FR2979974A3

FR2979974A3 - Procede et systeme de traitement de gaz de combustion d'une source de chaleur

Info

Publication number: FR2979974A3
Application number: FR1258668A
Authority: FR
Inventors: Julius Lukovics; Jozef Konczer; Ernest Szabo; Tomas Potasch
Original assignee: COM THERM SPOL S R O; Heloro S R O
Current assignee: COM THERM SPOL S R O; Heloro S R O
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-03-15
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: SK6120Y1; FR2979974B3; HU4233U; FI9994U1; CZ24883U1; SK500912011U1; DK201200135U3; LU92073B1; PL121347U1

Abstract

Cette invention porte sur un procédé de traitement de gaz de combustion de combustible gazeux (19) dans une source de chaleur (2), principalement à partir de combustible gazeux (19) ayant une teneur en hydrogène, ce par quoi la source de chaleur (2) transfère la chaleur au milieu chauffant sur la conduite de sortie (3) et le milieu chauffant retourne à nouveau à la source de chaleur (2) par la conduite de retour (4), caractérisé par le fait que les gaz de combustion, après la sortie de la source de chaleur (2), sont refroidis dans le thermocondenseur (1) à une température qui est inférieure à la température du milieu chauffant dans la conduite de retour (4), une condensation au moins partielle de la vapeur d'eau et une libération de chaleur à partir des gaz de combustion et un séchage au moins partiel des gaz de combustion se produisant. Cette invention porte également sur un système pour mettre en oeuvre ledit procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) .

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE TRAITEMENT DE GAZ DE COMBUSTION D'UNE SOURCE DE CHALEUR Domaine technologique Cette invention porte sur un procédé et sur un système de traitement de gaz de combustion générés par le processus de combustion dans des installations de chauffage, des centrales de cogénération, des centrales électriques, etc., où un combustible gazeux, principalement du gaz naturel ou du méthane, du biogaz, du gaz géothermique ou autres mélanges gazeux contenant de l'hydrogène sont utilisés. L'invention décrit une utilisation plus efficace et non conventionnelle du combustible gazeux utilisé pour le chauffage, les résidus de combustion étant traités de façon à obtenir une chaleur utilisable additionnelle et éventuellement également à éliminer le composé CO2 à partir de ceux-ci.

Etat courant de la technologie Des chaudières à gaz, qui utilisent la chaleur de condensation, sont connues. Lors de la combustion de gaz naturel CH4 ou de propane C31-18, ou d'un autre combustible gazeux, de l'hydrogène gazeux H2 contenu dans le gaz brûle. La combustion de l'hydrogène H2 conjointement avec le dioxyde de carbone CO2 crée également de la vapeur d'eau. Le refroidissement du gaz de combustion au-dessous du point de rosée, une condensation de la vapeur d'eau H2O et une libération de la chaleur de condensation se produisent. 1 m3 de gaz contient approximativement 0,17 kg d'hydrogène H2, sa combustion crée 1,54 kg d'eau H2O sous la forme de vapeur d'eau de 2 m3 environ. A la chaleur d'évaporation de l'eau de 2 499 kJ/kg, la condensation de cette vapeur représente 3 848,5 kJ de chaleur latente. Les solutions connues de chaudières à condensation agissent de telle 5 sorte que le milieu chauffant dans la conduite de retour a une température suffisamment inférieure à la température de point de rosée, qui est inférieure à 57°C dans des conditions de combustion normales. La température du milieu chauffant dans la conduite de retour de la chaudière à 10 condensation devrait se situer dans un intervalle allant de 35°C jusqu'à 40°C. Une telle solution n'est pas applicable pour un chauffage central où une installation de chauffage fonctionne avec un milieu chauffant bien plus chaud dans sa conduite de retour. 15 Une connexion connue de thermocondenseurs dans l'échappement de gaz de combustion présente l'inconvénient que le gaz de combustion ne peut pas être refroidi au- dessous de la température de la conduite de retour. Une condensation partielle débute à la température de gaz de 20 combustion inférieure à 70°C ; cependant, un usage efficace de chaleur latente spécifique se produit seulement aux températures inférieures au point de rosée. Plus nous parvenons à refroidir les gaz de combustion, et ainsi plus la condensation de vapeur d'eau à partir des gaz de 25 combustion est efficace, plus nous pouvons utiliser de chaleur résiduelle. Des thermocondenseurs couramment utilisés connectés dans la conduite du gaz de combustion de chauffage central augmentent juste dans le principe la surface d'échange de chaleur de la chaudière. De manière 30 similaire, les solutions décrites dans les demandes de brevets publiées FR2921717A1 et CN1865815A ne résolvent pas la création d'un gradient de température suffisant au niveau du thermocondenseur.

