FR3040890A1 - Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption - Google Patents

Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption Download PDF

Info

Publication number
FR3040890A1
FR3040890A1 FR1558395A FR1558395A FR3040890A1 FR 3040890 A1 FR3040890 A1 FR 3040890A1 FR 1558395 A FR1558395 A FR 1558395A FR 1558395 A FR1558395 A FR 1558395A FR 3040890 A1 FR3040890 A1 FR 3040890A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
adsorption
sector
regeneration
wheel
stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1558395A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3040890B1 (fr
Inventor
Benoit Davidian
Guludec Erwan Le
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Priority to FR1558395A priority Critical patent/FR3040890B1/fr
Priority to PCT/FR2016/052239 priority patent/WO2017042491A1/fr
Publication of FR3040890A1 publication Critical patent/FR3040890A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3040890B1 publication Critical patent/FR3040890B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04157—Afterstage cooling and so-called "pre-cooling" of the feed air upstream the air purification unit and main heat exchange line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04181—Regenerating the adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/10—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using combined expansion and separation, e.g. in a vortex tube, "Ranque tube" or a "cyclonic fluid separator", i.e. combination of an isentropic nozzle and a cyclonic separator; Centrifugal separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/40—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

Dispositif d'épuration d'un flux d'air présentant une humidité relative supérieure à 50% comprenant dans le sens de circulation du flux d'air: - au moins une roue d'adsorption rotative comprenant un adsorbant réparti en un secteur d'adsorption, un secteur de régénération, et un secteur de purge, - une unité de distillation d'air, et - un conduit entre l'unité de distillation et la roue d'adsorption de manière à pouvoir utiliser le flux résiduaire de l'unité de distillation comme gaz de régénération et/ou de purge de l'adsorbant de la roue d'adsorption, avec la roue d'adsorption apte à subir une rotation de manière à ce que la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur d'adsorption passe dans le secteur de régénération, la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de régénération passe dans le secteur de purge, et la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de purge passe dans le secteur d'adsorption.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de purification d'air au moyen de roues d'adsorbant. L'air est généralement purifié à l'aide d'un procédé d'adsorption, où de l'alumine et de la zéolite 13X sont utilisées pour capter respectivement de l'eau et de C02. Ce procédé est discontinu car l'adsorbant doit être régénéré périodiquement. Ainsi, afin de produire de manière continue de l'air purifié, il est nécessaire d'avoir 2 bouteilles. Elles sont alternativement en production et en régénération : pendant qu'une bouteille est en production, c'est à dire qu'elle purifie l'air, la deuxième bouteille est en cours de régénération. Les conditions opératoires du procédé sont les suivantes : l'air et le C02 sont adsorbés à une pression de 5-6 bars et à une température comprise entre 5 et 15 °C. Puis l'adsorbant est régénéré par chauffage à 150 °C et par une diminution de la pression jusqu'à la pression atmosphérique. Dans le cas où l'on souhaite épurer l'air à basse pression, c'est à dire à une pression comprise entre 1 et 2 bars il y a alors une augmentation drastique des volumes d'adsorbant et du débit de régénération.
En plus des deux bouteilles, il est également nécessaire d'avoir un système d'inversion qui permet de diriger les différents flux dans l'une ou l'autre bouteille selon qu'elles sont en phase d'adsorption ou de régénération. Ces systèmes d'inversion sont constitués d'un nombre important de vannes et s'avèrent onéreux. Ces systèmes d'inversion sont aussi sources de défaillance du système.
Ainsi, les procédés d'adsorption sont efficaces pour purifier des gaz, mais en raison du caractère discontinu du procédé, il est nécessaire de doubler les équipements (bouteille, adsorbant) et d'avoir un système d'inversion complexe. L'invention propose de simplifier le procédé de purification de l'air par adsorption.
