FR2956592A1

FR2956592A1 - METHOD OF TREATING SMOKE FROM COMBUSTION

Info

Publication number: FR2956592A1
Application number: FR1051269A
Authority: FR
Inventors: Alain Briglia
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-26
Also published as: WO2011104464A1

Abstract

Procédé de traitement des fumées issues d'une combustion, dans lequel on conduit lesdites fumées à traiter jusqu'à au moins une unité de traitement et vers au moins une cheminée débouchant dans l'air ambiant, caractérisé en ce que lesdites fumées sont en continuité fluide avec l'air ambiant via ladite cheminée et en ce que l'on maintient ladite cheminée en équilibre hydrostatique, de manière à empêcher, d'une part, lesdites fumées de sortir par ladite cheminée et, d'autre part, l'air ambiant d'atteindre ladite unité de traitement en passant par ladite cheminée.Process for treating fumes from combustion, in which said fumes to be treated are conducted to at least one treatment unit and to at least one chimney opening into the ambient air, characterized in that said fumes are in continuity fluid with the ambient air via said chimney and in that said chimney is maintained in hydrostatic equilibrium, so as to prevent, on the one hand, said flue gases from leaving said chimney and, on the other hand, the air ambient to reach said processing unit through said chimney.

Description

L'invention concerne un procédé de traitement des fumées issues d'une combustion. The invention relates to a method for treating fumes from combustion.

Elle concerne plus particulièrement les procédés où des fumées produites par au moins une unité de combustion sont normalement conduites à travers un système de canalisations, soit vers une unité de traitement, par exemple une unité de capture du CO2 (dioxyde de carbone) contenu dans les fumées, soit vers au moins une cheminée d'évacuation, soit vers les deux. Cela peut arriver en cas d'arrêt volontaire ou de panne de l'unité de traitement des fumées, alors que l'unité de combustion, par exemple une chaudière destinée à produire de l'énergie, continue de fonctionner. It relates more particularly to processes where fumes produced by at least one combustion unit are normally conducted through a piping system, or to a treatment unit, for example a unit for capturing CO2 (carbon dioxide) contained in the units. fumes, either to at least one exhaust stack, or to both. This can happen in case of voluntary shutdown or failure of the flue gas treatment unit, while the combustion unit, for example a boiler intended to produce energy, continues to operate.

Selon l'unité de combustion, le débit des fumées peut atteindre des valeurs très élevées. Un problème technique qui se pose dans tous les cas est de piloter l'écoulement vers l'unité de traitement ou vers la cheminée, en particulier durant les phases transitoires, par exemple pendant la période suivant un arrêt ou un démarrage de l'unité de traitement, ou consécutivement à un changement important dans le débit admis par l'unité de traitement. Depending on the combustion unit, the flue gas flow can reach very high values. A technical problem that arises in all cases is to control the flow to the treatment unit or to the chimney, in particular during the transient phases, for example during the period following a stop or start of the unit. treatment, or following a significant change in the flow rate admitted by the treatment unit.

Ce problème est classiquement résolu à l'aide de vannes. On peut par exemple recourir à une vanne d'isolement de la cheminée d'évacuation et éventuellement une autre pour l'unité de traitement. Ces deux vannes peuvent être confondues en une vanne trois voies. Lorsque l'unité de traitement des fumées vient à s'arrêter, on ouvre l'accès vers la cheminée d'évacuation des fumées et, si nécessaire, on ferme l'accès vers l'unité de traitement. Inversement, quand l'unité de traitement démarre, alors que les fumées sont évacuées par la cheminée, on ferme l'accès à la cheminée et on ouvre l'accès vers l'unité de traitement. This problem is conventionally solved using valves. For example, it is possible to use an isolation valve for the exhaust stack and possibly another for the treatment unit. These two valves can be combined into a three-way valve. When the flue gas treatment unit comes to a standstill, access to the flue gas chimney is opened and, if necessary, access to the treatment unit is closed. Conversely, when the treatment unit starts, while the smoke is discharged through the chimney, access to the chimney is closed and access to the treatment unit is opened.

Malheureusement, ces ouvertures ou fermetures de vannes prennent un certain temps, en particulier pour des vannes de gros diamètre. En outre, ces ouvertures ou fermetures ne sont pas forcément idéalement synchronisées. Ceci peut créer des perturbations importantes dans l'écoulement des fumées, notamment une surpression en sortie de l'unité de combustion. A cette surpression est associée un risque que l'unité de combustion s'arrête, certains seuils de sécurité ayant été franchis. Unfortunately, these openings or closures of valves take some time, especially for large diameter valves. In addition, these openings or closures are not necessarily ideally synchronized. This can create significant disturbances in the flue gas flow, including an overpressure at the output of the combustion unit. At this overpressure is associated a risk that the combustion unit stops, certain safety thresholds having been crossed.