Il est nécessaire de trouver une solution, par laquelle à diverses températures de la conduite de retour, encore plus élevées, il soit permis de refroidir les gaz de combustion et de les utiliser pour le chauffage tout en ayant une capacité à aider à une séparation ultérieure de CO2 sous une forme liquide. Principe de l'invention Les insuffisances du procédé de l'état antérieur de la technique sont sensiblement éliminées par le procédé de traitement de gaz de combustion créé par combustion de combustibles gazeux dans une source de chaleur, principalement à partir de combustibles gazeux tels que du gaz naturel, du méthane, du biogaz, du gaz géothermique ou autre gaz contenant de l'hydrogène, où une source de chaleur transmet de la chaleur dans le milieu chauffant à la conduite d'échappement et le milieu chauffant retourne à nouveau par la conduite de retour vers la source de chaleur. Selon cette solution technique, dont le principe est que le gaz de combustion à sa sortie de la source de chaleur est refroidi dans le condenseur à une température qui est inférieure à la température de point de rosée du gaz de combustion et inférieure à la température de la conduite de retour de milieu chauffant, un refroidissement provoque une condensation de vapeur d'eau et sèche les gaz de combustion. Un thermocondenseur est un type spécifique d'échangeur de chaleur qui est approprié pour des effets agressifs de condensat précipité à partir de gaz de combustion. Ce refroidissement de gaz de combustion au-dessous de la température de la conduite de retour ne peut pas être réalisé par l'échangeur de chaleur fonctionnant avec un milieu chauffant dans la conduite de retour ; au contraire, il est nécessaire d'avoir un gradient de température suffisant, ce qui crée immédiatement des complications techniques. Des sources de chaleur centrales travaillent avec une température de conduite de retour relativement élevée et à cette température, même avec une surface de transfert de chaleur importante, il n'est pas possible de parvenir à une condensation des gaz de combustion avec une utilisation directe de la conduite de retour. En principe, également l'augmentation de la température et par la suite l'augmentation de la température de la conduite de retour de chaudières à condensation normales, en raison de pertes de chaleur accrues des objets chauffés, conduisent à une réduction réelle du rendement des chaudières à condensation qui sont conçues spécialement pour un chauffage à basse température. [Explication : Ceci signifie que, dans une chaudière à condensation normale, nous augmenterons la température à la sortie (par exemple, en raison d'une perte de chaleur plus importante, pour des températures de radiateurs supérieures dans le bâtiment), mais augmenterons également la température du raccordement de retour. Cependant, ceci provoque une réduction du rendement de la chaudière à condensation. La chaudière à condensation est conçue en particulier pour le chauffage à basse température.] Dans le cas d'un chauffage central utilisant cette solution technique, les gaz de combustion provenant de la source de chaleur sont refroidis dans un thermocondenseur avec un circuit de refroidissement non directement relié à la conduite de retour de milieu chauffant. Le refroidissement décrit a deux avantages principaux combinables mutuellement. Le refroidissement dans le thermocondenseur libère la chaleur et en même temps du CO2, considéré comme un gaz à effet de serre et dont une libération dans l'air est sanctionnée à divers niveaux, lequel CO2 peut être éliminé à partir de gaz de combustion séchés par un refroidissement supplémentaire. Le milieu chauffant se présente habituellement sous la forme d'eau traitée. La chaleur libérée dans le thermocondenseur a un caractère basse température par rapport au milieu chauffant et ne peut pas être éliminée directement vers la soupape de retour, d'où il résulte qu'une solution appropriée sera un thermocondenseur refroidissant les gaz de combustion et relié à une pompe à chaleur, de telle sorte que la chaleur provenant du thermocondenseur est amenée par le milieu de transfert de chaleur à l'entrée de la pompe à chaleur qui transfère la chaleur à la soupape de retour du milieu chauffant. De cette manière, un préchauffage de milieu chauffant avant l'entrée dans la source de chaleur principale est réalisé. La pompe à chaleur fonctionnera dans un agencement approprié de telle sorte que le circuit basse température à l'entrée de la pompe sera fermé en boucle avec le thermocondenseur et simultanément une soupape à trois voies réglable et une pompe délivrant le milieu de transfert de chaleur également à partir d'une autre source de chaleur à bas potentiel sera reliée à ce circuit. Les gaz de combustion refroidis en sortie du thermocondenseur peuvent être partiellement chauffés à un second échangeur de chaleur qui peut être relié à un premier échangeur de chaleur placé en amont du thermocondenseur. Dans le cas où les gaz de combustion seraient chauffés à la température qu'ils avaient auparavant, l'équilibre de chaleur est toujours positif, tandis que, dans des gaz de combustion secs, il n'y a pas d'eau, d'où il résulte qu'il n'est pas nécessaire de les chauffer à nouveau. Une solution appropriée est de chauffer les gaz de combustion uniquement partiellement juste au-dessus de la température de point de rosée, de telle sorte que les résidus d'eau éventuels ne tenteront pas de condenser dans la cheminée. Après un second échangeur de chaleur, un ventilateur pour les gaz de combustion peut également être installé. L'avantage essentiel de la solution présentée est la possibilité de séparer le CO2 des gaz de combustion séchés, par exemple par liquéfaction. Le séparateur de CO2 peut être relié derrière le thermocondenseur, ou après le second échangeur de chaleur, respectivement. L'agencement dans lequel la source de chaleur ou une partie de la source de chaleur est créée par la centrale de cogénération produisant de l'énergie électrique et de la chaleur sera particulièrement approprié. L'énergie électrique produite peut être utilisée en tant qu'entraînement pour une pompe à chaleur ainsi qu'en tant qu'alimentation pour les autres éléments de régulation et la pompe à circulation. L'agencement d'étages de préchauffage individuels de conduite réversible peut avoir divers ordres, par exemple celui dans lequel le milieu chauffant est tout d'abord chauffé par la pompe à chaleur, puis par la chaleur d'échappement provenant d'une centrale de cogénération et directement par la suite par les gaz de combustion dans le premier échangeur de chaleur de type gaz/liquide. Cet ordre est avantageux principalement en termes de gradients de température ; cependant, en principe, il est possible d'utiliser un ordre différent ou d'exclure certains types de préchauffage tout en maintenant la solution technique présentée.

