FR3061763A1 - ENCLOSURE OF AN APPARATUS FOR SEPARATING A GAS MIXTURE BY DISTILLATION AND SEPARATION APPARATUS COMPRISING SUCH AN ENCLOSURE - Google Patents
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Abstract
Dans une enceinte d'un appareil de séparation d'un mélange gazeux, à température subambiante cryogénique destinée à contenir au moins un élément de l'appareil, l'élément devant opérer à une température en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -50°C, voire cryogénique, l'enceinte est en forme de caisson et constituée par au moins une ossature comprenant des poteaux longitudinaux (3) et des ceintures et contreventements reliant les poteaux entre eux, au moins un moyen de transport de matière et/ou d'électricité, de lumière ou d'information (13, 15, 17) étant logé au moins partiellement dans l'au moins un poteau.In an enclosure of an apparatus for separating a gaseous mixture at cryogenic subambient temperature intended to contain at least one element of the apparatus, the element having to operate at a temperature below 0 ° C., preferably below -50 ° C or even cryogenic, the enclosure is box-shaped and consists of at least one frame comprising longitudinal posts (3) and belts and bracings connecting the posts together, at least one material transport means and / or electricity, light or information (13, 15, 17) being housed at least partially in the at least one pole.
Description
© Mandataire(s) : L'AIR LIQUIDE.© Agent (s): AIR LIQUIDE.
© ENCEINTE D'UN APPAREIL DE SEPARATION D'UN MELANGE GAZEUX PAR DISTILLATION ET APPAREIL DE SEPARATION COMPORTANT UNE TELLE ENCEINTE.© ENCLOSURE OF A DISTILLATION GAS MIXTURE SEPARATION APPARATUS AND SEPARATION APPARATUS COMPRISING SUCH A SPEAKER.
FR 3 061 763 - A1 (67) Dans une enceinte d'un appareil de séparation d'un mélange gazeux, à température subambiante cryogénique destinée à contenir au moins un élément de l'appareil, l'élément devant opérer à une température en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -50°C, voire cryogénique, l'enceinte est en forme de caisson et constituée par au moins une ossature comprenant des poteaux longitudinaux (3) et des ceintures et contreventements reliant les poteaux entre eux, au moins un moyen de transport de matière et/ou d'électricité, de lumière ou d'information (13, 15, 17) étant logé au moins partiellement dans l'au moins un poteau.FR 3 061 763 - A1 (67) In an enclosure of an apparatus for separating a gas mixture, at cryogenic subambient temperature intended to contain at least one element of the apparatus, the element having to operate at a temperature below from 0 ° C, preferably below -50 ° C, or even cryogenic, the enclosure is box-shaped and constituted by at least one frame comprising longitudinal posts (3) and belts and braces connecting the posts together , at least one means of transporting material and / or electricity, light or information (13, 15, 17) being housed at least partially in the at least one post.
La présente invention est relative à une enceinte d’un appareil de séparation d’un mélange gazeux par distillation à température subambiante, voire cryogénique.The present invention relates to an enclosure of an apparatus for separating a gaseous mixture by distillation at subambient or even cryogenic temperature.
Une enceinte d’un appareil de séparation d’un mélange gazeux, en particulier de l’air par distillation à température subambiante cryogénique contient au moins un élément de l’appareil devant opérer à une température inférieure à 0°C, voire cryogénique. L’enceinte est constituée par au moins une ossature comprenant des poteaux longitudinaux et des ceintures reliant les poteaux entre euxAn enclosure of an apparatus for separating a gaseous mixture, in particular air by distillation at subambient cryogenic temperature contains at least one element of the apparatus which must operate at a temperature below 0 ° C, even cryogenic. The enclosure is constituted by at least one framework comprising longitudinal posts and belts connecting the posts together
Classiquement, l’ossature est l’ossature d’un caisson fermé, ayant au moins quatre parois latérales. Elle peut également comprendre un plafond et/ou un plancher. Le caisson fermé en état d’opération contient un isolant en contact avec au moins une des parois et/ou avec l’élément devant opérer à une température subambiante.Conventionally, the framework is the framework of a closed box, having at least four side walls. It can also include a ceiling and / or a floor. The closed box in operating condition contains an insulator in contact with at least one of the walls and / or with the element having to operate at a sub-ambient temperature.
Par contre, il est également connu de prévoir une ossature qui contient et/ou supporte au moins un caisson fermé tel que décrit ci-dessus. « Tonnage Nitrogen Génération for Oil and Gas Enhanced Recovery in the North Sea » de Goldstone et al, Proceedings of the Gas Processors Association, 1992 illustre à la Figure 6 une telle ossature qui contient et supporte des caissons fermés contenant des éléments d’un appareil de séparation d’air. Ainsi l’ossature forme une structure ouverte permettant de rentrer un caisson fermé contenant au moins une colonne de séparation, un autre caisson contenant un autre élément devant fonctionner à température subambiante, par exemple un échangeur de chaleur destiné à refroidir le mélange gazeux à séparer dans la colonne.On the other hand, it is also known to provide a frame which contains and / or supports at least one closed box as described above. "Tonnage Nitrogen Generation for Oil and Gas Enhanced Recovery in the North Sea" by Goldstone et al, Proceedings of the Gas Processors Association, 1992 illustrates in Figure 6 such a framework which contains and supports closed boxes containing elements of a device air separation. Thus, the framework forms an open structure making it possible to return a closed box containing at least one separation column, another box containing another element having to operate at subambient temperature, for example a heat exchanger intended to cool the gaseous mixture to be separated in the column.