Le problème à résoudre est dès lors de réduire le risque d'arrêt d'une unité de combustion lorsque celle-ci débite soit dans une unité de traitement des fumées, soit dans une cheminée d'évacuation et que de débit de fumées vers ladite unité de traitement subit un changement important, par exemple consécutivement à un arrêt ou un démarrage de l'unité de traitement. The problem to be solved is therefore to reduce the risk of stopping a combustion unit when it is discharging either into a flue gas treatment unit, or into a flue and flue gas flow to said unit. a significant change occurs, for example following a stop or start of the processing unit.

A cette fin, la solution de l'invention porte sur un procédé de traitement des fumées issues d'une combustion, dans lequel on conduit lesdites fumées à traiter jusqu'à au moins une unité de traitement et vers au moins une cheminée débouchant dans l'air ambiant, caractérisé en ce que lesdites fumées sont en continuité fluide avec l'air ambiant via ladite cheminée et en ce que l'on maintient ladite cheminée en équilibre hydrostatique, de manière à empêcher, d'une part, lesdites fumées de sortir par ladite cheminée et, d'autre part, l'air ambiant d'atteindre ladite unité de traitement en passant par ladite cheminée. To this end, the solution of the invention relates to a method for treating flue gases from combustion, in which said flue gases to be treated are fed to at least one treatment unit and to at least one flue opening into the flue. ambient air, characterized in that said fumes are in fluid continuity with the ambient air via said chimney and in that said chimney is maintained in hydrostatic equilibrium, so as to prevent, on the one hand, said fumes from leaving by said chimney and, on the other hand, the ambient air to reach said processing unit through said chimney.

Les fumées dont il est question proviennent d'une combustion, c'est-à-dire par exemple d'une chaudière brûlant un ou plusieurs combustibles avec comme comburant de l'air et/ou des mélanges plus riche en oxygène que l'air. Selon un cas particulier, le ou les comburants sont de l'oxygène pur à au moins 99% en volume. Les fumées à traiter sont au moins une partie des fumées générées par la combustion. Une partie des fumées générées peut être recyclée ou ne pas être traitée, ou être traitée dans une autre unité de traitement. The fumes in question come from a combustion, that is to say for example from a boiler burning one or more fuels with as air oxidizer and / or mixtures richer in oxygen than air . In a particular case, the oxidant (s) are pure oxygen at least 99% by volume. The fumes to be treated are at least a part of the fumes generated by the combustion. Some of the fumes generated may be recycled or not treated, or treated in another treatment unit.

La combustion peut aussi se passer dans une turbine à gaz. Elle peut se passer dans un four industriel. Elle peut se passer dans une usine chimique, sidérurgique ou une cimenterie. Combustion can also occur in a gas turbine. It can happen in an industrial oven. It can happen in a chemical plant, steel or a cement plant.

L'unité de traitement des fumées peut réaliser une opération unitaire, comme un séchage, une compression ou une désulfuration, ou réaliser plusieurs opérations, par exemple celles typiquement associées à la capture du CO2 (notamment : séchage, compression, purification du CO2 par différentes technologies, en particulier la distillation cryogénique). The flue gas treatment unit can perform a unit operation, such as drying, compression or desulfurization, or perform several operations, for example those typically associated with the capture of CO2 (in particular: drying, compression, purification of CO2 by different technologies, in particular cryogenic distillation).

En général, on conduit les fumées par un système de canalisations qui comprend notamment des tuyaux ou des carnots. Le diamètre hydraulique de ces éléments peut aller jusqu'à quelques mètres dans le cas d'une centrale électrique. Le système de canalisations peut comporter des éléments intermédiaires, par exemple des vannes, des débitmètres, ou des éléments de traitement physique ou chimique des fumées. Il peut être formé d'éléments en série ou en parallèle au sens de l'écoulement fluide, ou avoir une structure plus complexe. La composition et les paramètres des fumées peuvent avoir changé entre la combustion et l'unité de traitement des fumées. La cheminée est apte à servir à l'évacuation des fumées à traiter, notamment quand celles-ci ne sont pas, ou pas intégralement, traitées dans l'unité de traitement. In general, the fumes are conducted by a piping system which includes pipes or carnots. The hydraulic diameter of these elements can go up to a few meters in the case of a power station. The piping system may comprise intermediate elements, for example valves, flow meters, or elements for physical or chemical treatment of fumes. It can be formed of elements in series or in parallel in the direction of the fluid flow, or have a more complex structure. The composition and parameters of the fumes may have changed between the combustion and the flue gas treatment unit. The chimney is suitable for the evacuation of the fumes to be treated, especially when they are not, or not entirely, treated in the treatment unit.