Par conséquent, la présente invention porte sur un procédé de traitement de gaz de combustion de combustible gazeux dans une source de chaleur, principalement à partir de combustible gazeux ayant une teneur en hydrogène, ce par quoi la source de chaleur transfère la chaleur au milieu chauffant sur la conduite de sortie et le milieu chauffant retourne à nouveau à la source de chaleur à travers la conduite de retour, caractérisé par le fait que les gaz de combustion, après la sortie de la source de chaleur, sont dans un thermocondenseur refroidis à une température qui est inférieure à la température de milieu chauffant dans la conduite de retour, une condensation au moins partielle de vapeur d'eau et une libération de chaleur à partir des gaz de combustion et un séchage au moins partiel des gaz de combustion se produisant. Les gaz de combustion peuvent être refroidis à une température comprise entre 10°C et 50°C, de préférence entre 25°C et 40°C.

Les gaz de combustion peuvent être refroidis jusqu'à la température de liquéfaction de CO2 ou au-dessous de celle-ci et du CO2 être séparé des gaz de combustion libérés dans l'air. La chaleur provenant de la chaleur des gaz de 25 combustion peut être transférée avantageusement par le thermocondenseur à la pompe à chaleur qui chauffe le milieu chauffant de préférence dans la conduite de retour de milieu chauffant. Les gaz de combustion, en amont du 30 thermocondenseur, peuvent être amenés à travers le premier échangeur de chaleur qui chauffe le milieu chauffant dans la conduite de retour.

