ES2248202T3 - Procedimiento y dispositivo para descomponer una mezcla gaseosa con funcionamiento de emergencia. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para descomponer una mezcla gaseosa con funcionamiento de emergencia.

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ES2248202T3 ES01117401T ES01117401T ES2248202T3 ES 2248202 T3 ES2248202 T3 ES 2248202T3 ES 01117401 T ES01117401 T ES 01117401T ES 01117401 T ES01117401 T ES 01117401T ES 2248202 T3 ES2248202 T3 ES 2248202T3
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Abstract

Procedimiento para descomponer una mezcla de gas en una instalación de descomposición, en el que se comprime un gas de carga (18) en un sistema de compresor (6, 16) hasta una primera presión y a continuación se introduce este gas al menos parcialmente en la instalación de descomposición, en la que se genera durante el funcionamiento normal al menos una primera corriente de producto (91, 92), caracterizado porque, en caso de fallo total o de fallo parcial del sistema de compresor (6, 16), una primera corriente parcial, que presenta aproximadamente la composición de la primera corriente de producto o aproximadamente la composición del gas de carga, es llevada (78, 89) hasta al menos aproximadamente la primera presión y devuelta a la instalación de descomposición.

Description

Procedimiento y dispositivo para descomponer una mezcla gaseosa con funcionamiento de emergencia.
La invención concierne en general a un procedimiento para descomponer una mezcla gaseosa según el preámbulo de la reivindicación 1. Un procedimiento de esta clase es conocido por el documento US 6155079.
En tales sistemas se pueden emplear diferentes sistemas de compresor para comprimir el gas de carga:
-
Un único compresor, por ejemplo con varias etapas consecutivas
-
Dos o más compresores independientes unidos en serie
-
Dos o más compresores conectados en paralelo
-
Un extenso sistema de compresión de gas que alimenta no sólo la instalación de descomposición, sino otros consumidores grandes (por ejemplo, sistema de gas a presión, especialmente red de aire comprimido con carril de compresores).
El campo de aplicación preferido de la invención es un procedimiento de descomposición de aire a baja temperatura para alimentar un proceso integrado de central energética (IGCC - Integrated Gasifier Combined Cycle Process). Para la generación de energía se utiliza en este caso un sistema de turbina de gas que presenta una turbina de gas (expansor de turbina de gas), un compresor de turbina de gas accionado por la turbina de gas y una cámara de combustión. En el sistema de generación de energía se utilizan uno o más productos de descomposición del aire. Por ejemplo, oxígeno generado en el aparato de descomposición del aire puede ser utilizado para generar un gas combustible con el cual se carga la cámara de combustión; en este caso, el oxígeno sirve especialmente como oxidante en un proceso de gasificación de carbón o aceite pesado. Como alternativa o adicionalmente, se puede emplear nitrógeno del aparato de descomposición de aire introducido en la corriente de la turbina de gas, a cuyo fin se alimenta el nitrógeno a la cámara de combustión o a la turbina de gas o se le mezcla con el gas de escape de la turbina de gas entre la cámara de combustión y la turbina de gas de la cámara de combustión. En algunos casos, se puede emplear también nitrógeno para transportar carbón a una instalación de gas de síntesis.
El compresor de la turbina de gas suministra, por un lado, el aire necesario para el proceso de combustión y, por otro, una parte del aire de carga para el aparato de descomposición de aire (la "primera corriente de gas de carga"); éste representa así el "primer compresor de gas de carga" en el sentido de la invención. En el procedimiento de la invención se comprime otra parte del aire de carga para la descomposición del aire (la "segunda corriente de gas de carga") por medio de un compresor de aire independiente (el "segundo compresor de gas de carga"), el cual es accionado independientemente del sistema de turbina de gas, por ejemplo por medio de un motor eléctrico o una turbina de vapor. La relación entre las corrientes de aire de carga primera y segunda puede adoptar en principio cualquier valor. En la práctica, esta relación es en general de 30:70 a 70:30, preferiblemente de 40:60 a 60:40.