Les fumées à traiter sont conduites à travers le système de canalisations vers au moins une unité de traitement. Les fumées sont également conduites vers au moins une cheminée susceptible de permettre l'évacuation de tout ou partie des fumées produites par la combustion. Le système de canalisations comprend en général une dérivation pour conduire les fumées jusqu'à au moins une cheminée. Dans le cas des centrales électriques, la hauteur de ces cheminées peut aller jusqu'à plusieurs centaines de mètres. Cette injection est en général réalisée grâce à un moyen de compression, du type ventilateur ou compresseur. The fumes to be treated are conducted through the piping system to at least one treatment unit. The fumes are also conducted to at least one chimney capable of allowing the evacuation of all or part of the fumes produced by the combustion. The piping system generally includes a bypass for conducting the flue gas to at least one chimney. In the case of power plants, the height of these chimneys can be up to several hundred meters. This injection is generally carried out by means of a compression means, of the fan or compressor type.

On empêche les fumées à traiter de s'écouler par la cheminée. Dans un état de 10 fonctionnement « normal », toutes les fumées à traiter sont effectivement traitées et ne sont pas envoyées à la cheminée. The fumes to be treated are prevented from flowing through the chimney. In a "normal" operating state, all fumes to be treated are effectively treated and are not sent to the stack.

Les fumées sont en continuité fluide avec l'air ambiant via la cheminée. Il n'y a pas d'obstacle matériel à l'écoulement par la cheminée. La partie du système de canalisations 15 conduisant à la cheminée est ouverte. En particulier, elle n'est donc pas fermée par une vanne. Il peut y avoir des vannes, mais celles-ci sont passantes, i.e. pas fermées. Ceci signifie que si les fumées étaient poussées vers la cheminée, elles pourraient s'écouler par cette cheminée. The fumes are in fluid continuity with the ambient air via the chimney. There is no material obstacle to the flow through the chimney. The portion of the piping system 15 leading to the chimney is open. In particular, it is not closed by a valve. There may be valves, but these are busy, i.e. not closed. This means that if the fumes were pushed to the chimney, they could flow through this chimney.

20 On empêche les fumées à traiter de s'écouler par la cheminée en maintenant un équilibre hydrostatique suffisant dans cette cheminée. De même, on empêche l'air ambiant d'atteindre le système de canalisations via la cheminée. Celle-ci a une certaine extension verticale et la colonne de fluide qu'elle contient est soumise à la pesanteur, aux forces de pression au sommet et à la base de la cheminée, ainsi qu'à des frottements pariétaux et à de 25 la viscosité en cas de mouvement. L'équilibre hydrostatique n'a pas besoin d'être parfait, c'est-à-dire qu'on ne vise pas l'immobilité absolue de l'atmosphère interne de la cheminée. On considérera qu'on est à un équilibre hydrostatique suffisant quand il n'y pas de mouvement significatif du fluide dans la cheminée. Un mouvement est significatif s'il correspond à une sortie de fumée par la cheminée ou à une entrée d'air ambiant dans le 30 système de canalisations via la cheminée. The fumes to be treated are prevented from flowing through the chimney while maintaining sufficient hydrostatic equilibrium in this chimney. Similarly, the ambient air is prevented from reaching the piping system via the chimney. This has a certain vertical extension and the fluid column it contains is subjected to gravity, pressure forces at the top and bottom of the chimney, as well as wall friction and viscosity. in case of movement. The hydrostatic equilibrium need not be perfect, that is to say that it does not aim at the absolute immobility of the internal atmosphere of the chimney. We consider that we are at a sufficient hydrostatic equilibrium when there is no significant movement of the fluid in the chimney. A movement is significant if it corresponds to a smoke outlet through the chimney or to an ambient air inlet in the pipe system via the chimney.

Un avantage du blocage de la cheminée par équilibre hydrostatique sur le blocage par élément matériel du type vanne est que l'équilibre peut être rompu sans qu'il soit besoin de supprimer la cause matérielle du blocage. Ainsi, si l'unité de traitement des fumées vient 35 à s'arrêter ou à baisser en régime par suite d'une décision volontaire ou d'une panne, l'accumulation des fumées dans le système de canalisations va rompre l'équilibre hydrostatique sans création d'une surpression significative dans le système de canalisations. En particulier, il ne sera pas nécessaire d'ouvrir de vannes. La surpression permettant de5 rompre l'équilibre hydrostatique de la colonne de fluide est très inférieure à celle créée par l'ouverture lente, éventuellement mal synchronisée, d'un système de vannes. On comprend que le risque que l'arrêt ou la baisse de régime de l'unité de traitement des fumées entraîne un arrêt intempestif de la combustion est alors grandement réduit, voire annulé. En cas d'arrêt ou de baisse de régime de l'unité de traitement, l'équilibre hydrostatique se rompt et les fumées vont pénétrer dans la cheminée et s'évacuer. Le phénomène s'amplifie ensuite de lui-même par tirage. An advantage of the hydrostatic equilibrium blocking of the valve-type hardware element blockage is that the balance can be broken without the need to remove the material cause of the blockage. Thus, if the flue gas treatment unit stops or declines due to a voluntary decision or failure, the accumulation of fumes in the piping system will break the hydrostatic equilibrium. without creating a significant overpressure in the piping system. In particular, it will not be necessary to open valves. The pressure to break the hydrostatic equilibrium of the fluid column is much lower than that created by the slow opening, possibly poorly synchronized, of a valve system. It is understood that the risk that stopping or lowering of the flue gas treatment unit causes an untimely stop combustion is then greatly reduced or canceled. If the treatment unit stops or falls, the hydrostatic equilibrium ruptures and the fumes will enter the chimney and evacuate. The phenomenon then amplifies itself by pulling.