Au moins une partie de la source de chaleur peut provenir d'une centrale de cogénération qui produit de l'énergie électrique. Au moins une partie de l'énergie électrique 5 produite peut être utilisée pour alimenter la pompe à chaleur et/ou des éléments de régulation et/ou des pompes à circulation. La centrale de cogénération peut chauffer le milieu chauffant par sa chaleur perdue, de préférence dans 10 la conduite de retour, et de préférence à travers l'échangeur de chaleur avec la pompe à chaleur. Les gaz de combustion, après leur sortie du thermocondenseur, peuvent être chauffés dans le second échangeur de chaleur, de préférence au-dessus de la 15 température de point de rosée des gaz de combustion ou à la température de point de rosée des gaz de combustion. La chaleur utilisée pour chauffer les gaz de combustion à la sortie du thermocondenseur peut être extraite à partir du premier condenseur de chaleur, qui est 20 intégré en amont du thermocondenseur ou à partir du milieu chauffant dans la conduite de retour. Le milieu de transfert de chaleur entre le thermocondenseur et la pompe à chaleur peut être mélangé mutuellement à travers une soupape à trois voies ou peut 25 être mélangé avec le milieu de transfert de chaleur à partir d'une autre source de chaleur à faible potentiel. La présente invention porte également sur un système de traitement de gaz de combustion générés par combustion du combustible gazeux dans une source de 30 chaleur, principalement par du combustible gazeux contenant de l'hydrogène, où la source de chaleur est reliée à la sortie de la conduite de retour de milieu chauffant, caractérisé par le fait que dans l'échappement, est relié un élément chauffant avec une surface de transfert de chaleur refroidie à une température inférieure à la température de conduite de retour de milieu chauffant, cet élément étant de préférence une partie du thermocondenseur.

Dans l'échappement de gaz de combustion, de préférence dans le mécanisme d'aspiration des gaz de combustion au moins partiellement séchés, il peut se trouver un séparateur de CO2 intégré travaillant selon le principe de refroidissement.

Le thermocondenseur peut être relié à l'entrée de la pompe à chaleur et la sortie de la pompe à chaleur peut être reliée au chauffage du milieu chauffant dans la conduite de retour. La sortie de la pompe à chaleur peut être reliée 15 à la conduite de retour de milieu chauffant par l'échangeur de chaleur. La source de chaleur peut être créée par la chaudière à combustible gazeux et/ou la centrale de cogénération, dont la sortie d'alimentation électrique est 20 reliée à la pompe à chaleur en tant qu'alimentation électrique. Le refroidissement de la centrale de cogénération peut être relié au chauffage du milieu chauffant, de préférence dans la conduite de retour et par l'échangeur de 25 chaleur. Une source de chaleur à faible potentiel indépendante peut être reliée au circuit de milieu de transfert de chaleur entre la pompe à chaleur et le thermocondenseur. 30 Une soupape à trois voies peut être reliée au circuit de milieu de transfert de chaleur. Dans l'échappement de gaz de combustion, il peut se trouver le premier échangeur de chaleur relié en amont du thermocondenseur et/ou en amont du séparateur de CO2 et le second échangeur de chaleur peut être relié derrière le thermocondenseur et/ou le séparateur de CO2, les deux échangeurs de chaleur étant reliés à la conduite de retour de milieu chauffant, de préférence reliés mutuellement en série. Le ventilateur pour les gaz de combustion peut être relié à l'échappement de gaz de combustion. Le système peut comprendre au moins une pompe à 10 circulation et au moins une soupape. Brève description des dessins L'invention est expliquée plus en détail dans les 15 exemples sur les Figures 1 à 4. La Figure 1 représente une vue schématique au niveau de l'agencement de thermocondenseur dans la sortie des gaz de combustion provenant de la chaudière conjointement avec deux échangeurs de chaleur et un 20 ventilateur pour les gaz de combustion, ce par quoi le thermocondenseur transmet de la chaleur à une pompe à chaleur. La Figure 2 représente une vue schématique au niveau de l'agencement de séparateur dans la sortie des gaz 25 de combustion provenant de la chaudière conjointement avec deux échangeurs de chaleur et un ventilateur pour les gaz de combustion. La Figure 3 représente une vue schématique de la liaison de la chaudière de chauffage classique avec une 30 centrale de cogénération et une pompe à chaleur qui est alimentée par l'énergie électrique provenant de la centrale de cogénération.

