FR2530488A1 - PROCESS FOR TREATING COMBUSTIBLE GAS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents
PROCESS FOR TREATING COMBUSTIBLE GAS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD Download PDFInfo
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Abstract
PRODUCTION ET UTILISATION SANS STOCKAGE HAUTE PRESSION DE BIOGAZ OBTENU PAR FERMENTATION ANAEROBIE DE DECHETS ORGANIQUES. SELON L'INVENTION, L'INSTALLATION INTERCONNECTEE ENTRE LA CUVE DE FERMENTATION 11 ET UNE CHAUDIERE D'UTILISATION 13 COMPORTE AU MOINS UN SURPRESSEUR S1, S2 DESTINE A PORTER LE BIOGAZ A UNE PRESSION JUSTE NECESSAIRE POUR L'ALIMENTATION DE LA CHAUDIERE ET DES MOYENS DE RECIRCULATION D'UNE FRACTION DE GAZ COMPRIME 18 COMPORTANT NOTAMMENT UNE VANNE 21 POUR MAINTENIR CONSTANTE LA DEPRESSION EN AMONT DU OU DES SURPRESSEURS. APPLICATION AU TRAITEMENT DES DECHETS ORGANIQUES, NOTAMMENT DANS LE TRAITEMENT DES POMMES DE TERRE.PRODUCTION AND USE WITHOUT HIGH PRESSURE STORAGE OF BIOGAS OBTAINED BY ANAEROBIC FERMENTATION OF ORGANIC WASTE. ACCORDING TO THE INVENTION, THE INTERCONNECTED INSTALLATION BETWEEN THE FERMENTATION TANK 11 AND A USER BOILER 13 INCLUDES AT LEAST ONE SUPERPRESSOR S1, S2 INTENDED TO BRING THE BIOGAS TO A PRESSURE JUST NECESSARY FOR SUPPLYING THE BOILER AND THE MEANS OF RECIRCULATION OF A FRACTION OF COMPRESSED GAS 18 INCLUDING IN PARTICULAR A VALVE 21 TO MAINTAIN CONSTANT DEPRESSION UPSTREAM OF THE BOOSTER (S). APPLICATION TO THE TREATMENT OF ORGANIC WASTE, ESPECIALLY IN THE TREATMENT OF POTATOES.
Description
A'AT'
PROCEDE DE TRAITEMENT DE GAZ COMBUSTIBLE ET PROCESS FOR TREATING COMBUSTIBLE GAS AND
INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE INSTALLATION FOR IMPLEMENTING THIS METHOD
L'invention concerne un procédé de traitement de gaz combus- The invention relates to a method for treating combustion gases
tible produit ou extrait en quantité variable, ledit procédé ayant principalement pour but -la combustion immédiate d'au moins la plus grande partie du gaz dans une chaudiere d'utilisation en évitant un stockage intermédiaire coûteux effectué à pression élevée L'inven- tion vise également une installation de gaz combustible pour la mise It is produced or extracted in a variable quantity, the main purpose of said process being the immediate combustion of at least most of the gas in a boiler for use while avoiding expensive intermediate storage carried out at high pressure. also a fuel gas installation for the
en oeuvre de ce procédé.of this process.
La nécessité de réaliser des économies d'énergie a conduit à The need for energy savings has led to
s'intéresser au traitement de certains déchets organiques, principa- to deal with the treatment of certain organic wastes, mainly
lement dans les industries agro-alimentaires, en vue de la production d'un gaz pauvre appelé "biogaz" comportant un taux de méthane in the agro-food industries, with a view to producing a poor gas called "biogas"
suffisant pour qu'il constitue une source d'énergie d'appoint utili- sufficient to constitute a source of back-up energy
sable sur place A titre d'exemple, un domaine d'application de For example, a field of application of
l'invention peut être celui d'une usine de conditionnement de pom- the invention may be that of a pump packaging plant.
mes de terre (pour la production d'aliments surgelés) o les trai- of land (for the production of frozen food) o processing
tements se traduisent par la formation de quantités importantes d'effluents à forte teneur en matieres organiques Une fermentation anaérobie aboutit à la fois à une épuration très efficace (de l'ordre de 90 %) et à la production du biogaz Ce dernier, s'il est récupère peut couvrir une part non négligeable des besoins énergétiques de l'usine On trouve notamment dans ces usines des chaudieres de This results in the formation of large quantities of effluents with a high content of organic matter. Anaerobic fermentation results in both a very efficient purification (of the order of 90%) and in the production of biogas. It is recovered can cover a significant part of the energy needs of the plant.
production de vapeur fonctionnant normalement au gaz naturel. steam production normally operating on natural gas.