Une solution de la présente invention est un dispositif d'épuration d'un flux d'air présentant une humidité relative supérieure à 50% comprenant dans le sens de circulation du flux d'air: - au moins une roue d'adsorption rotative comprenant un adsorbant réparti en un secteur d'adsorption, un secteur de régénération, et un secteur de purge, - une unité de distillation d'air, et - un conduit entre l'unité de distillation et la roue d'adsorption de manière à pouvoir utiliser le flux résiduaire de l'unité de distillation comme gaz de régénération et/ou de purge de l'adsorbant de la roue d'adsorption, avec la roue d'adsorption apte à subir une rotation de manière à ce que la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur d'adsorption passe dans le secteur de régénération, la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de régénération passe dans le secteur de purge, et la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de purge passe dans le secteur d'adsorption. Notons que la roue d'adsorption est de préférence apte à éliminer au moins une partie de l'eau du flux d'air.
Selon le cas, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - ledit dispositif comprend n roues d'adsorption disposées en série sur la circulation du flux d'air avec 1 < n <5 ; notons que dans le cas où η > 1 au moins une roue d'adsorption est apte à éliminer au moins une partie de l'eau du flux d'air ; - ledit dispositif comprend un compresseur en amont de la roue d'adsorption ou entre la roue d'adsorption et la l'unité de distillation d'air ; - ledit dispositif comprend un premier ventilateur pour la circulation du flux d'air et un second ventilateur pour la circulation du gaz de régénération ; - ledit dispositif comprend un ventilateur permettant à la fois la circulation du flux d'air et la circulation d'un flux de régénération. -ledit dispositif comprend un unique circuit de régénération.
La présente invention a également pour objet un procédé d'épuration d'un flux d'air comprenant comme impuretés de l'eau et du C02, mettant en œuvre un dispositif d'épuration tel que défini dans l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : a) passage du flux d'air à travers le secteur d'adsorption de la roue d'adsorption de manière à éliminer au moins une partie de l'eau du flux d'air et/ou au moins une partie du C02, b) passage du flux d'air séché au moins partiellement dans l'unité de distillation d'air, c) récupération d'un flux enrichi en oxygène et d'un flux enrichi en 'azote, et d) utilisation d'un des 2 flux récupérés à l'étape c)comme gaz de régénération et/ou de purge de l'adsorbant de la roue d'adsorption.
Selon le cas le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le gaz de régénération et/ou de purge de la roue d'adsorption est un mélange d'air et du flux enrichi en azote. - le gaz de régénération est chauffé avant son passage dans le secteur de régénération de la roue d'adsorption, à une température comprise entre 100 et 250°C. - ledit procédé met en œuvre au moins une première et au moins une deuxième roues d'adsorptions placées en série sur la circulation du flux d'air et le flux enrichi en oxygène ou le flux enrichi en 'azote passe successivement dans les secteurs de purge de la première et de la deuxième roue d'adsorption puis successivement dans les secteurs de régénération de la deuxième et de la première roue d'adsorption. - ledit procédé met en œuvre au moins une première et au moins une deuxième roue d'adsorption placées en série sur la circulation du flux d'air, et le flux enrichi en oxygène ou le flux enrichi en azote est divisée en deux flux un premier flux et un second flux, et le premier flux passe dans le secteur de purge de la première roue d'adsorption et le deuxième flux passe dans le secteur de purge de la deuxième roue d'adsorption.
La roue d'adsorption n'adsorbe pas que l'eau : elle adsorbe également le C02 et les impuretés secondaires de l'air procédé.
Des impuretés autres que l'eau et le C02 peuvent être arrêtées complètement ou partiellement par l'ajout de plusieurs roues d'adsorption placées en série.
La particularité du système d'adsorption utilisé dans le cadre de l'invention réside dans la mise en forme de l'adsorbant en roue mais aussi dans son système de régénération : la roue comporte un secteur utilisé pour la régénération (R), le reste l'étant pour traiter l'air (A) (figure 1). Le flux d'air à purifier et le premier gaz de régénération circulent à contre-courant et le premier gaz de régénération chaud, c'est-à-dire à une température comprise entre 100°C et 250°C, est utilisé pour régénérer l'adsorbant de la roue. La roue tourne sur elle-même afin de passer d'un secteur à l'autre. Ainsi ce dispositif permet de produire de manière continue de l'air séché. Ce système ne nécessite pas de doubler les équipements comme les procédés classiques d'adsorption. A noter qu'avant de chauffer le gaz de régénération, celui-ci peut traverser le secteur de purge appelé aussi secteur de « purge » (P). Cela permet de refroidir la roue d'adsorption et de préchauffer le gaz de régénération.
La roue d'adsorption est composée d'une matrice en matériau composite ou en cellulose ou en fibre de verre ou en métal, par exemple de l'aluminium ou de l'inox sur laquelle est déposé le matériau dessicant comme le gel de silice, l'alumine ou des zéolites tel que la zéolite 13X.
La pression de l'air procédé est comprise entre 1 et 1.5 bar. La compression peut avoir lieu avant ou après le passage du flux d'air dans la roue d'adsorption. Notons que lorsque l'air est comprimé il n'est pas obligatoire d'avoir des ventilateurs pour faire circuler le flux d'air d'alimentation et le gaz de régénération.