La Figure 4 représente une liaison d'une centrale de cogénération avec un thermocondenseur sans chaudière. Exemples d'application de l'invention Exemple 1 Dans cet exemple est décrite une liaison dans une installation de chauffage central qui crée le système de traitement de gaz de combustion d'une source de chaleur 2 selon les Figures 1 et 3. La source de chaleur 2 est créée par la chaudière à gaz 7 ou interconnectée aux chaudières à gaz pour du gaz naturel 7 et une centrale de cogénération 8 qui brûle également du gaz naturel. Les gaz de combustion provenant de la centrale de cogénération 8 et des chaudières à gaz 7 sont amenés dans la conduite de gaz de combustion commune 5 où le premier échangeur de chaleur à plaques 10 de type gaz/liquide est installé. Dans ce premier échangeur de chaleur 10, la chaleur est transférée au milieu chauffant à des températures supérieures à la température de la conduite de retour 4. A côté de celui-ci, se trouve un thermocondenseur 1 qui est apte à refroidir les gaz de combustion à une température inférieure à celle de la conduite de retour 4 du milieu chauffant étant donné qu'il n'est pas relié à la conduite de retour relativement chaude 4, mais à la pompe à chaleur 9. A partir du thermocondenseur 1, la chaleur est transférée par le circuit indépendant avec un milieu de transfert de chaleur 20 dans la pompe à chaleur 9, où cette chaleur à faible potentiel est pompée à une température supérieure, maintenant utilisable dans le système de chauffage. Dans des configurations favorables, la sortie de la pompe à chaleur 9 réchauffera la conduite de retour 4 du milieu chauffant, de telle manière qu'un meilleur gradient de température à l'échangeur de type liquide/liquide 12 correspondant est obtenu. Dans cet exemple, l'eau traitée est utilisée en tant que milieu chauffant et milieu de transfert de chaleur 20. Etant donné que les conditions de température initiales à la sortie du thermocondenseur 1 ne sont habituellement pas favorables pour le démarrage de la pompe à chaleur 9, le circuit avec le milieu de transfert de chaleur 20 et la pompe à circulation 13, normalement fermé, est complété par la soupape à trois voies 14 et relié à une source additionnelle de chaleur à faible potentiel 16, par exemple dans un réservoir d'alimentation, un réservoir, un puits d'eau, une rivière, etc. Après le lancement du système, la température du milieu de transfert de chaleur 20 est régulée par la soupape à trois voies 14 et par la liaison à l'alimentation en eau traitée, de telle sorte que la pompe à chaleur 9 travaille dans une zone efficace de sa caractéristique. Après stabilisation des conditions de température, la pompe à chaleur 9 travaille exclusivement avec un milieu 20 dans un circuit fermé avec le thermocondenseur 1. Dans cet exemple, le séparateur de CO2 6 est agencé derrière le thermocondenseur 1. Il pourrait 25 également être installé dans une partie différente de l'échappement de gaz de combustion séchés ; cependant, en ce point, les gaz de combustion sont dans le principe les plus froids et de cette manière le séparateur 6 travaillant sur le principe de liquéfaction de CO2 travaillera par 30 conséquent avec un rendement maximal. L'utilisation du séparateur de CO2 6 n'est cependant pas nécessaire, il améliore juste le rendement global d'ensemble de l'agencement.