Si falla la turbina de gas debido a una perturbación de su funcionamiento, falta en un tiempo muy breve la cantidad correspondiente de aire de carga para el aparato de descomposición de aire. Con la caída de la cantidad de aire y la presión del aire cae también la carga de la columna o columnas rectificadoras del aparato de descomposición de aire, el líquido (holdup) cae hacia abajo desde los platos o desde el relleno y se pierden todas las purezas del producto. Hasta ahora, no se conoce ningún procedimiento para conservar el proceso de separación en el aparato de descomposición de aire después de una perturbación de esta clase. La continuación del funcionamiento de los consumidores del aparato de descomposición de aire, por ejemplo de la instalación de gasificación, es posible limitadamente en el tiempo tan sólo con la ayuda de una alimentación de emergencia externa con caros depósitos de presión y evaporación de productos líquidos.
Por tanto, la invención se basa en el problema de indicar un procedimiento para la descomposición de gas de la clase citada al principio que pueda seguir funcionando al producirse un fallo de uno de los dos compresores de gas de carga.
El problema se resuelve haciendo que, en caso de fallo total o de fallo parcial del sistema de compresor, una primera corriente auxiliar, que presenta aproximadamente la composición de una primera corriente de producto o aproximadamente la composición del gas de carga, sea comprimida hasta aproximadamente la primera presión y reconducida a la instalación de descomposición.
En el ámbito de la invención, la cantidad de gas de carga que falta a consecuencia de una perturbación en el sistema de compresor es sustituida al menos en parte por una corriente auxiliar proveniente de otra fuente. De esta manera, se compensa al menos en parte la reducción de la cantidad de gas de carga y se puede conservar el proceso de separación (por ejemplo, una rectificación). A continuación, es posible llevar la instalación de descomposición en forma controlada a un funcionamiento de carga parcial y aminorar entonces la cantidad de la corriente auxiliar, eventualmente hasta cero.
La indicación "aproximadamente" significa respecto de la composición del primer gas auxiliar una desviación de la proporción de cada componente de cómo máximo 5% en moles, preferiblemente como máximo 1% en moles. En la indicación de la presión se admiten por medio de "aproximadamente" desviaciones del orden de magnitud de las pérdidas en las tuberías y otras pérdidas de flujo.
La otra fuente de la cual proviene la corriente auxiliar puede ser, por ejemplo, la propia instalación de descomposición. En este caso, en una situación de avería se reconduce a la instalación de descomposición al menos una primera corriente de producto de dicha instalación. Particularmente cuando el o los productos son generados de todos modos a presión, la corriente de producto a devolver puede ser tomada aguas abajo del compresor de producto existente o de una etapa intermedia del compresor de producto, eventualmente expansionada hasta la presión del gas de carga la ("primera presión") y alimentada de nuevo a la instalación de descomposición, por ejemplo a la columna de rectificación o a una columna de rectificación de un aparato de descomposición de gas.
Se reduce así ciertamente también la cantidad de producto (en caso de un fallo total del sistema de compresor, la instalación de descomposición puede, en ciertas circunstancias, no suministrar de momento absolutamente ningún producto), pero esta desventaja más que se compensa mediante la continuación del funcionamiento prácticamente sin perturbaciones de la instalación de descomposición. Bajo una demanda correspondiente, los consumidores pueden ser alimentados por un sistema de alimentación de emergencia (sistema backup) durante el tiempo de entrega de producto reducida o interrumpida. Este sistema presenta, por ejemplo, una unidad acumuladora en forma de al menos un depósito de líquido y/o un acumulador de presión de gas. La unidad acumuladora puede llenarse desde fuera de la instalación de descomposición (por ejemplo, por medio de vehículos cisterna o tuberías) y/o por medio de producto generado durante el funcionamiento normal de la instalación de descomposición. En caso de que la unidad acumuladora esté de todos modos a una presión que sea al menos aproximadamente igual a la "primera presión" (la presión de salida del sistema de compresor), se suprime la necesidad de un sistema propio de elevación de presión para devolver la corriente auxiliar correspondiente a la instalación de descomposición.
