Améliorer la qualité de l'air comprimé avec un sécheur par adsorption

Le principe général de fonctionnement des sécheurs d’air par adsorption est simple. L’air humide circule sur le matériau hygroscopique (les matériaux typiques utilisés sont le gel de silice, les tamis moléculaires et l’alumine activée) et devient sec. Lorsque la vapeur d’eau passe de l’air comprimé humide à un matériau hygroscopique ou « dessiccant », le dessiccant devient progressivement saturé d’eau adsorbée.

Il est donc important de régénérer régulièrement le dessiccant pour retrouver sa capacité de séchage. Les sécheurs d’air par adsorption sont généralement construits avec deux cuves de séchage à cet effet. Le premier réservoir séche l’air comprimé entrant tandis que le second se régénère (similaire au fonctionnement d’un générateur d’azote). Chaque réservoir (« tour ») change de tâche lorsque l’autre tour est complètement régénérée.

En général, ces sécheurs peuvent un atteindre un point de rosée sous pression (PDP) de -40 °C ; c'est pourquoi ils sont en mesure de fournir de l'air très sec. Il existe 4 façons différentes de régénérer le dessiccant, et la méthode utilisée détermine le type de sécheur par adsorption. Les modèles les plus économes en énergie sont généralement les plus complexes et, par conséquent, les plus coûteux.

1. Sécheurs par adsorption à régénération par purge (« sécheurs de type sans chaleur »). Ces sécheurs conviennent mieux aux débits d’air plus faibles. Le processus de régénération s’effectue à l’aide d’air comprimé détendu (« purgé ») et nécessite environ 15 à 20 % de la capacité nominale du sécheur à une pression de service de 7 bar(e).
2. Sécheurs à régénération par purge chauffée. Ces sécheurs réchauffent l'air de purge dilaté à l'aide d'un réchauffeur d'air électrique, ce qui limite le débit de purge requis à environ 8 %. Ce type de sécheur utilise 25 % d'énergie en moins que les sécheurs sans chaleur.
3. Sécheurs à régénération basse pression. L'air ambiant est aspiré par un réchauffeur électrique avant d'être mis en contact avec le dessiccant humide pour être régénéré. Avec ce type de sécheur, l'air comprimé n'est pas utilisé pour régénérer le dessiccant. La consommation d'énergie est donc 40 % inférieure à celle des sécheurs sans chaleur.
4. Sécheurs à chaleur de compression (sécheurs « HOC »). Dans les sécheurs HOC, le dessiccant se régénère en utilisant la chaleur disponible du compresseur. Au lieu d’évacuer la chaleur de l’air comprimé dans un refroidisseur final, l’air chaud est utilisé pour régénérer le dessiccant. Ce type de sécheur peut fournir un PDP typique de -20 °C sans ajout d’énergie. Un PDP plus bas est également possible en ajoutant des résistances supplémentaires.

La séparation et l'évacuation garanties de l'eau de condensation doivent toujours être organisées avant le séchage par adsorption. Si l'air comprimé est produit à partir de compresseurs lubrifiés, un filtre de séparation d'huile doit également être installé en amont de l'équipement de séchage.

Dans la plupart des cas, il est nécessaire d'utiliser un filtre à particules après le séchage par adsorption. Les sécheurs à chaleur de compression (HOC) peuvent uniquement être utilisés avec des compresseurs sans huile car ils produisent de la chaleur à des températures suffisamment élevées pour la régénération du sécheur. Le sécheur par adsorption à tambour rotatif est un type spécifique de sécheur HOC.

Ce type de sécheur est doté d'un tambour rotatif rempli de dessiccant. Ainsi, 1/4 du secteur est régénéré par un débit partiel d'air comprimé chaud (à 130–200 °C). L'air régénéré est ensuite refroidi, la condensation est évacuée et l'air est renvoyé dans le circuit d'air comprimé principal via un dispositif d'éjection.

Le reste de la surface du tambour (les trois quarts) est utilisé pour sécher l'air comprimé en provenance du réfrigérant final du compresseur. Un sécheur HOC évite les pertes d'air comprimé et le besoin de puissance est limité à celle requise pour faire tourner le tambour. Par exemple, un sécheur d'une capacité de 1 000 l/s ne consomme que 120 W d'électricité. En outre, il n'y a aucune perte d'air comprimé et aucun filtre à huile ni filtre à particules requis.