En aval du séparateur de CO2 6, se trouve juste un échangeur de chaleur additionnel 11 de type gaz/liquide. Un rôle du second échangeur de chaleur est de réchauffer les gaz de combustion séchés jusqu'à la température supérieure au point de rosée. Le premier échangeur de chaleur 10 est relié en série au second échangeur de chaleur 11 et les sorties de cette liaison tombent dans la conduite de retour 4 du milieu chauffant, de préférence raccordées derrière les liaisons d'échangeur de chaleur 12 à la pompe à chaleur 9 et à partir de la centrale de cogénération 8. De cette manière, les gaz de combustion transfèrent tout d'abord une partie de leur partie de chaleur dans l'échangeur de chaleur 10 et cette chaleur est utilisée pour chauffer la conduite de retour 4 ou pour chauffer ultérieurement les gaz de combustion refroidis et séchés dans le thermocondenseur 1, respectivement. Une chaleur à faible potentiel qui est obtenue à partir des gaz de combustion dans le thermocondenseur 1 comprenant la chaleur de condensation de vapeur d'eau est une source de chaleur à l'entrée de la pompe à chaleur 9. En aval du second échangeur de chaleur 11, dans la conduite des gaz de combustion 5, se trouve un ventilateur pour les gaz de combustion 15 qui améliore le souffle de cheminée. Le souffle de cheminée améliore également le chauffage des gaz de combustion séchés dans le second échangeur de chaleur 11. Dans ce cas, la centrale de cogénération 8 est constituée par un moteur à combustion classique adapté pour le combustible gazeux 19, qui est le gaz naturel, ce par quoi les gaz de combustion sont vidés dans l'échappement de gaz de combustion commun 5. La centrale de cogénération 8 génère de la chaleur qui est transférée dans la conduite de retour 4. Il peut y avoir une liaison directe ou, dans un agencement préféré selon cet exemple, un circuit séparé qui est relié par l'échangeur de chaleur de type liquide/liquide 12 à la conduite de retour 4 du milieu chauffant. Une circulation dans le circuit échangeur de chaleur-centrale de cogénération 8 sera assurée par la pompe à circulation 13. La pompe à circulation 13 peut être utilisée également sur le côté de la liaison de l'échangeur de chaleur 12 à la conduite de retour 4. En ce qui concerne les conditions hydrauliques dans la canalisation et l'échangeur de chaleur 12, la pompe à circulation 13 assurera également une fonction de régulation sans l'implication de soupapes classiques 17. Les soupapes classiques 17 peuvent être placées en tant que dérivation au niveau du premier échangeur de chaleur 10, en tant que dérivation à l'échangeur 12 de la pompe à chaleur 9, à des liaisons avec une autre source de chaleur à faible potentiel 16 et dans d'autres positions. La centrale de cogénération 8 est reliée par sa sortie électrique au réseau de distribution d'électricité 20 publique 18, par des liaisons connues de régulation, des éléments de synchronisation et éventuellement un transformateur. En ce qui concerne les besoins de l'installation de chauffage, la sortie électrique de la centrale de cogénération 8 est utilisée en tant 25 qu'alimentation de tous les systèmes y compris la pompe à chaleur 9, les pompes à circulation 13 et les éléments de régulation. Une évolution des températures, des gradients de température dans des parties individuelles de la liaison 30 peuvent être décrits dans cet exemple comme suit. Une installation de chauffage central délivre de la chaleur à des ensembles résidentiels dans la ville, ce par quoi elle a une température de 50°C dans la conduite de retour 4 à l'entrée. Dans une liaison normale, la chaudière 7 utilisant le combustible gazeux 19 doit réchauffer le milieu chauffant à partir d'une température de 50°C jusqu'à 75°C requis dans la conduite de sortie 3 seulement dans le 5 chauffage direct dans la chaudière. Le premier coude dans la conduite de retour 4 représente la liaison de l'échangeur de chaleur 12 dans la conduite de la pompe à chaleur 9. Une dérivation régulée de cette liaison est assurée par une soupape de sécurité 17. Dans l'échangeur de 10 chaleur 12, le milieu chauffant est chauffé jusqu'à 52°C