Cuando está presente un sistema de alimentación de emergencia de esta clase, una corriente de alimentación de emergencia allí generada puede ser devuelta también a la instalación de descomposición en vez de serlo al consumidor y como alternativa o adicionalmente puede ser devuelta a una o más corrientes de producto provenientes de la instalación de descomposición.
Preferiblemente, en caso de fallo total o de fallo parcial del sistema de compresor, se devuelven a la instalación de descomposición dos corrientes de producto de composición diferente, por ejemplo una corriente de nitrógeno y una corriente de oxígeno en el caso de la descomposición del aire. De este modo, es posible dentro del marco de la moderna técnica de conducción de procesos adaptar ampliamente la composición en la corriente de retorno al gas de carga. En el caso óptimo, se ajustan tanto la cantidad total de las corrientes de producto retornadas como sus cantidades relativas de modo que correspondan con la mayor exactitud posible a la cantidad de gas de carga que falta. Por tanto, el fallo del primer compresor de gas de carga no tiene una repercusión inmediata sobre el proceso de separación - la instalación de descomposición no percibe prácticamente nada de esta grave perturbación del funcionamiento durante la compresión del gas de carga. Por supuesto, las dos corriente retornadas ("corrientes auxiliares") pueden ser formadas también parcial o totalmente por corrientes de alimentación de emergencia.
En caso de conexión en paralelo de un primero y un segundo compresor de gas de carga en el sistema de compresor, se utiliza la conexión de emergencia según la invención especialmente cuando uno de los dos compresores de gas de carga falla total o parcialmente. Los dos compresores de gas de carga pueden aspirar entonces dos corrientes parciales del gas de carga a través de una tubería común, presentando esta tubería común, por ejemplo, un filtro; como alternativa, la entrada de cada uno de los dos compresores de gas de carga puede estar unida con una tubería de aspiración propia que sea independiente de la tubería de aspiración del otro compresor de gas de carga.
En principio, es posible introducir la corriente o las corrientes auxiliares retornadas por separado en el equipo de descomposición -por ejemplo, en una columna rectificadora-. Sin embargo, es más favorable que la corriente de producto retornada o las corrientes de producto retornadas se mezclen con la segunda corriente parcial comprimida del gas de carga y que la mezcla se introduzca conjuntamente en la instalación de descomposición - por ejemplo, en la caja fría de un aparato de descomposición de aire. El mezclado puede realizarse aguas arriba o aguas abajo de un equipo de depuración para el gas de carga. Por ejemplo, la corriente o las corrientes de producto retornadas pueden ser introducidas directamente en un equipo de refrigeración para el gas de carga - por ejemplo, un refrigerador de contacto directo.
Para la compresión de las corrientes de producto retornadas se utilizan preferiblemente los equipos que sirven durante el funcionamiento no perturbado para generar la presión necesaria del producto. En este caso, puede tratarse, por ejemplo, de un compresor de gas de varias etapas (compresión externa) y/o de un equipo de compresión interna que comprende una bomba de líquido y medios para evaporar la corriente de producto puesta a presión en estado líquido. En el caso de la compresión externa, la corriente de producto a retornar es retirada aguas abajo del compresor de gas o de la salida de una de sus etapas intermedias. En el caso de una compresión interna pura, la retirada se efectúa aguas abajo del intercambiador de calor para la evaporación del producto, por ejemplo en el extremo caliente de un intercambiador de calor principal. Por supuesto, se pueden combinar también la compresión interna y la compresión externa en la misma corriente de producto. En el caso de una descomposición de aire, es frecuente que el nitrógeno sufra una compresión externa y que el oxígeno se someta a una compresión interna.