L'invention peut permettre dans un tel contexte, de réduire sensi- In such a context, the invention can make it possible to reduce
blement la consommation de gaz naturel. consumption of natural gas.
3 usqu'à présent, une semblable installation demandait des Up to now, a similar installation required
investissements importants dus au fait que le biogaz produit subis- large investments due to the fact that the biogas produced
sait un stockage intermédiaire sous haute pression, ce qui necessi- intermediate storage under high pressure, which necessitates
tait des équipements encombrants et coûteux Ce stockage intermé- cumbersome and expensive equipment This intermediate storage
diaire etait cependant jugé inévitable en raison de l'irrégularité was, however, considered inevitable because of the irregularity
même de la production de biogaz.even of biogas production.
-2 - L'invention va à l'encontre de ce concept en proposant une utilisation rationelle du biogaz produit, au fur et à mesure de sa -2 - The invention goes against this concept by proposing a rational use of the biogas produced, as and when
formation, sans stockage intermédiaire haute pression. formation, without high pressure intermediate storage.
Dans cet esprit, l'invention concerne donc un procède de traitement de gaz combustible produit en quantité variable, pour la combustion immédiate d'au moins la plus grande partie dudit gaz dans une chaudière, caractérisé en ce qu'il consiste à porter ledit With this in mind, the invention therefore relates to a process for treating a combustible gas produced in variable quantity, for the immediate combustion of at least the greater part of said gas in a boiler, characterized in that it consists in carrying said
gaz à une pression relativement faible juste nécessaire pour per- gas at a relatively low pressure just needed to
mettre l'alimentation de ladite chaudière, en faisant recirculer éventuellement une partie dudit gaz comprimé vers la zone de production dudit gaz pour maintenir une pression relativement putting the supply of said boiler, possibly recirculating a portion of said compressed gas to the production zone of said gas to maintain a relatively
constante dans cette zone.constant in this area.
L'invention concerne également une installation de traitement de gaz combustible produit en quantité variable par exemple du gaz provenant d'une cuve de fermentation anaérobie renfermant des matières organiques, ledit traitement ayant principalement pour but la combustion immédiate d'au moins la plus grande partie du gaz dans une chaudière, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un surpresseur branché en amont de ladite chaudière, ledit surpresseur étant réglé pour porter ledit gaz à une pression faible juste nécessaire pour permettre l'alimentation de ladite chaudière et des The invention also relates to a fuel gas treatment plant produced in variable quantity, for example gas coming from an anaerobic fermentation tank containing organic materials, said treatment being mainly intended for the immediate combustion of at least the major part gas in a boiler, characterized in that it comprises at least one booster connected upstream of said boiler, said booster being adjusted to bring said gas to a low pressure just necessary to allow the supply of said boiler and
moyens de recirculation d'une partie dudit gaz comprimé compor- means for recirculating a portion of said compressed gas comprising
tant notamment une vanne à ouverture commandée, pilotée par un in particular a controlled opening valve, driven by a
capteur de la pression en amont dudit surpresseur. pressure sensor upstream of said booster.
Le surpresseur est du type à débit constant et la recirculation variable du gaz permet donc de réguler la valeur de la dépression qui The booster is of the constant flow type and the variable recirculation of the gas thus makes it possible to regulate the value of the depression which
règne au-dessus de la cuve de fermentation. reigns above the fermentation tank.
Dans l'hypothèse d'une surproduction de biogaz, on prévoit une -torchère reliée à la sortie du surpresseur par l'intermédiaire d'une vanne commandée, du type à ouverture progressive, ladite vanne etant notamment pilotée par un capteur de pression connecté à la In the event of an overproduction of biogas, a torch connected to the output of the booster is provided via a controlled valve, of the progressive opening type, said valve being in particular controlled by a pressure sensor connected to the booster. the
sortie du surpresseur On peut également prévoir plusieurs surpres- output of the booster One can also provide several surprises-
seurs montés en parallele et respectivement mis en service pour des plages de débit prédéterminées, par exemple grâce à des moyens de parallel-mounted and respectively put into service for predetermined flow rates, for example by means of
mesure de la pression en amont desdits surpresseurs. measuring the pressure upstream of said boosters.
-3- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de The invention will be better understood and other advantages of
celle-ci apparaîtront mieux à la lumiere de la description qui va it will appear better in the light of the description that will
suivre d'une installation de traitement de gaz combustible selon le principe de l'invention, donnée uniquement à, titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel: la figure unique est un schémabloc simplifié de l'installation follow of a fuel gas treatment plant according to the principle of the invention, given solely by way of example and with reference to the accompanying drawing in which: the single figure is a schemabloc simplified installation
conforme à l'invention.according to the invention.