10 Inversement, des fumées s'évacuant via la cheminée, le redémarrage, ou la montée en régime de l'unité de traitement des fumées permet de rétablir un équilibre hydrostatique dans la cheminée. Il n'est pas nécessaire de fermer de vanne. Il faut alors dans un premier temps vaincre les forces dues au tirage, la colonne fluide dans la cheminée étant chaude, et établir un équilibre mécanique. Puis, une fois que la colonne de fluide dans la cheminée est 15 refroidie, qu'un équilibre thermique s'est créé, on est ramené à la situation «normale» décrite plus haut. Conversely, fumes venting via the chimney, restarting, or ramping up of the flue gas treatment unit can restore a hydrostatic balance in the chimney. There is no need to close a valve. It is then necessary to first overcome the forces due to the draw, the fluid column in the chimney being hot, and establish a mechanical balance. Then, once the column of fluid in the stack is cooled, a thermal equilibrium is created, it is brought back to the "normal" situation described above.

Par ailleurs, selon des modes de réalisation particuliers, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - on injecte un débit déterminé de fumées à traiter dans ladite unité de traitement. Furthermore, according to particular embodiments, the invention may comprise one or more of the following features: a given flow rate of fumes to be treated is injected into said processing unit.

- ladite cheminée présentant une différence de pression hydrostatique entre sa base interne et l'air ambiant en un point de référence, on régule ledit débit déterminé de 25 fumées à traiter injecté dans ladite unité de traitement de manière à maintenir ladite différence de pression à une valeur de consigne. said chimney having a difference in hydrostatic pressure between its internal base and the ambient air at a reference point, said determined flue gas flow rate to be treated injected into said treatment unit is regulated so as to maintain said pressure difference at a given temperature; setpoint.

- une interface entre lesdites fumées à traiter et l'air ambiant s'étant établie dans ladite cheminée, on choisit ladite valeur de consigne de manière à ce que ladite interface se 30 situe sensiblement à mi-hauteur de ladite cheminée. an interface between the said fumes to be treated and the ambient air having been established in the said chimney, said setpoint value is chosen so that the said interface is situated substantially halfway up the chimney.

- on évalue une ou plusieurs compositions gazeuses à un ou plusieurs endroits choisis parmi les possibilités suivantes : à différentes hauteurs de ladite cheminée et/ou en des points situés dans lesdites fumées à traiter entre ladite combustion et ladite unité 35 de traitement et/ou entre ladite combustion et ladite cheminée. 20 - lesdites fumées sont produites par une combustion à l'oxygène et ladite unité de traitement est une unité de purification du dioxyde de carbone contenu dans lesdites fumées. one or more gaseous compositions are evaluated at one or more locations chosen from the following possibilities: at different heights of said stack and / or at points situated in said fumes to be treated between said combustion and said treatment unit and / or between said combustion and said chimney. Said fumes are produced by an oxygen combustion and said treatment unit is a unit for purifying the carbon dioxide contained in said fumes.

L'injection des fumées à traiter dans l'unité de traitement est en général réalisée grâce à un moyen de compression, du type ventilateur ou compresseur. The injection of the fumes to be treated in the treatment unit is generally carried out by means of a compression means, of the fan or compressor type.

La cheminée présente à tout moment une différence de pression hydrostatique, positive ou négative, entre sa base, c'est-à-dire l'endroit où les fumées sont potentiellement admises dans la cheminée, et un point de référence de pression hydrostatique. Ce point de référence doit être tel que la pression mesurée en ce point est indépendante de la composition et de l'état de la colonne de fluide dans la cheminée. Il peut s'agir par exemple d'un point situé à l'extérieur de la cheminée, au niveau de sa base, et soumis à la pression de l'air ambiant. The chimney at all times has a difference in hydrostatic pressure, positive or negative, between its base, ie where the fumes are potentially admitted into the chimney, and a hydrostatic pressure reference point. This reference point must be such that the pressure measured at this point is independent of the composition and condition of the fluid column in the chimney. This may be for example a point located outside the chimney, at its base, and subjected to the pressure of the ambient air.