Un campo de aplicación importante de la invención son, como ya se ha dicho, las instalaciones de descomposición de aire, especialmente instalaciones de descomposición de aire a baja temperatura. En este caso, el gas de carga está formado por aire, la instalación de descomposición está formada por una instalación de descomposición de aire y la corriente de producto retornada o las corrientes de producto retornadas están formadas por una corriente de producto de nitrógeno y/o por una corriente de producto de oxígeno y/o por corrientes correspondientes provenientes de un sistema de alimentación de emergencia. En el caso de un aparato criógeno de descomposición de aire la "instalación de descomposición" comprende toda la caja fría con la columna o columnas de rectificación para la separación de nitrógeno-oxígeno y el intercambiador de calor principal. Se trata preferiblemente de un clásica instalación de doble columna de Linde. Sin embargo, la invención puede utilizarse también en otros procedimientos de dos columnas, en procedimientos de una columna o en procedimientos con tres o más columnas. La invención se puede utilizar de manera especialmente ventajosa en procesos de descomposición de aire en combinación con instalaciones IGCC, tales como los descritos, por ejemplo, en los documentos DE 2434238, DE 2503193, Springmann, Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft, 51/1982, páginas 55-65, Rottmann, Schönpflug, Sauerstoffversorgung für Kohlevergasungs-Kraftwerke (Combined Cycle Process), BMFT-Forschungsbericht T 82-018, Beysel, Sommerfeld, VGB-Konferenz "Kohlevergasung 1991", 16-17.05.1991, Dortmund, Lecture D1, EP 758733 B1, DE 19818308 A1, la solicitud de patente alemana 10052180 no publicada todavía y las solicitudes correspondientes a ella, así como las solicitudes de patente alemanas 10103968 y 10103957 no publicadas todavía y las solicitudes correspondientes a ellas.
En principio, el retorno de producto según la invención es aplicable a cualquier proceso de descomposición de gas con al menos dos compresores de gas de carga que trabajen en paralelo, especialmente a cualquier proceso de descomposición de aire con al menos dos compresores de aire en paralelo. Además, el retorno del producto es utilizable también en procesos de descomposición con un único compresor. Sin embargo, cuando falla éste completamente, se tiene que hacer retornar primero la producción total, es decir que no están disponibles productos finales para el consumidor o los consumidores. Sin embargo, esto puede ser conveniente en ciertas circunstancias para detener la instalación de descomposición en forma controlada o para mantenerla en funcionamiento (por decirlo así, en funcionamiento de marcha en vacío).
La invención concierne, además, a un dispositivo de descomposición de gas, especialmente para la descomposición de aire a baja temperatura, según la reivindicación 13.
La invención y otros detalles de la misma se explican con mayor pormenor en lo que sigue haciendo referencia a un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. El ejemplo concierne a una instalación de descomposición de aire a baja temperatura que sirve para la alimentación de un proceso IGCC.
Se aporta aire de carga a través de una tubería de aire común 1, 3, pasando por un filtro 2, y se reparte dicho aire a continuación en una primera parte 4 y una segunda parte 5. La primera parte 4 es llevada en un primer compresor de aire 6 a una primera presión de, por ejemplo, 10 bares. El compresor de aire es parte de un sistema de turbina de gas 10 que, además, presenta una cámara de combustión 11, un generador 12 y un expansor de turbina de gas 13 que acciona el generador 12 y el primer compresor de aire (compresor de turbina de gas) 6 a través de un acoplamiento mecánico.
De la primera parte comprimida 7 del aire se emplea solamente una parte 8 como aire de carga para el aparato de descomposición de aire y esta parte forma la "primera corriente parcial del gas de carga". El resto 9 entra en la cámara de combustión 11 y actúa como oxidante durante la combustión de un gas combustible 14. Los gases de escape 15 de la combustión se expansionan prestando trabajo en el expansor 13 de la turbina de gas.