L'installation de traitement de gaz combustible est destinée, à être insérée entre une cuve de fermetation anaérobie Il et des brûleurs auxiliaires 12 d'une chaudiere 13 Le gaz est aspiré au fur et à-mesure de sa formation dans la cuve 11 par un conduit 14 et traverse un regard de drainage 15 du type à régulation de niveau d'eau dans lequel les condensats de refroidissement du gaz sont récupérés La sortie du regard de drainage est connectée par l'intermédiaire d'une vanne du type tout ou rien 16 aux entrées de deux surpresseurs SI et 52 branchés en parallèle Les sorties de ces surpresseurs alimentent les brûleurs auxiliaires 12, par un conduit d'évacuation 17 Les surpresseurs sont réglés pour porter le gaz à une pression faible juste nécessaire pour permettre l'alimentation de la chaudière Des moyens de recirculation du gaz comprenant un branchement serie 18 de plusieurs composants sont connectés entre les sorties et les entrées des surpresseurs Ce branchement série comporte un détendeur 19, un échangeur de refroidissement 20 et surtout une vanne commandée 21, du type à action progressive, pilotée par un capteur de pression 22 branché en amont des surpresseurs entre le regard de drainage 15 et la vanne 16 Les signaux élaborés par-le capteur 22 sont traités dans une unité de commande 23 pour, d'une part actionner l'ouverture de la vanne 21 et, d'autre part, pour mettre en service sélectivement un ou deux surpresseurs en fonction de plages de débit prédéterminées En effet, le débit de production est 'lié à la pression dans la cuve de fermentation et la mise en service ou l'arrêt des surpresseurs se fera à partir de seuils de pression différents, cette pression éfant The fuel gas treatment plant is intended to be inserted between an anaerobic fermentation tank 11 and auxiliary burners 12 of a boiler 13. The gas is sucked as it is formed in the tank 11 by a conduit 14 and passes through a water level regulating type drainage liner 15 in which the gas cooling condensates are recovered. The outlet of the drainage liner is connected via an on-off type valve 16 at the inputs of two boosters SI and 52 connected in parallel The outputs of these boosters feed the auxiliary burners 12, through a discharge duct 17 The boosters are set to bring the gas to a low pressure just necessary to allow the supply of the Boiler Gas recirculation means comprising a serial branch 18 of several components are connected between the outputs and the inputs of the booster pumps. The series includes a pressure reducer 19, a cooling exchanger 20 and especially a controlled valve 21, of the progressive acting type, controlled by a pressure sensor 22 connected upstream of the booster pumps between the drainage liner 15 and the valve 16. by the sensor 22 are processed in a control unit 23 to, firstly actuate the opening of the valve 21 and, secondly, to selectively activate one or two boosters according to predetermined flow rates In fact, the production flow is linked to the pressure in the fermentation tank and the start-up or shutdown of the boosters will be done from different pressure thresholds.
mesurée par le capteur 22.measured by the sensor 22.
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Une torchère 25 est reliée à la sortie commune des surpres- A flare 25 is connected to the common outlet of the overheads
seurs par l'intermédiaire d'une vanne élec-tropneumatique modulante 26 pilotée par un capteur de pression 27 connecté à la sortie des surpresseurs L'admission du gaz à la torchere permet de réguler dans une certaine mesure la pression d'alimentation de la chaudière. ss via a modulating electromneumatic valve 26 controlled by a pressure sensor 27 connected to the outlet of the boosters The admission of the gas to the flare makes it possible to regulate to a certain extent the supply pressure of the boiler .
Un analyseur de taux d'oxygène 28, du type à susceptibilité parama- An oxygen analyzer 28 of the parametric susceptibility type
gnétique est connecté (liaisons en trait interrompu 29, 30, 31) en plusieurs points du circuit de circulation du gaz entre la cuve Il et la chaudière 13 Cet analyseur pilote un système de sécurité 32 susceptible d'arrêter l'installation dès que la teneur en oxygene dépasse une valeur prédéterminée Ce système de sécurité-pilote notamment la vanne 16 ainsi qu'une autre vanne 33, du type tout ou rien, branchée entre la liaison: cuve-surpresseur d'une part et une gnétique is connected (dashed lines 29, 30, 31) at several points of the gas circulation circuit between the tank 11 and the boiler 13 This analyzer controls a security system 32 may stop the installation as soon as the content In oxygen this exceeds a predetermined value. This pilot-safety system, in particular the valve 16, and another valve 33, of the all-or-nothing type, connected between the connection: tank-booster on the one hand and a
cheminée d'évacuation de gaz 34 d'autre part. gas vent stack 34 on the other hand.