On peut réguler cette différence de pression de la cheminée en agissant sur le débit de fumées à traiter admis dans l'unité de traitement. En effet, plus ce débit est élevé, plus la pression des fumées dans le système de canalisations baisse, en particulier au niveau de la base de la cheminée; la différence de pression hydrostatique de la cheminée est plus faible, ce qui a tendance à laisser pénétrer de l'air dans la cheminée. Inversement, plus ce débit injecté est faible, plus la pression monte à la base de la cheminée, plus la différence de pression hydrostatique de la cheminée est forte, ce qui a tendance à faire monter la colonne de fluide dans la cheminée, c'est-à-dire à y faire pénétrer des fumées. This difference in pressure of the stack can be regulated by acting on the flow rate of fumes to be treated admitted into the treatment unit. Indeed, the higher the flow rate, the lower the flue gas pressure in the piping system, especially at the base of the chimney; the difference in hydrostatic pressure of the chimney is lower, which tends to allow air to enter the chimney. Conversely, the lower the injected flow rate, the higher the pressure rises at the base of the chimney, the higher the hydrostatic pressure difference of the chimney, which tends to raise the column of fluid in the chimney, it is to make it penetrate fumes.

En pratique, lorsque la cheminée est sensiblement à l'équilibre hydrostatique, une interface gazeuse entre l'air ambiant et les fumées comprenant une grande quantité de CO2 et d'eau s'établit à une certaine hauteur dans la cheminée. Cette hauteur conditionne le poids de la colonne de fluide dans la cheminée, l'air et les fumées n'ayant a priori pas la même masse volumique. En régulant la différence de pression hydrostatique à une certaine valeur de consigne, on peut choisir à quelle hauteur s'établit l'interface. La valeur de consigne tient compte notamment de la composition et de la température des fumées et peut donc varier dans le temps. In practice, when the chimney is substantially at the hydrostatic equilibrium, a gaseous interface between the ambient air and the fumes comprising a large amount of CO2 and water is established at a certain height in the chimney. This height conditions the weight of the fluid column in the chimney, the air and fumes having a priori not the same density. By regulating the hydrostatic pressure difference to a certain setpoint, it is possible to choose how high the interface is established. The setpoint takes into account, in particular, the composition and the temperature of the fumes and can therefore vary with time.

Le procédé peut comprendre la mesure ou l'évaluation de compositions gazeuses permettant au minimum de déterminer si l'on a affaire à de l'air ou des fumées. Ainsi, il est plus facile de contrôler la position de l'interface air/fumées dans la cheminée ou entre la combustion et l'unité de traitement et/ou la cheminée. The method may include measuring or evaluating gaseous compositions to at least determine whether there is air or smoke. Thus, it is easier to control the position of the air / flue interface in the chimney or between the combustion and the treatment unit and / or the chimney.

Par purification du dioxyde de carbone contenu dans les fumées, on veut dire que l'unité de traitement est apte et destinée à retirer certains autres corps ou composés, de façon à obtenir un fluide plus concentré en CO2 que les fumées à traiter injectées dans l'unité de traitement. By purification of the carbon dioxide contained in the fumes, it is meant that the treatment unit is able and intended to remove certain other bodies or compounds, so as to obtain a fluid more concentrated in CO2 than the fumes to be treated injected into the atmosphere. 'processing unit.

L'invention concerne également une installation de combustion et de traitement des fumées comprenant au moins : - au moins une unité apte à et conçue pour réaliser une combustion produisant des fumées et au moins une unité de traitement apte à et conçue pour traiter lesdites fumées ; et - un système de canalisations comprenant une partie apte à et conçue pour conduire lesdites fumées à traiter vers ladite unité de traitement et une autre partie apte à et conçue pour conduire lesdites fumées à traiter vers au moins une cheminée environnée par l'air ambiant ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de maintien d'un équilibre hydrostatique dans ladite cheminée, ladite partie apte à et conçue pour conduire lesdites fumées à traiter vers ladite cheminée étant ouverte, de manière à éviter, d'une part, que lesdites fumées à traiter ne sortent par ladite cheminée et, d'autre part, que ledit air ambiant ne pénètre dans ladite partie dudit système de canalisations apte à et conçue pour conduire lesdites fumées à traiter vers ladite unité de traitement. The invention also relates to a combustion and flue gas treatment plant comprising at least: at least one unit adapted to and designed to perform combustion producing smoke and at least one treatment unit adapted to and designed to treat said flue gases; and - a piping system comprising a portion adapted to and adapted to conduct said fumes to be treated to said treatment unit and another portion adapted to and adapted to conduct said fumes to be treated to at least one chimney surrounded by the ambient air; characterized in that it further comprises means for maintaining a hydrostatic equilibrium in said chimney, said part adapted to and designed to drive said fumes to be treated towards said chimney being open, so as to avoid, on the one hand, that said fumes to be treated do not exit through said chimney and, secondly, that said ambient air does not enter said portion of said piping system adapted to and designed to drive said fumes to be treated to said treatment unit.