La segunda parte 5 del aire forma la "segunda corriente parcial del gas de carga" y es llevada en un segundo compresor de aire 16 a la misma primera presión. Las dos corrientes parciales comprimidas 8, 17 del aire de carga son alimentadas conjuntamente a un refrigerador de contacto directo 19 a través de una tubería 18. En el ejemplo la primera y la segunda corriente parcial están formadas cada una de ellas por aproximadamente el 50% de la cantidad de aire total que circula por la tubería 18. En este cálculo no se ha tenido en cuenta la cantidad de aire de combustión.
En el refrigerador de contacto directo 19 el aire de carga entra en intercambio de calor directo con agua 20. Se extrae agua calentada 21 del sumidero del refrigerador de contacto directo y por arriba sale aire enfriado 22. Este último es alimentado a un equipo de depuración 23 que en el ejemplo está constituido por un par conmutable de adsorbedores de tamices moleculares. Una parte pequeña 25 del aire depurado 24 es retirada como aire de instrumentos o aire comprimido hacia un cliente (aire de cliente). El resto es repartido en las tuberías 26 y 27 y pasa a la caja fría (no representada) de la instalación de descomposición, o, más precisamente, al extremo caliente de un sistema de intercambiador de calor principal que en el ejemplo está constituido por tres bloques 28a, 28b, 28c. La corriente de aire 26 es alimentada bajo aproximadamente la primera presión (menos pérdidas en las tuberías) al extremo caliente de los bloques 28b y 28c (tuberías 29b, 29c, 30b, 30c). Una parte 31b, 31c recorre el intercambiador de calor principal hasta el extremo frío y es introducida finalmente en forma gaseosa, por la tubería 32, en la columna de alta presión 33 de un sistema rectificador que presenta, además, una columna de baja presión 34 y un evaporador de condensador (condensador principal) 35. Otra parte 36b, 36c es retirada (36b, 36c) de los bloques 28b o 28c del intercambiador de calor principal, a una temperatura intermedia, por encima del extremo frío y alimentada como corriente de compensación 36a al otro bloque 28a en un sitio intermedio correspondiente, para ser allí enfriada hasta el extremo frío y, finalmente, alimentada también a la columna de alta presión 33 a través de las tuberías 37 y 32.
En un primer compresor posterior 38 con refrigerador posterior 39, la corriente de aire 27 es llevada a una segunda presión que es más alta que la primera presión y asciende, por ejemplo, a 87 bares. Una parte 29a del aire comprimido hasta la segunda presión es enfriada a una temperatura intermedia en el bloque 28a del sistema de intercambiador de calor principal y expansionada hasta aproximadamente la primera presión, prestando trabajo, a través de una tubería 40 de una turbina de expansión 41. La mezcla de dos fases que sale de la turbina 41 es sometida a una separación de fases 43. La porción gaseosa pasa a la columna de alta presión 33 a través de las tuberías 44 y 32 y el líquido 45, 46 es introducido directamente en la columna de baja presión 34.
Otra parte 47 del aire comprimido hasta la segunda presión es llevada en un segundo compresor posterior 48 con refrigerador posterior 49 hasta una tercera presión aún más alta, por ejemplo 87 bares, y es introducida (30a) también en el bloque 28a. Sirve para evaporar producto de oxígeno puesto a presión en estado líquido y sale del extremo frío del intercambiador de calor principal en estado supercrítico o líquido y se expansiona (51) hacia la columna de alta presión 33.
En la cabeza de la columna de alta presión 33 se retira nitrógeno puro gaseoso 52 y se licúa éste al menos en una primera parte 53 en el condensador principal 35. El condensado 54 entonces obtenido se carga como reflujo 55 en la columna de alta presión 33 o se recupera como producto líquido (LIN) a través de la tubería 56, el generador 57 de contracorriente para sobreenfriamiento la tubería 58, la válvula de estrangulación 59, el separador (equipo de separación de fases) 60 y la tubería 61. Una parte del nitrógeno gaseoso 52 procedente de la cabeza de la columna de alta presión 33 puede ser retirada directamente como producto de media presión (LPGAN) a través de la tubería 62, el bloque 28c del intercambiador de calor principal y la tubería 63.
