Sécheur d'air comprimé
Un sécheur d'air comprimé est un équipement technique qui est utilisé pour réduire le taux d'humidité absolue de l'air comprimé en réduisant la teneur en vapeur d’eau[1]. Ceci permet d'éviter les problèmes liés à l'eau condensée ou à la corrosion dans un réseau d'air comprimé. Les sécheurs d'air ambiant sont généralement appelés déshumidificateurs.
Humidité de l'air comprimé
L'air atmosphérique ambiant contient toujours une certaine quantité d'eau, variable en fonction de sa température et de sa pression. Cette teneur en eau est généralement de l'ordre de quelques grammes d'eau par kilogramme (ou m3) d'air. Dans un compresseur, l'air ambiant subit une augmentation de sa température et une réduction de son volume l'amenant à saturation. De ce fait, tout refroidissement provoque de la condensation. Les sécheurs d'air sont utilisés pour abaisser le taux d'humidité de l'air comprimé et éviter ce phénomène.
Typologie
Il existe plusieurs méthodes pour sécher l'air comprimé :
- l'adsorption (sécheurs à adsorption)[2] ;
- la perméation (sécheurs à membranes)[2] ;
- la réfrigération (sécheurs par réfrigération)[1] ;
- l'absorption (sécheurs à absorption) ;
- le séchage par sur-compression.
Sécheur par réfrigération
Ce type de sécheur consiste à refroidir l'air comprimé à une température inférieure à son point de rosée à l'aide d'un échangeur de chaleur raccordé à un groupe frigorifique conventionnel (compresseur-condenseur-évaporateur) ce qui provoque de la condensation de l'humidité qu'il contient. L'eau liquide ainsi formée est récupérée par un séparateur d'eau, tandis que l'air comprimé asséché est dirigé vers le réseau. Généralement, un échangeur air-air réchauffe l'air en sortie de sécheur pour éviter toute condensation sur les canalisations d'air comprimé. Le point de rosée sous pression obtenu est de l'ordre de 3 °C. Le point de rosée de l'air ainsi séché détendu à la pression atmosphérique est de l'ordre de −20 °C. Un point de rosée de 3 °C constitue un maximum sous peine de voir l'échangeur se boucher par givrage. Plusieurs types d'échangeurs peuvent être utilisés, les plus courants étant des échangeurs à plaques ou des échangeurs 3 en 1 comme la colonne de Bouhy.
Sécheur à adsorption
Ce type de sécheur consiste à utiliser les propriétés de certains dessicants tels que l'alumine activée, le tamis moléculaire ou le gel de silice, qui attirent les molécules d'eau et, par conséquent, assèchent l'air comprimé. Les sécheurs à tamis moléculaire sont ceux qui permettent d'atteindre les points de rosée les plus bas. Ces sécheurs sont le plus souvent constitués de deux colonnes fonctionnant en alternance séchage/régénération.
Le niveau de point de rosée obtenu dépend essentiellement de la qualité de la régénération et du temps de contact entre l'air comprimé et l'adsorbant. Il est en général compris entre −20 °C et −70 °C.
La régénération du dessicant peut être effectuée par balayage d'air sec ou par apport de chaleur dans la colonne « en repos ». Dans le cas du balayage d'air sec, environ 20 % du débit nominal du sécheur est utilisé et donc rejeté à l'atmosphère. Sur les sécheurs modernes, l'adjonction d'un hygromètre peut permettre d'allonger les cycles et de réduire cette consommation.
Sécheur à absorption
Ce type de sécheur se distingue des sécheurs à adsorption par le fait que le dessicant n'est jamais régénéré. Ils sont de ce fait peu utilisés en milieu industriel[2]. Par contre ils sont utilisés lors du stockage de matériel ou lors du transport de produits sensibles à l'humidité.
Sécheur à membranes
Ce type de sécheur repose sur le principe de perméation. L'air comprimé traverse des fibres creuses et poreuses qui ne laissent échapper que les molécules d'eau. L'air ainsi asséché est dirigé vers le réseau. Le point de rosée sous pression obtenu peut varier entre +3 °C et −70 °C environ.
Ces sécheurs, généralement très compacts, sont réservés au traitement de faibles débits d'air comprimés (moins de 100 m3/h).
Séchage par sur-compression
Le fait de sur-comprimer l'air permet de provoquer la condensation de la vapeur d'eau. Ramené à la pression initiale, l'air est alors moins humide.
Applications
Les applications des sécheurs d'air sont nombreuses dans l'industrie. En particulier :
- il est généralement conseillé de sécher l'air comprimé en amont du réservoir pour tous les systèmes d'air comprimé à débit fortement variable, et ce afin d'éviter une condensation d'eau excessive dans le réservoir ;
- alimentation des générateurs d'ozone : pour cette application, des points de rosée très bas (de l'ordre de −60 °C) sont généralement requis, ce qui implique l'emploi de sécheurs à tamis moléculaire ou à membranes.