Le fonctionnement de l'installation qui vient d'être décrite est The operation of the installation which has just been described is
trés simple et découle avec évidence de la description qui precede. very simple and evidently follows from the foregoing description.
Au fur et à mesure de sa formation,le biogaz est aspiré dans la cuve Il par le ou les surpresseurs SI, 52, la vanne 16 étant normalement ouverte et la vanne 33 normalement fermée Le biogaz abandonne une partie de son humidité dans le regard de drainage 15 Un recyclage du gaz surpressé, modulé par la vanne 21, est effectué lorsque la production de biogaz dans la cuve Il est inférieure au débit constant du ou des surpresseurs mis en service, ce qui permet donc de maintenir une dépression sensiblement constante dans la cuve Comme le gaz a été comprimé et queil s'est échauffé à travers le surpresseur, le détendeur 19 et l'échangeur de température 20 permettent -de ramener la fraction réinjectee dans les conditions initiales de température et de pression Lorsque la production est supérieure à la capacité des brûleurs 12 ou lorsque la chaudière est arrêtée, du biogaz est brûlé par la torchère 25 L'admission du gaz à la torchère est modulée par la vanne 26, ce qui permet de maintenir une pression sensiblement constante à l'entrée d'alimentation de la As it is formed, the biogas is drawn into the tank 11 by the SI booster or boosters, 52, the valve 16 being normally open and the valve 33 normally closed. The biogas gives up some of its moisture in the air. drainage A recirculation of the supercharged gas, modulated by the valve 21, is carried out when the production of biogas in the tank II is lower than the constant flow rate of the booster (s) put into service, which thus makes it possible to maintain a substantially constant low pressure in the Since the gas has been compressed and it has warmed up through the booster, the expander 19 and the temperature exchanger 20 allow to bring back the fraction reinjected in the initial conditions of temperature and pressure When the production is greater than the capacity of the burners 12 or when the boiler is stopped, biogas is burned by the flare 25 The gas supply to the flare is modulated by the valve 26, which makes it possible to maintain a substantially constant pressure at the feed inlet of the
chaudière Suivant les conditions de fonctionnement de cette der- boiler According to the operating conditions of this
niere, un nombre variable de brûleurs 12 peut être mis en service, chaque brûleur est donc commandé par une vanne électromagnétique du type tout ou rien, non représentée Le capteur de pression 27 peut piloter la mise en service des brûleurs 12, grâce à un système de régulation supplémentaire définissant des limites haute et basse de la plage de pression admise pour avoir une combustion correcte et sûre Le nombre de brûleurs à mettre en fonctionnement étant ainsi établi en fonction du niveau de production de biogaz, le supplément de puissance de chauffage nécessaire au fonctionnement de la chaudière 13 est assuré par du gaz naturel alimentant d'autres niere, a variable number of burners 12 can be put into service, each burner is controlled by a solenoid-type electromagnetic valve, not shown The pressure sensor 27 can control the commissioning of the burners 12, through a system additional regulation defining high and low limits of the pressure range allowed to have a correct and safe combustion The number of burners to be put into operation is thus established according to the level of production of biogas, the additional heating power necessary for operation of the boiler 13 is provided by natural gas supplying other
brûleurs non représentés.burners not shown.
Si l'analyseur 28 détecte un taux d'oxygène susceptible de former un mélange détonnant, la vanne 16 est fermée tandis que la vanne 33 s'ouvre mettant la cuve Il en communication avec la If the analyzer 28 detects a rate of oxygen capable of forming a detonating mixture, the valve 16 is closed while the valve 33 opens putting the tank II in communication with the
cheminée d'évacuation 34; les surpresseurs sont mis hors service. vent stack 34; the boosters are taken out of service.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation de Of course, the invention is not limited to the embodiment of
l'installation qui vient d'être decrite mais comprend tous les equi- the facility just described but includes all the equi-
valents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le valents techniques means involved if they are in the
cadre des revendications qui suivent. framework of the following claims.
-6--6-
Claims (8)
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EP0099813A2 (en) | 1984-02-01 |
DE3376134D1 (en) | 1988-05-05 |
FR2530488B1 (en) | 1984-12-28 |
EP0099813A3 (en) | 1985-06-19 |
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