En el ejemplo de ejecución, el líquido de reflujo 64 para la columna de baja presión 34 es retirado de un sitio intermedio de la columna de alta presión 33 y también la porción sobreenfriada 57 es entregada a la cabeza de esta columna a través de la tubería 65 y la válvula de estrangulación 66. Además, al menos una parte del aire licuado y transitoriamente expansionado en 51 es tomada nuevamente de la columna de alta presión 33 a través de la tubería 67, sobreenfriada (57) y alimentada, a través de la tubería 68 y la válvula de estrangulación 69, al mismo sitio intermedio de la columna de baja presión 34 en el que se introduce también el aire líquido 46 proveniente de la turbina 41. Oxígeno bruto líquido 70 procedente del sumidero de la columna de alta presión 33 es alimentado algo más abajo a la columna de baja presión, después de su sobreenfriamiento 57, a través de la tubería 71 y la válvula de estrangulación 72.
El nitrógeno de cabeza impuro 73 proveniente de la columna de baja presión 34 es calentado en el generador de contracorriente de sobreenfriamiento 57 y alimentado al bloque 28a o al bloque 28b del sistema de intercambiador de calor principal a través de las tuberías 75a o 75b, respectivamente. Después de su calentamiento hasta aproximadamente la temperatura ambiente, una parte 76 del nitrógeno de la columna de baja presión es empleada como gas de regeneración 77 para el equipo de depuración 23 o es descargada (78) a la atmósfera. Otra parte, eventualmente complementada por gas de regeneración húmedo 94, 95 que se conduce a un recompresor 96, es llevada en un compresor de producto 78 hasta la presión de producto necesaria, por ejemplo 24 bares, y retirada como producto de alta presión (HPGAN) a través de la tubería 79.
El producto de oxígeno líquido 80 de la columna de baja presión 34 sirve para cuatro fines diferentes. Una primera parte 82 es transportada por medio de una bomba 81 hasta el condensador principal 35 y es evaporada allí parcialmente contra el nitrógeno de cabeza 53 en fase de condensación procedente de la columna de alta presión 33. La mezcla de dos fases 83 formada en el recinto de evaporación del condensador principal 35 es devuelta a la columna de baja presión 34. La porción gaseosa sirve de vapor ascendente en la columna de baja presión 34.
Una segunda y una tercera parte 84, 86 son transportadas también por medio de la bomba 81 y evacuadas a continuación como producto líquido (LOX) a través de la tubería 85 -eventualmente después de sobreenfriamiento en 57-, o bien son conducidas al bloque 28a del intercambiador de calor principal, evaporadas y calentadas allí y finalmente extraídas como producto de baja presión gaseoso (LPGOX) a través de la tubería 87.
Una cuarta parte es llevada por compresión interna hasta una presión de producto muy alta de, por ejemplo, 81 bares, para lo cual se genera en otra bomba 89 una presión correspondientemente elevada y se introduce el oxígeno supercrítico 90 en el bloque 28a del sistema de intercambiador de calor y se le calienta allí bajo la elevada presión. El oxígeno internamente comprimido es retirado, después de su calentamiento, como producto de alta presión a través de la tubería 93.
