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Title:
METHOD OF SUPPLYING COMPRESSED AIR TO AT LEAST A FIRST AND A SECOND USER STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/090904
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method of supplying compressed air to at least a first and a second user station. According to the invention, an air flow is separated in a membrane-type unit (3) into a very slightly oxygen-depleted flow (5) which is used as the standard compressed air and an oxygen-enriched flow (4) which is typically diluted with the non-separated compressed air (10) in order to supply a user station (8) which exploits the oxidising nature of the compressed air. The invention can be used, for example, for the joint supply of combustion unit and compressed air supply lines.

Inventors:
OLLIVIER PATRICE (FR)
Application Number:
PCT/FR2003/001244
Publication Date:
November 06, 2003
Filing Date:
April 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
AIR LIQUIDE (FR)
OLLIVIER PATRICE (FR)
International Classes:
B01D53/22; C01B13/02; F23L7/00; (IPC1-7): B01D53/22; C01B13/02; F23L7/00
Foreign References:
US6314754B12001-11-13
EP0875283A11998-11-04
EP0882486A11998-12-09
EP0747108A21996-12-11
US6298664B12001-10-09
US6010614A2000-01-04
Attorney, Agent or Firm:
Le Moenner, Gabriel (75 quai d'Orsay, Paris Cedex 07, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de fourniture d'air comprimé à au moins un premier et un second postes utilisateurs, dans lequel on fait passer une partie du flux d'air comprimé dans une unité de séparation de gaz de l'air (3) pour fournir un premier flux (5) appauvri en oxygène adressé au premier poste utilisateur (via 6i), et un deuxième flux (4) ayant une teneur en oxygène n'excédant pas 50%, adressé au deuxième poste utilisateur (8).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième flux est mélangé avec une partie (10) du flux d'air comprimé non séparé pour fourniture au deuxième poste utilisateur (8) d'un flux d'air très faiblement enrichi en oxygène.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième poste utilisateur (8) comporte au moins une unité de combustion.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de séparation (3) est du type à membranes polymères.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pression de l'air comprimé non séparé est comprise entre 7 et 10 bars.
Description:
Procédé de fourniture d'air comprimé à au moins un premier et un second postes utilisateurs Dans l'industrie, l'air comprimé, à une pression comprise généralement entre 7 et 10 bars, est utilisé en général non pour sa composition chimique mais pour sa pression dans des applications « volumétriques » (air moteur, air instrument, air balayage,...), l'intérêt de ce fluide résidant dans sa souplesse d'utilisation et d'action et le fait qu'il ne présente aucun danger pour l'utilisateur ou pour l'environnement.

Les appareils de fourniture de gaz de l'air par séparation d'air utilisent également de l'air comprimé, mais exclusivement pour sa transformation en gaz séparé (s) de l'air.

Le document FR-A-2 774 308, au nom de la demanderesse, décrit un système couplé flexible de fourniture d'air comprimé, d'une part, et de gaz de l'air, d'autre part, en partageant, le cas échéant, les compresseurs d'une batterie de compression d'air.

La présente invention a pour objet de proposer un procédé de fourniture conjoint d'au moins deux flux d'air comprimé, l'un moyennement ou légèrement enrichi en oxygène pour fourniture à un poste utilisateur exploitant le caractère suroxydant de ce flux, et un flux d'air comprimé légèrement appauvri en oxygène pour toutes utilisations « classiques », mécaniques, de l'air comprimé.

Pour ce faire, selon l'invention on fait passer une partie du flux d'air comprimé dans une unité de séparation de gaz de l'air pour fournir un premier flux appauvri en oxygène ayant donc une teneur en oxygène inférieure à 21%, typiquement entre 17 et 20% en volume, adressé à un premier poste utilisateur, et un deuxième flux ayant une teneur en oxygène n'excédant pas 50%, adressé à un deuxième poste utilisateur.

Le léger enrichissement en oxygène du deuxième flux permet, dans certains procédés, tels la combustion ou le traitement d'eaux résiduaires, de

compenser économiquement les surcoûts liés à la mise en oeuvre de l'unité de séparation de gaz et à des recompressions éventuelles des flux sortants.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé, sur lequel : La figure unique représente schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

Dans l'installation représentée sur la figure unique, un flux primaire d'air, comprimé dans une unité de compression classique 1 à une pression n'excédant pas 10 bar, séché et refroidi, puis adressé à une pression classiquement d'environ 7-8 bar, via une ligne 2, à une unité de séparation de gaz de l'air 3 et, via une ligne 11, à au moins un poste utilisateur (non représenté) d'air comprimé « standard ».

Selon un aspect de l'invention, l'unité de séparation 3 est du type à perméation sur membranes polymères telles que celles commercialisées par la société MEDAL Corp., du Groupe AIR LIQUIDE, l'unité 3 ayant une sortie 4 de perméat moyennement enrichi en oxygène et une sortie 5 de non perméat appauvri en oxygène. La sortie 5 communique avec une plusieurs lignes utilisatrices 61, 62. La sortie 4 communique avec une ligne 7 d'alimentation d'au moins un poste utilisateur 8 exploitant le caractère oxydant de l'air, typiquement une unité de combustion ou d'aération/oxydation de boues ou effluents.

Avantageusement, le gaz enrichi en oxygène à la sortie 4 est combiné dans un mélangeur 9 avec un flux d'air comprimé non séparé 10 dérivé de la sortie de l'unité de compression 1 pour fournir dans la ligne 7 un air comprimé très faiblement enrichi en oxygène, inférieur à 5% °2 (typiquement de l'ordre de 1 à 2%), suffisant pour améliorer significativement les performances du poste utilisateur 8.

Selon l'invention, en effet, l'unité de séparation 3 est mise en oeuvre pour produire en sa sortie 5 un flux d'air comprimé très légèrement appauvri en oxygène, avec une teneur en oxygène entre 17 et 20% en volume, typiquement entre 18 et 19%, au prix d'une très légère perte de charge (entre 0, 2 ei û, 5 bar), utilisable en toute sécurité au même titre que l'air comprimé « standard » dans la

ligne 11. Parallèlement, à la sortie 4, est disponible, sous une pression de quelques centaines de millibars, un flux d'air enrichi en oxygène entre 40 et 50% en volume, avantageusement recombiné avec un flux d'air comprimé standard (10) pour éviter, dans la ligne 7 et en aval, l'utilisation d'équipements « compatibles oxygène ». Avantageusement, le mélangeur 9 comporte un éjecteur exploitant le flux 10 d'air comprimé pour extraire le perméat à la sortie 4 sous un léger vide avant de le mélanger à l'air moteur du flux 10 pour le diluer.

L'inventeur a déterminé qu'en enrichissant par exemple de 1% en oxygène l'air dans la ligne 7 alimentant un brûleur fonctionnant au gaz naturel, une économie de combustible entre 5 et 10% pouvait être obtenue, selon la part du transfert de chaleur réalisée par échange sur les fumées et la part réalisée par radiation de la flamme. Avec une unité de séparation 3, alimentée en air comprimé à 7,5 bar, produisant en sortie 5 environ 800 m3/h d'air à 19% d'oxygène et en sortie 4 environ 70 m3/h d'air enrichi à 45% d'oxygène, le coût de l'oxygène « pur » équivalent contenu dans le perméat en sortie 4 représente environ 0,023 i/m3, de sorte que, pour un coût de gaz naturel d'environ 0, 15 i/m3, l'enrichissement de 1% du flux 7 permet d'économiser entre 0, 005 et 0,012 f/m3 de gaz naturel utilisé.

Quoique l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de métier dans le cadre des revendications ci-après.