Par ailleurs, selon des modes de réalisation particuliers, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : Furthermore, according to particular embodiments, the invention may include one or more of the following features:

- ladite cheminée, comportant une base interne, lesdits moyens de maintien d'un équilibre hydrostatique dans ladite cheminée comprennent un moyen de compression destiné à injecter lesdites fumées dans ladite unité de traitement avec un débit déterminé et un système d'asservissement dudit débit déterminé à la différence de pression entre un point situé dans ladite base interne de la cheminée et un point de référence situé dans ledit air ambiant. - l'installation comporte en outre des moyens aptes à et conçus pour évaluer une ou plusieurs compositions gazeuses à un ou plusieurs endroits choisis parmi les possibilités suivantes : à différentes hauteurs de ladite cheminée et/ou en des points dudit système de canalisations. - ladite unité apte à et conçue pour réaliser une combustion est connectée à au moins une source de gaz riche en oxygène apte et destiné à servir de comburant pour ladite combustion et que ladite unité de traitement apte à et conçue pour traiter lesdites35 fumées est une unité de purification du dioxyde de carbone contenu dans lesdites fumées. said chimney, comprising an internal base, said means for maintaining a hydrostatic equilibrium in said chimney comprise a compression means intended to inject said flue gases into said treatment unit with a determined flow rate and a system for controlling said determined flow rate at the pressure difference between a point in said internal base of the chimney and a reference point in said ambient air. - The installation further comprises means adapted to and designed to evaluate one or more gaseous compositions at one or more locations selected from the following possibilities: at different heights of said chimney and / or at points of said piping system. said unit adapted to and designed for combustion is connected to at least one oxygen-rich gas source capable of serving as an oxidizer for said combustion and that said treatment unit adapted to and designed to treat said fumes is a unit for purifying the carbon dioxide contained in said fumes.

Le moyen de compression est en général un ventilateur, un compresseur ou un système composé de ventilateurs et/ou de compresseurs. Il doit être apte à modifier la pression hydrostatique dans le système de canalisation, en particulier à la base de la cheminée d'évacuation des fumées. The compression means is generally a fan, a compressor or a system consisting of fans and / or compressors. It must be able to modify the hydrostatic pressure in the piping system, especially at the base of the flue gas chimney.

Le but de la mesure ou de l'évaluation d'une ou plusieurs concentrations gazeuses 10 dans le système de canalisations et/ou la cheminée est de pouvoir discriminer entre air et fumées et donc de détecter la position de l'interface air/fumées. The purpose of measuring or evaluating one or more gas concentrations in the pipe system and / or the chimney is to be able to discriminate between air and smoke and thus to detect the position of the air / smoke interface.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures, parmi lesquelles : 15 - la figure 1 représente un dispositif de combustion et de traitement des fumées conforme à l'état de la technique ; - la figure 2 représente un exemple de dispositif de combustion et de traitement des fumées conforme à l'invention. Other particularities and advantages will appear on reading the following description, made with reference to the figures, among which: FIG. 1 represents a combustion and flue gas treatment device according to the state of the art; FIG. 2 represents an example of a combustion and flue gas treatment device according to the invention.

20 Sur la figure 1, on a représenté une installation produisant de l'énergie. Elle comprend une chaudière 1 qui brûle un combustible et produit des fumées la, ainsi qu'une unité 2 de traitement des fumées. Cette unité 2 est conçue pour purifier le CO2 contenu dans les fumées la. Un ventilateur 3, contrôlé en pression par un système 3a contrôle la pression dans la chambre de combustion de la chaudière 1. Des ventilateurs 4 et 5, contrôlés en débit, 25 permettent le cas échéant de recycler des fumées dans la chaudière 1. Un système de canalisations lb, 1c, 1d conduit les fumées la soit vers l'unité 2 de traitement, soit vers une cheminé 6 d'évacuation. Plus précisément, la partie lb, 1c du système de canalisations conduit vers l'unité 2. Une dérivation 1d conduit vers la cheminée 6. Elle est pourvue d'une vanne d'isolement 7. La branche le qui conduit vers l'unité 2 comporte une vanne 30 d'isolement 8. In Figure 1, there is shown a plant producing energy. It comprises a boiler 1 which burns fuel and produces fumes 1a, and a unit 2 for treating fumes. This unit 2 is designed to purify the CO2 contained in the fumes. A fan 3, pressure-controlled by a system 3a, controls the pressure in the combustion chamber of the boiler 1. Fans 4 and 5, which are flow-controlled, enable the recirculation of fumes in the boiler 1, where appropriate. Pipes lb, 1c, 1d leads the fumes to either the treatment unit 2 or to a chimney 6 evacuation. More specifically, the portion 1b, 1c of the piping system leads to the unit 2. A branch 1d leads to the stack 6. It is provided with an isolation valve 7. The branch that leads to the unit 2 comprises an isolation valve 8.