Les différentes configurations du dispositif selon l'invention vont à présent être décrites plus en détail à l'aide des figures 2 à 15.
On entendra par la roue la plus proche de l'unité de distillation d'air la roue qui est traversée en dernier par le flux d'air et la roue la plus loin de l'unité de distillation d'air la roue qui est traversée en premier par le flux d'air.
La figure 2 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Les deux roues sont régénérées en parallèle.
La figure 3 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs purges » des 2 roues, en commençant par la roue la plus proche de l'unité de distillation, puis dans l'ordre inverse les « secteurs régénération » des 2 roues.
La figure 4 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs purges » des 2 roues, en commençant par la roue la plus proche de l'unité de distillation, puis dans le même ordre les « secteurs régénération » des 2 roues.
La Figure 5 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs purges » des 2 roues, en commençant par la roue la plus loin de l'unité de distillation, puis dans l'ordre inverse les « secteurs régénération » des 2 roues.
La figure 6 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série dans l'ordre : - le « secteur de purge » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, - le « secteur de purge » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, et - le « secteur de régénération » de la roue la plus proche de l'unité de distillation.
La figure 7 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorptions. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série dans l'ordre : - le « secteur de purge » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, - le « secteur de purge » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, et - le « secteur de régénération » de la roue la plus loin de l'unité de distillation.
La figure 8 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Les deux roues sont régénérées en parallèle.
La figure 9 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs de purge » des 3 roues, en commençant par la roue la plus proche de l'unité de distillation, puis dans l'ordre inverse les « secteurs de régénération » des 3 roues.
La figure 10 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs de purge » des 3 roues, en commençant par la roue la plus proche de l'unité de distillation, puis dans le même ordre les « secteurs de régénération » des 3 roues.
La figure 11 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse d'abord les « secteurs de purge » des 3 roues, en commençant par la roue la plus loin de l'unité de distillation, puis dans l'ordre inverse les « secteurs de régénération » des 3 roues.
La figure 12 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse dans l'ordre : - le « secteur de purge » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue « du milieu », c'est-à-dire de la roue située entre les deux autres roues quand on regarde le sens de circulation du flux d'air, - le « secteur de purge » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, - le « secteur de purge » de la roue « du milieu », - le « secteur de régénération » de la roue la plus proche de l'unité de distillation.
La figure 13 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire. Le gaz de régénération traverse en série les roues d'adsorption, plus précisément le gaz de régénération traverse dans l'ordre : - le « secteur de purge » de la roue la plus loin de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue « du milieu », c'est-à-dire de la roue située entre les deux autres roues quand on regarde le sens de circulation du flux d'air, - le « secteur de purge » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, - le « secteur de régénération » de la roue la plus proche de l'unité de distillation, - le « secteur de purge » de la roue « du milieu », - le « secteur de régénération » de la roue la plus loin de l'unité de distillation.
La figure 14 décrit un dispositif selon l'invention. Dans ce cas de figure il s'agit d'un dispositif avec 2 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est de l'azote résiduaire ; celui-ci est divisé en un premier flux et un second flux : le premier flux traverse le « secteur de purge » de la première roue d'adsorption tandis que le second flux traverse le « secteur de purge » de la seconde roue d'adsorption. Puis le second flux sortant du « secteur de purge » de la seconde roue d'adsorption traverse le « secteur de régénération » de la seconde roue d'adsorption, avant d'être mélangé au premier flux sortant du « secteur de purge » de la premier roue d'adsorption, et de traverser le « secteur de régénération » de la première roue d'adsorption.
La figure 15 décrit un dispositif semblable à celui représenté sur la figure 14 mais avec 3 roues d'adsorption. Le gaz de régénération est alors divisé en 3 flux.