Durante el funcionamiento normal de la instalación se siguen conduciendo todos los productos de presión en todo su volumen a los consumidores correspondientes, el oxígeno de alta presión 93, por ejemplo, a una o más unidades de gasificación en las que se genera el gas combustible 14, y el nitrógeno de alta presión a la cámara de combustión 14 o al gas de escape 15 (no representado). Si falla ahora la turbina de gas, se suprime en un tiempo extremadamente corto alrededor de un 50% del aire de carga 18 para el aparato de descomposición de gas. Según la invención, en este momento unas proporciones correspondientes de los productos de presión 79, 80 son introducidas en el refrigerador de contacto directo 19 a través de las tuberías 91 y 92 representadas con línea de trazos, respectivamente, y sustituyen inmediatamente a la cantidad de aire que falta. Dado que las presiones en las tuberías de producto 79, 93 son más altas que la presión del aire (presión de funcionamiento del refrigerador de contacto directo), no es necesario utilizar máquinas para ello. Las tuberías 91 y 92 tienen que estar equipadas únicamente con accesorios de grifería de expansión adecuados que impidan un choque de presión sobre el refrigerador de contacto directo 19 y sobre el equipo de depuración subsiguiente 23. La regulación cuantitativa para las corrientes de producto retornadas 91, 92 puede ser limitada, además, por reguladores de presión. En el aspecto de la técnica de regulación, esta conexión de emergencia puede materializarse en el marco de un sistema de control del desarrollo de un proceso; es inducida por una caída en la velocidad de giro del expansor de turbina de gas.
TABLA 1 Funcionamiento normal (diseño)
Cantidad de aire HP-GOX HP-GAN
380000 Nm^{3}/h, 10 bares >> 81000 Nm^{3}/h, 81 bares 285000 Nm^{3}/h, 24 bares 
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\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2 Fallo del compresor de la turbina de gas (Disparo TG)
Cantidad de aire HP-GOX HP-GAN
190000 Nm^{3}/h >> 81000 Nm^{3}/h 285000 Nm^{3}/h
\underline{190000 \ Nm^{3}/h <<retorno<<} \underline{41900 \ Nm^{3}/h} \underline{150900 \ Nm^{3}/h}
380000 Nm^{3}/h >> 39100 Nm^{3}/h 134100 Nm^{3}/h
Como alternativa, las corrientes de producto retornadas pueden alimentarse también a la tubería de aire de carga entre el equipo de refrigeración 19 y el equipo de depuración 23. En caso de que las corrientes estén secas, entra en consideración también un mezclado con el aire de carga aguas abajo del equipo de depuración 23, por ejemplo mediante introducción en la tubería 24.
Por supuesto, la cantidad de producto retornada no está ya disponible para los consumidores. Respecto del nitrógeno, esto no tiene consecuencias adicionales, ya que la turbina de gas, hacia la cual se conduce éste durante el funcionamiento normal, está de todos modos fuera de servicio. Sin embargo, el consumidor de oxígeno, usualmente una unidad de gasificación, tiene que ser devuelto hasta aproximadamente la mitad de la carga. Por ejemplo, en una unidad de gasificación de dos ramales puede hacerse que siga funcionando al menos uno de los dos ramales. Esto facilita considerablemente el nuevo arranque de la turbina de gas en comparación con un fallo total.
Mediante la invención se obtiene un probabilidad de fallo netamente reducida para el proceso IGCC, que representa en el ejemplo de ejecución el consumidor de los productos de la instalación de descomposición de aire. Por tanto, disminuyen los costes de funcionamiento junto con un gasto de inversión adicional relativamente pequeño. Esto podría contribuir a conferir una mayor aceptación a la tecnología IGCC relativamente poco contaminante del medio ambiente, pero propensa a averías.

Claims (13)

  1. \global\parskip0.950000\baselineskip
    1. Procedimiento para descomponer una mezcla de gas en una instalación de descomposición, en el que se comprime un gas de carga (18) en un sistema de compresor (6, 16) hasta una primera presión y a continuación se introduce este gas al menos parcialmente en la instalación de descomposición, en la que se genera durante el funcionamiento normal al menos una primera corriente de producto (91, 92), caracterizado porque, en caso de fallo total o de fallo parcial del sistema de compresor (6, 16), una primera corriente parcial, que presenta aproximadamente la composición de la primera corriente de producto o aproximadamente la composición del gas de carga, es llevada (78, 89) hasta al menos aproximadamente la primera presión y devuelta a la instalación de descomposición.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente auxiliar se forma al menos en parte por medio de la primera corriente de producto (91, 92).