En fonctionnement normal, le compresseur 10 injecte les fumées à traiter dans l'unité 2. Il est contrôlé par un système l0a en fonction de la pression amont. La vanne 7 est fermée, de sorte que la cheminée 6 ne reçoit pas de fumées la. La vanne 8 est ouverte. En cas d'arrêt de l'unité 2 de traitement des fumées, éventuellement dû à un arrêt du compresseur 10, on ferme la vanne 8 et on ouvre simultanément la vanne 7. Du fait du 35 temps d'ouverture, la pression monte au point 9 et dans le système de canalisations à l'amont du point 9, ce qui peut entraîner un arrêt de la chaudière 1. In normal operation, the compressor 10 injects the fumes to be treated in the unit 2. It is controlled by a system 10a as a function of the upstream pressure. The valve 7 is closed, so that the chimney 6 does not receive smoke la. Valve 8 is open. In case of shutdown of the flue gas treatment unit 2, possibly due to a shutdown of the compressor 10, the valve 8 is closed and the valve 7 is simultaneously opened. Due to the opening time, the pressure rises to point 9 and in the piping system upstream of point 9, which may cause a shutdown of the boiler 1.

Inversement, au redémarrage de l'unité 2, alors que les fumées la sont évacuées par 5 la cheminée 6, on ouvre la vanne 8 et on ferme la vanne 7. Le même problème peut se poser. Conversely, at the restart of the unit 2, while the fumes are evacuated through the chimney 6, the valve 8 is opened and the valve 7 is closed. The same problem may arise.

Sur la figure 2, le compresseur 10 comporte un système d'asservissement l0a la différence de pression hydrostatique entre un point 10c situé dans la base 6d de la cheminée 6 et un point de référence l0b situé à l'extérieur de la cheminée. Ainsi, la partie ld du 10 système de canalisations menant à la cheminée restant ouverte (non fermée par une vanne 7), il est possible de réguler la différence de pression hydrostatique vue par la cheminée 6 en jouant sur le débit injecté par le compresseur 10 dans l'unité 2 de traitement des fumées, de sorte que l'air ambiant 6b ne rentre pas dans le système de canalisations lb, 1c, 1d et que les fumées la ne sortent pas par la cheminée 6. 15 Il se forme dans la cheminée une interface gazeuse 6c entre l'air ambiant 6b et les fumées la. En régulant la différence de pression hydrostatique de la cheminée 6, on peut faire monter ou descendre l'interface 6c. En pratique, on la stabilise de préférence à mi-hauteur de la cheminée 6, de façon à minimiser les entrées-sorties de gaz via la cheminée 6. 20 De manière complémentaire, on peut placer des systèmes 11 d'évaluation de la concentration en CO2 à différentes hauteurs de la cheminée 6, de manière à localiser l'interface 6c et à corriger la consigne de différence de pression hydrostatique de la cheminée 6. Une différence plus faible fait descendre l'interface 6c, tandis qu'une 25 différence plus forte la fait remonter. In FIG. 2, the compressor 10 comprises a servo system 10a the hydrostatic pressure difference between a point 10c located in the base 6d of the chimney 6 and a reference point 10b located outside the chimney. Thus, the part ld of the pipe system leading to the chimney remaining open (not closed by a valve 7), it is possible to regulate the hydrostatic pressure difference seen by the chimney 6 by varying the flow rate injected by the compressor 10 in the smoke treatment unit 2, so that the ambient air 6b does not enter the pipe system lb, 1c, 1d and that the fumes do not come out of the chimney 6. 15 It forms in the chimney a gas interface 6c between the ambient air 6b and the fumes la. By regulating the hydrostatic pressure difference of the chimney 6, the interface 6c can be raised or lowered. In practice, it is preferably stabilized at mid-height of the stack 6, so as to minimize the gas inlet-outlets via the stack 6. In a complementary manner, it is possible to place systems 11 for evaluating the concentration of CO2 at different heights of the chimney 6, so as to locate the interface 6c and correct the hydrostatic pressure difference setpoint of the stack 6. A lower difference makes the interface 6c descend, while a difference 25 strong makes it go up.