grâce au gradient thermique 55°C/50°C sur le côté pompe à chaleur 9. De cette manière, la pompe à chaleur 9 est apte à préchauffer la conduite de retour de 2°C. Dans le circuit entre la pompe à chaleur 9 et l'échangeur de chaleur 12, 15 une pompe à circulation 13 est agencée. Encore dans la conduite de retour 4, par la pompe à circulation 13, un échangeur de chaleur 12 est relié à partir du côté de l'unité de cogénération 8. Les gaz de combustion avec une température de 60°C sortent de la 20 centrale de cogénération 8. Egalement, le milieu de transfert de chaleur avec une température de 78°C sort de la centrale de cogénération 8, après un transfert de chaleur celui-ci sort de l'échangeur de chaleur 12 avec une température de 56°C. Ce gradient thermique assure le 25 chauffage du milieu chauffant de 52°C à 55°C. Par conséquent, les entrées des premier et second échangeurs de chaleur 10, 11, reliés mutuellement en série, sont reliées à la conduite de retour 4. Le milieu chauffant à 55°C, à l'aide de la pompe à circulation 13, arrive dans le second 30 échangeur de chaleur 11 où il chauffe les gaz de combustion, la sortie du second échangeur de chaleur 11, est reliée à l'entrée du premier échangeur de chaleur 10, où l'eau de chauffage est également chauffée par les gaz de combustion chauds avant leur entrée dans le thermocondenseur 1. Ici, le milieu chauffant est chauffé à 57°C et retourne à nouveau vers la conduite de retour 4 à une température de 56°C (la différence entre 56°C et 57°C est créée par les pertes de chaleur). Le milieu chauffant préchauffé à 56°C entre dans la chaudière 7, ce qui représente des économies significatives de chaleur lorsque la chaudière 7 chauffe le milieu chauffant dans la conduite de sortie avec une chaleur libérée directement significativement inférieure. Par une certaine simplification, il peut être énoncé que, dans ce cas, une partie d'énergie, qui représente le chauffage du milieu chauffant de 50°C à 56°C, est économisée. Un milieu de transfert de chaleur circule dans un circuit séparé de la pompe à chaleur 9, ce par quoi il a un gradient de température de 10°C/18°C. [Explication : Dans ce cas, le gradient de température se rapporte à la pompe à chaleur]. A l'entrée du thermocondenseur 1 règne un gradient thermique de 10°C/31°C. Une régulation de température appropriée est assurée par la soupape à trois voies 14. Cet exemple montre les avantages de l'agencement proposé, par lequel la conduite de refroidissement du thermocondenseur 1 est alimentée par le milieu de transfert de chaleur avec une température de seulement 10°C, ce qui assure un gradient de température suffisant qui ne peut pas être atteint par le milieu chauffant avec une température d'au moins 50°C. Toutes les températures citées dans cet exemple doivent être considérées comme étant un exemple qui peut être différent d'autres exemples d'encore plus que la plage de +-10°C, où un niveau mutuel de plages de température est important plutôt qu'une valeur spécifique. Par conséquent, il est nécessaire de considérer les valeurs citées comme un exemple qui ne limite pas la portée de la protection seulement aux valeurs citées. Exemple 2 Dans ce cas, selon les termes des Figures 2 et 4, une liaison avec une centrale de cogénération 8, qui est alimentée par le combustible gazeux, par du biogaz dans ce cas, et génère également une source de chaleur 2, est décrite. Par comparaison avec l'exemple précédent, une pompe à chaleur 9 n'est pas reliée mais les gaz de combustion, après passage à travers le premier échangeur de chaleur 10, sont amenés dans le séparateur de CO2 6, où ils sont refroidis au-dessous de la température du milieu chauffant dans la conduite de retour 4, donc à la température de liquéfaction du CO2. Par conséquent, les gaz de combustion sont chauffés dans le second échangeur de chaleur 11 et sont libérés dans l'air par le ventilateur pour les gaz de combustion 15. En principe, un tel agencement peut être combiné à la liaison d'une chaudière à combustible gazeux ; la liaison individuelle sera affectée par un rapport de performances électrique et thermique requis.