Claims (11)

  1. Revendications
    1. Dispositif d'épuration d'un flux d'air présentant une humidité relative supérieure à 50% comprenant dans le sens de circulation du flux d'air: - au moins une roue d'adsorption rotative comprenant un adsorbant réparti en un secteur d'adsorption, un secteur de régénération, et un secteur de purge, - une unité de distillation d'air, et - un conduit entre l'unité de distillation et la roue d'adsorption de manière à pouvoir utiliser le flux résiduaire de l'unité de distillation comme gaz de régénération et/ou de purge de l'adsorbant de la roue d'adsorption, avec la roue d'adsorption apte à subir une rotation de manière à ce que la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur d'adsorption passe dans le secteur de régénération, la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de régénération passe dans le secteur de purge, et la partie de l'adsorbant se trouvant dans le secteur de purge passe dans le secteur d'adsorption.
  2. 2. Dispositif d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend n roues d'adsorption disposées en série sur la circulation du flux d'air avec 1 < n <5
  3. 3. Dispositif d'épuration selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un compresseur en amont de la roue d'adsorption ou entre la roue d'adsorption et la l'unité de distillation d'air.
  4. 4. Dispositif d'épuration selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un premier ventilateur pour la circulation du flux d'air et un second ventilateur pour la circulation du gaz de régénération.
  5. 5. Dispositif d'épuration selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un ventilateur permettant à la fois la circulation du flux d'air et la circulation d'un flux de régénération.
  6. 6. Dispositif d'épuration selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un unique circuit de régénération.
  7. 7. Procédé d'épuration d'un flux d'air comprenant comme impuretés de l'eau et du C02, mettant en œuvre un dispositif d'épuration tel que défini dans l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : a) passage du flux d'air à travers le secteur d'adsorption de la roue d'adsorption de manière à éliminer au moins une partie de l'eau du flux d'air et/ou au moins une partie du C02, b) passage du flux d'air séché au moins partiellement dans l'unité de distillation d'air, c) récupération d'un flux enrichi en oxygène et d'un flux enrichi en azote, et d) utilisation d'un des 2 flux récupérés à l'étape c)comme gaz de régénération et/ou de purge de l'adsorbant de la roue d'adsorption.
  8. 8. Procédé d'épuration selon la revendication 7, caractérisé en ce que le gaz de régénération et/ou de purge de la roue d'adsorption est un mélange d'air et du flux enrichi en azote.
  9. 9. Procédé d'épuration selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le gaz de régénération est chauffé avant son passage dans le secteur de régénération de la roue d'adsorption, à une température comprise entre 100 et 250°C.
  10. 10. Procédé d'épuration selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit procédé met en œuvre au moins une première et au moins une deuxième roues d'adsorptions placées en série sur la circulation du flux d'air et le flux enrichi en oxygène ou le flux enrichi en azote passe successivement dans les secteurs de purge de la première et de la deuxième roue d'adsorption puis successivement dans les secteurs de régénération de la deuxième et de la première roue d'adsorption.
  11. 11. Procédé d'épuration selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit procédé met en œuvre au moins une première et au moins une deuxième roue d'adsorption placées en série sur la circulation du flux d'air, et le flux enrichi en oxygène ou le flux enrichi en azote est divisée en deux flux un premier flux et un second flux, et le premier flux passe dans le secteur de purge de la première roue d'adsorption et le deuxième flux passe dans le secteur de purge de la deuxième roue d'adsorption.
FR1558395A 2015-09-10 2015-09-10 Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption Expired - Fee Related FR3040890B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1558395A FR3040890B1 (fr) 2015-09-10 2015-09-10 Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption
PCT/FR2016/052239 WO2017042491A1 (fr) 2015-09-10 2016-09-08 Procédé et installation d'épuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1558395A FR3040890B1 (fr) 2015-09-10 2015-09-10 Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption
FR1558395 2015-09-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3040890A1 true FR3040890A1 (fr) 2017-03-17
FR3040890B1 FR3040890B1 (fr) 2019-08-09