L'installation peut aussi comporter des moyens 12 d'évaluation de la composition gazeuse dans les parties lb, 1c et/ou 1d du système de canalisation, pour détecter une entrée d'air ambiant 6b. En cas d'arrêt ou de baisse de régime de l'unité 2, l'équilibre hydrostatique de la cheminée 6 est rompu et le trop plein de fumées la peut s'écouler via la cheminée 6 sans apparition d'une surpression significative en amont. L'unité de combustion 1 est donc protégée lorsque les fumées, en tout ou partie, doivent être évacuées sans traitement. 30 The installation may also include means 12 for evaluating the gaseous composition in parts 1b, 1c and / or 1d of the pipe system, for detecting an ambient air inlet 6b. In case of shutdown or deceleration of unit 2, the hydrostatic equilibrium of the chimney 6 is broken and the overflow of fumes can flow through the chimney 6 without the appearance of a significant overpressure upstream. . Combustion unit 1 is therefore protected when all or part of the smoke must be evacuated without treatment. 30

Claims

Revendications1. Process for the treatment of fumes (la) resulting from a combustion (1), in which said fumes (la) to be treated are conducted to at least one treatment unit (2) and to at least one chimney (6) opening in the ambient air (6b), characterized in that said fumes (1a) are in fluid continuity with the ambient air (6b) via said chimney (6) and in that said chimney (6) is maintained in hydrostatic equilibrium, so as to prevent, on the one hand, said fumes (1a) from leaving via said stack (6) and, on the other hand, the ambient air (6b) from reaching said treatment unit (2) passing through said chimney (6).

2. Method according to claim 1, characterized in that a given flow rate of fumes (la) to be treated in said treatment unit (2).

3. Method according to claim 2, characterized in that, said chimney (6) having a hydrostatic pressure difference between its internal base (10c) and the ambient air (6b) at a reference point (10b), is regulated said determined flue gas flow rate (la) injected into said treatment unit (2) so as to maintain said pressure difference at a set point.

4. Method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that, an interface (6c) between said fumes (la) to be treated and the ambient air (6b) established in said chimney (6) , said setpoint value is chosen so that said interface (6c) is located substantially halfway up said chimney (6).

5. Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that one or more gaseous compositions are evaluated at one or more locations (9, 10b, 10c, 1c) chosen from the following possibilities: at different heights of said chimney (6) and / or at points situated in said fumes (la) to be treated between said combustion (1) and said treatment unit (2) and / or between said combustion (1) and said chimney (6) .

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said fumes (la) are produced by combustion (1) with oxygen and said treatment unit (2) is a purification unit of carbon dioxide contained in said fumes (la).

7. Combustion and flue gas treatment plant (1a) comprising at least: - at least one unit (1) adapted to and designed to produce a flue-producing combustion (1a) and at least one treatment unit (2) capable of to and designed to treat said fumes (la); and - a piping system (lb, 1c, 1d) comprising a part (lb, 1c) adapted to and designed to conduct said fumes (la) to be treated to said treatment unit (2) and another part (1 d) adapted to and adapted to conduct said fumes (1a) to be treated to at least one stack (6) surrounded by ambient air (6b); characterized in that it further comprises means (10, 10a) for maintaining a hydrostatic equilibrium in said chimney (6), said part (1 d) adapted to and designed to conduct said fumes (la) to be treated to said chimney (6) being open, so as to prevent, on the one hand, that said fumes (la) to be treated exit through said chimney (6) and, on the other hand, that said ambient air (6b) does not penetrate in said portion (lb, lc) of said piping system (lb, lc, ld) adapted and adapted to conduct said fumes (la) to be treated to said treatment unit (2).

8. Installation according to claim 7, characterized in that, said chimney (6) having an inner base (6d), said means (10, 10a) for maintaining a hydrostatic equilibrium in said chimney (6) comprise a means of compression (10) for injecting said fumes (1a) into said processing unit (2) with a determined flow rate and a system (10a) for controlling said determined flow rate at the pressure difference between a point (10c) in said internal base (6d) of the chimney (6) and a reference point (10b) located in said ambient air (6b).

9. Installation according to any one of claims 7 or 8, characterized in that it further comprises means (11, 12) adapted to and designed to evaluate one or more gaseous compositions at one or more locations (9, 10b , 10c, 1c) selected from the following possibilities: at different heights of said chimney (6) and / or at points of said piping system (lb, lc, ld).

10. Installation according to any one of claims 7 to 9, characterized in that said unit (1) adapted to and designed to achieve combustion is connected to at least one oxygen-rich gas source suitable and intended to serve as oxidant for said combustion and that said processing unit (2) adapted to and designed to treat said fumes (1a) is a unit for purifying the carbon dioxide contained in said fumes (1a).