rupture est à corréler aux conditions de io régénération de l'adsorbant, c'est-à-dire que le temps de rupture augmente In addition, the rupture time is to be correlated with the conditions of regeneration of the adsorbent, that is to say that the rupture time increases.
si la durée et/ou la température de régénération croît. if the regeneration time and / or temperature increases.
L'invention concerne donc aussi un procédé de traitement d'un flux gazeux contenant des impuretés de type vapeur d'eau, en particulier d'air, dans lequel ledit flux gazeux est comprimé, puis soumis à au moins une étape d'élimination d'au moins une partie des impuretés de type vapeur d'eau qu'il contient, caractérisé en ce que l'élimination d'au moins une partie des impuretés de type vapeur d'eau contenues dans le flux gazeux est réalisée par mise en contact dudit flux gazeux à une température d'au moins C avec des particules d'au moins un adsorbant, puis éventuellement The invention therefore also relates to a process for treating a gas stream containing impurities of water vapor type, in particular air, in which said gas stream is compressed, then subjected to at least one step of eliminating water. 'at least part of the impurities of the water vapor type which it contains, characterized in that the elimination of at least part of the impurities of the water vapor type contained in the gas stream is carried out by contacting of said gas stream at a temperature of at least C with particles of at least one adsorbent, then optionally
2 o chauffé.2 o heated.
De préférence, on élimine au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le flux gazeux comprimé par adsorption sur au moins un adsorbant choisi parmi les zéolites, les alumines, et les gels de silice, de préférence une alumine activée standard ou une alumine améliorée par un Preferably, at least part of the water vapor contained in the compressed gas stream is removed by adsorption on at least one adsorbent chosen from zeolites, aluminas, and silica gels, preferably a standard activated alumina or a alumina improved by a
agent d'imprégnation.impregnation agent.
Avantageusement, l'élimination de la vapeur d'eau est réalisée à une température d'au moins +80 C, de préférence de +110 C à +220 C et/ou à une pression d'au moins 1,5.105 Pa, de préférence à une pression de 2. 105 Pa à 5.105 Pa. Selon un mode particulièrement préféré, le flux gazeux est de Advantageously, the water vapor is removed at a temperature of at least +80 C, preferably from +110 C to +220 C and / or at a pressure of at least 1.5.105 Pa, of preferably at a pressure of 2.15 Pa to 5.105 Pa. According to a particularly preferred embodiment, the gas flow is
l'air atmosphérique.atmospheric air.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9902625A FR2790483A1 (en) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Drying of compressed air especially for metallurgical application in a metallurgical process for the production of iron, steel, pig iron or ferro-alloys involves adsorption of water vapor on adsorber, e.g. activated alumina |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9902625A FR2790483A1 (en) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Drying of compressed air especially for metallurgical application in a metallurgical process for the production of iron, steel, pig iron or ferro-alloys involves adsorption of water vapor on adsorber, e.g. activated alumina |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2790483A1 true FR2790483A1 (en) | 2000-09-08 |
Family
ID=9542758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9902625A Pending FR2790483A1 (en) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Drying of compressed air especially for metallurgical application in a metallurgical process for the production of iron, steel, pig iron or ferro-alloys involves adsorption of water vapor on adsorber, e.g. activated alumina |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2790483A1 (en) |
Citations (5)
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| JPS6430622A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Takuma Kk | Dehumidifier of furnace |
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1999
- 1999-03-03 FR FR9902625A patent/FR2790483A1/en active Pending
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 047 (C - 475) 12 February 1988 (1988-02-12) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 211 (C - 597) 17 May 1989 (1989-05-17) * |
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