Family

ID=54356584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1558395A Expired - Fee Related FR3040890B1 (fr) 2015-09-10 2015-09-10 Procede et installation d'epuration d'air au moyen d'une roue d'adsorption

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3040890B1 (fr)
WO (1) WO2017042491A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111878957A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 上海应用技术大学 一种净化节能的新风系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1080773A1 (fr) * 1999-09-03 2001-03-07 L'air Liquide Société Anonyme pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude Procédé et système de purification d'air à régénération thermique
US20040231179A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-25 Nichias Corporation Dry air supply device
US20050172805A1 (en) * 2002-05-30 2005-08-11 Hiroshi Motono Dehumidification system and dehumidification method
US20050217481A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Dunne Stephen R Rotary adsorbent contactors for drying, purification and separation of gases
US20120068119A1 (en) * 2009-05-22 2012-03-22 Daikin Industries, Ltd. Fluid treatment method, fluid treatment apparatus, and fluid
WO2015052444A2 (fr) * 2013-10-10 2015-04-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique pour la production d'azote gazeux

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1080773A1 (fr) * 1999-09-03 2001-03-07 L'air Liquide Société Anonyme pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude Procédé et système de purification d'air à régénération thermique
US20050172805A1 (en) * 2002-05-30 2005-08-11 Hiroshi Motono Dehumidification system and dehumidification method
US20040231179A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-25 Nichias Corporation Dry air supply device
US20050217481A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Dunne Stephen R Rotary adsorbent contactors for drying, purification and separation of gases
US20120068119A1 (en) * 2009-05-22 2012-03-22 Daikin Industries, Ltd. Fluid treatment method, fluid treatment apparatus, and fluid
WO2015052444A2 (fr) * 2013-10-10 2015-04-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique pour la production d'azote gazeux

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111878957A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 上海应用技术大学 一种净化节能的新风系统

Also Published As

Publication number Publication date
FR3040890B1 (fr) 2019-08-09
WO2017042491A1 (fr) 2017-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120011887A1 (en) Method of purifying air
JP2000317244A (ja) ガス精製方法及び装置
TWI848224B (zh) 用於預純化進料氣流的方法及單元
CA2743951A1 (fr) Adsorbeurs radiaux monolits en serie
KR102570998B1 (ko) 공급 기체 스트림의 예비정제를 위한 시스템 및 방법
FR3040890B1 (fr) Procede et installation d&#39;epuration d&#39;air au moyen d&#39;une roue d&#39;adsorption
US20150360165A1 (en) Separation of biologically generated gas streams
JP2008212845A (ja) 一酸化炭素吸着剤、ガス精製方法及びガス精製装置
US6719827B2 (en) Process for nitrous oxide removal
FR3040889B1 (fr) Procede et installation d&#39;epuration d&#39;air au moyen d&#39;une roue enthalpique et d&#39;une roue d&#39;adsorption
KR102570997B1 (ko) 공급 기체 스트림의 예비정제를 위한 시스템
JP2010012464A (ja) 硫黄を含有するガスからの硫黄分離方法
KR101018388B1 (ko) 원료공기 정제장치 및 촉매 재활성화방법
TWI809444B (zh) 用於預純化進料氣流之方法
US11619442B2 (en) Method for regenerating a pre-purification vessel
WO1999054023A1 (fr) Procede de purification de gaz par adsorption avec pressions et temperatures controllees
US20230285898A1 (en) System and method for pre-purification of a feed gas stream
WO2016030602A1 (fr) Épuration avec circulation d&#39;un adsorbant dans un échangeur
JP2005279611A (ja) 原料空気精製装置の再起動方法
JP2005279598A (ja) 原料空気精製装置の再起動方法
JPS6227020A (ja) 吸着塔の再生方法及び同再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20170317

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

ST Notification of lapse

Effective date: 20210506