Application industrielle L'application industrielle est évidente. Selon la présente invention, il est possible d'utiliser de manière industrielle et répétée la chaleur provenant de la source de chaleur et de séparer efficacement le CO2 des gaz de combustion. Une liaison et un procédé associé à celle-ci augmentent le rendement thermique du système et augmentent l'efficacité technique du combustible gazeux.

Liste des chiffres de référence 1 - thermocondenseur 2 - source de chaleur 3 - conduite de sortie du milieu chauffant 4 - conduite de retour du milieu chauffant 5 - échappement de gaz de combustion 6 - séparateur de CO2 7 - chaudière de combustible gazeux 10 8 - centrale de cogénération 9 - pompe à chaleur - première échangeur de chaleur (type gaz/liquide) 11 - second échangeur de chaleur (type gaz/liquide) 12 - échangeur de chaleur (type liquide/liquide) 15 13 - pompe à circulation 14 - soupape à trois voies - ventilateur pour les gaz de combustion 16 - source de chaleur à faible potentiel 17 - soupape 18 - système électrique 19 - combustible gazeux 20 - milieu de transfert de chaleur

Claims

REVENDICATIONS1 - Procédé de traitement de gaz de combustion de combustible gazeux (19) dans une source de chaleur (2), principalement à partir de combustible gazeux (19) ayant une teneur en hydrogène, ce par quoi la source de chaleur (2) transfère la chaleur au milieu chauffant sur la conduite de sortie (3) et le milieu chauffant retourne à nouveau à la source de chaleur (2) à travers la conduite de retour (4), caractérisé par le fait que les gaz de combustion, après la sortie de la source de chaleur (2), sont dans un thermocondenseur (1) refroidis à une température qui est inférieure à la température de milieu chauffant dans la conduite de retour (4), une condensation au moins partielle de vapeur d'eau et une libération de chaleur à partir des gaz de combustion et un séchage au moins partiel des gaz de combustion se produisant.
2 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les gaz de combustion sont refroidis à une température comprise entre 10°C et 50°C, de préférence entre 25°C et 40°C.
3 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les gaz de combustion sont refroidis jusqu'à la température de liquéfaction de CO2 ou au-dessous de celle-ci et que CO2 est séparé des gaz de combustion libérés dans l'air.
4 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chaleur provenant de la chaleur des gaz de combustion est transférée avantageusement par le thermocondenseur (1) à lapompe à chaleur (9) qui chauffe le milieu chauffant de préférence dans la conduite de retour (4) de milieu chauffant. - Procédé de traitement de gaz de combustion de 5 source de chaleur (2) selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les gaz de combustion, en amont du thermocondenseur (1), sont amenés à travers le premier échangeur de chaleur (10) qui chauffe le milieu chauffant dans la conduite de retour (4). 6 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la source de chaleur (2) provient d'une centrale de cogénération (8) qui produit de l'énergie électrique. 7 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de l'énergie électrique produite est utilisée pour alimenter la pompe à chaleur (9) et/ou des éléments de régulation et/ou des pompes à circulation (13). 8 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la 25 centrale de cogénération (8) chauffe le milieu chauffant par sa chaleur perdue, de préférence dans la conduite de retour (4), et de préférence à travers l'échangeur de chaleur (12) avec la pompe à chaleur (13). 9 - Procédé de traitement de gaz de combustion de 30 source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les gaz de combustion, après leur sortie du thermocondenseur (1), sont chauffés dans le second échangeur de chaleur (11), depréférence au-dessus de la température de point de rosée des gaz de combustion ou à la température de point de rosée des gaz de combustion. 10 - Procédé de traitement de gaz de combustion 5 de source de chaleur (2) selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la chaleur utilisée pour chauffer les gaz de combustion à la sortie du thermocondenseur (1) est extraite à partir du premier échangeur de chaleur (10), qui est intégré en amont du 10 thermocondenseur (1) ou à partir du milieu chauffant dans la conduite de retour (4). 11 - Procédé de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé par le fait que le 15 milieu de transfert de chaleur entre le thermocondenseur (1) et la pompe à chaleur (9) est mélangé mutuellement à travers une soupape à trois voies (14) ou est mélangé avec le milieu de transfert de chaleur à partir d'une autre source de chaleur à faible potentiel (16). 20 12 - Système de traitement de gaz de combustion générés par combustion du combustible gazeux (19) dans une source de chaleur (2), principalement par du combustible gazeux (19) contenant de l'hydrogène, où la source de chaleur (2) est reliée à la sortie de la conduite de retour 25 (3, 4) de milieu chauffant, caractérisé par le fait que dans l'échappement (5), est relié un élément chauffant avec une surface de transfert de chaleur refroidie à une température inférieure à la température de conduite de retour (4) de milieu chauffant, cet élément étant de 30 préférence une partie du thermocondenseur (1). 13 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que dans l'échappement degaz de combustion (5), de préférence dans le mécanisme d'aspiration des gaz de combustion au moins partiellement séchés, se trouve un séparateur de CO2 intégré (6) travaillant selon le principe de refroidissement. 14 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que le thermocondenseur (1) est relié à l'entrée de la pompe à chaleur (9) et la sortie de la pompe à chaleur (9) est reliée au chauffage du milieu chauffant dans la conduite de retour (4). Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la sortie de la pompe à chaleur 15 (9) est reliée à la conduite de retour (4) de milieu chauffant par l'échangeur de chaleur (12). 16 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé par le fait que la 20 source de chaleur (2) est créée par la chaudière à combustible gazeux (7) et/ou la centrale de cogénération (8), dont la sortie d'alimentation électrique (18) est reliée à la pompe à chaleur (9) en tant qu'alimentation électrique. 25 17 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé par le fait que le refroidissement de la centrale de cogénération est relié au chauffage du milieu chauffant, de préférence dans la conduite de retour (4) et 30 par l'échangeur de chaleur (12). 18 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé par le fait qu'unesource de chaleur à faible potentiel indépendante (16) est reliée au circuit de milieu de transfert de chaleur (20) entre la pompe à chaleur (9) et le thermocondenseur (1). 19 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon la revendication 18, caractérisé par le fait qu'une soupape à trois voies (14) est reliée au circuit de milieu de transfert de chaleur (20). 20 - Système de traitement de gaz de combustion 10 de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 19, caractérisé par le fait que, dans l'échappement de gaz de combustion (5), se trouve le premier échangeur de chaleur (10) relié en amont du thermocondenseur (1) et/ou en amont du séparateur de CO2 15 (6) et le second échangeur de chaleur (11) est relié derrière le thermocondenseur (1) et/ou le séparateur de CO2 (6), les deux échangeurs de chaleur (10, 11) étant reliés à la conduite de retour (4) de milieu chauffant, de préférence reliés mutuellement en série. 20 21 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 20, caractérisé par le fait que le ventilateur pour les gaz de combustion (15) est relié à l'échappement de gaz de combustion (5). 25 22 - Système de traitement de gaz de combustion de source de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 21, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une pompe à circulation (13) et au moins une soupape (17). 30