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la corriente auxiliar se forma al menos en parte por medio de una primera corriente de suministro de emergencia que se toma de una unidad acumuladora.
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, en caso de un fallo total o de un fallo parcial del sistema de compresor (6, 16), una segunda corriente auxiliar, que se forma por medio de una segunda corriente de producto (92) proveniente de la instalación de descomposición y/o una segunda corriente de suministro de emergencia proveniente de una instalación acumuladora y que presenta una composición distinta de la composición de la primera corriente auxiliar (91), es comprimida (89) al menos hasta aproximadamente la primera presión y devuelta a la instalación de descomposición.
  5. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se ajustan las cantidades relativas de las corrientes auxiliares retornadas (91, 92) de modo que su mezcla corresponda aproximadamente a la composición del gas de carga (18).
  6. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se ajusta la cantidad absoluta de la corriente auxiliar retornada o de las corrientes auxiliares retornadas (91, 92) de modo que sea aproximadamente igual a la cantidad de gas de carga en la que se ha reducido la primera corriente parcial (8) como consecuencia del fallo total o del fallo parcial del sistema de compresor (6, 16).
  7. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el sistema de compresor se comprimen una primera corriente parcial del gas de carga en un primer compresor de gas de carga (6) y una segunda corriente parcial del gas de carga en un segundo compresor de gas de carga (16), y tanto la primera corriente parcial comprimida (8) como la segunda corriente parcial comprimida (17) son introducidas al menos en parte en la instalación de descomposición, siendo comprimidas (78, 89) la corriente auxiliar o las corrientes auxiliares, en caso de fallo del primer compresor de gas de carga (6), al menos hasta aproximadamente la primera presión y siendo devueltas a la instalación de descomposición.
  8. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se mezclan la corriente auxiliar retornada o las corrientes auxiliares retornadas (91, 92) con la segunda corriente parcial comprimida del gas de carga.
  9. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el mezclado de al menos una parte de la corriente auxiliar retornada o de las corrientes auxiliares retornadas con la segunda corriente parcial comprimida del gas de carga se realiza aguas arriba o aguas debajo de un equipo de depuración (23) para el gas de carga.
  10. 10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el mezclado de al menos una parte de la corriente auxiliar retornada o de las corrientes auxiliares retornadas con la segunda corriente parcial comprimida del gas de carga se realiza aguas arriba, en o aguas abajo de un equipo de refrigeración (18) para el gas de carga.
  11. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la compresión de la corriente auxiliar retornada o de las corrientes auxiliares retornadas se lleva a cabo por compresión interna y/o compresión externa.
  12. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el gas de carga está formado por aire (1, 18), la instalación de descomposición está formada por una instalación de descomposición de aire a baja temperatura con caja fría y la corriente auxiliar retornada o las corrientes auxiliares retornadas están formadas por una corriente de nitrógeno (73, 74, 77, 91) y/o por una corriente de oxígeno (80, 88, 89, 90, 93, 92) que se extraen como co-
    rrientes de producto de la instalación de descomposición de aire y/o se toman de una o varias unidades acumuladoras.
  13. 13. Dispositivo para descomponer una mezcla de gas, que comprende un sistema de compresor y una instalación de descomposición, una tubería de gas de carga que une una salida del sistema de compresor con una entrada de la instalación de descomposición, una tubería auxiliar (91, 92) para introducir en la instalación de descomposición una corriente auxiliar que presenta aproximadamente la composición de una primera corriente de producto de la instalación de descomposición o aproximadamente la composición del gas de carga, y un equipo de regulación para bloquear la tubería auxiliar durante el funcionamiento normal del dispositivo y para abrir la tubería auxiliar (91, 92) en caso de fallo total o parcial del sistema de compresor (6, 16).
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