Les appareils de séparation d’un mélange gazeux, par exemple l’air, utilisant la distillation cryogénique comprennent une partie opérant à des températures ambiantes et une partie opérant à des températures subambiantes, c'est-à-dire inférieure à 0°C, voire cryogéniques. Les éléments opérant à des températures subambiantes sont maintenues dans des enceintes isolées, souvent appelées « boîtes froides » remplies d’un (ou plusieurs) matériau(x) isolant(s) (perlite, laine de roche, Panneaux Isolés sous Vide...). Ces enceintes sont souvent en forme de caisson en forme de cuboïde avec une ossature métallique comprenant des poteaux verticaux reliés entre eux par des poutres horizontales. Les quatre parois latérales du caisson sont revêtues de plaques de tôle. Les éléments opérant à température ambiante peuvent également être entreposés dans d’autres ossatures, pour faciliter soit leur transport soit leur isolation sonore ou pour les maintenir en place au-dessus du sol.The apparatuses for separating a gaseous mixture, for example air, using cryogenic distillation comprise a part operating at ambient temperatures and a part operating at subambient temperatures, that is to say below 0 ° C., even cryogenic. The elements operating at sub-ambient temperatures are kept in insulated enclosures, often called "cold boxes" filled with one (or more) insulating material (s) (perlite, rock wool, Vacuum Insulated Panels ...). ). These enclosures are often in the form of a cuboid-shaped box with a metal frame comprising vertical posts connected to one another by horizontal beams. The four side walls of the box are covered with sheet metal plates. Elements operating at room temperature can also be stored in other frameworks, to facilitate either their transport or their sound insulation or to keep them in place above the ground.
Les enceintes isolées ne sont pas complètement étanches vis à vis de l’air extérieur et pour des raisons d’efficacité thermique et de sécurité, un débit continu d’azote gazeux assure un balayage à l’intérieur de ces « boîtes froides ».The insulated enclosures are not completely airtight with respect to the outside air and for reasons of thermal efficiency and safety, a continuous flow of nitrogen gas ensures a sweeping inside these "cold boxes".
Comme illustré dans WO-A- 2004015347, il est connu d’envoyer de l’azote gazeux provenant de la distillation dans l’isolant au moyen d’un distributeur placé au milieu de la masse d’isolant.As illustrated in WO-A-2004015347, it is known to send nitrogen gas originating from the distillation into the insulation by means of a distributor placed in the middle of the mass of insulation.
Pour maintenir une atmosphère sèche dans l'isolant d'une boîte froide, on utilise généralement de l'azote provenant du réseau de gaz inerte de l'usine, avec une teneur d'oxygène inférieur à 5%, en créant une légère surpression par rapport à la pression atmosphérique afin d'éviter toute entrée d'air humide dans l'isolant. Ce fluide doit être parfaitement sec et déshuilé. En effet, toute entrée d’humidité dans la boîte froide a pour conséquence de dégrader la performance thermique de l’isolant (perlite). De plus, une entrée d’air même sec, présente un risque de condensation d’air enrichie en oxygène dès lors que la température de l’isolant (à proximité de l’appareil cryogénique) est inférieure à la température de rosée de l’air. Ce phénomène peut ensuite présenter un risque d’inflammation et/ou d’explosion avec tout élément facilement inflammable dans de l’air enrichie.To maintain a dry atmosphere in the insulation of a cold box, nitrogen is generally used from the plant's inert gas network, with an oxygen content of less than 5%, creating a slight overpressure by relative to atmospheric pressure to prevent any entry of moist air into the insulation. This fluid must be perfectly dry and de-oiled. Indeed, any entry of humidity in the cold box has the consequence of degrading the thermal performance of the insulation (perlite). In addition, even dry air intake presents a risk of condensation of oxygen-enriched air as soon as the temperature of the insulation (near the cryogenic device) is lower than the dew temperature of the air. This phenomenon can then present a risk of ignition and / or explosion with any easily flammable element in enriched air.
Dans l'enveloppe principale de la boîte froide, il faut également assurer un renouvellement continu de l'atmosphère:In the main envelope of the cold box, it is also necessary to ensure a continuous renewal of the atmosphere:
• pour évacuer l'air ambiant après ouverture et isolation.• to evacuate the ambient air after opening and insulation.
• pour diluer et évacuer toute entrée d’air éventuelle.• to dilute and evacuate any possible air intake.
Le débit horaire à prendre en compte pour l'inertage doit permettre de renouveler l'atmosphère de la boîte froide de façon régulière.The hourly flow to be taken into account for inerting must allow the atmosphere of the cold box to be renewed regularly.
Les ossatures devant contenir au moins un élément de l’appareil de séparation d’air, à température subambiante ou non, peuvent être des structures métalliques, composées de poteaux, poutres ou poutrelles. Ces poteaux, poutres ou poutrelles peuvent avoir soit des sections ouvertes, faits de profilés à section en H, I, L en LT, soit des sections fermées, faits de profilés à section ronde ou rectangulaire, ou par exemple carrée. Ces profilés n’ont pas d’autre fonction que de maintenir les structures autour des éléments et de soutenir les revêtements, tel que les tôles métalliques de la boîte froide. Il est également possible de concevoir un assemblage appelé « nœud de charpente » comprenant une section fermée jointive à une section ouverte.The frames to contain at least one element of the air separation device, at or below ambient temperature, can be metal structures, composed of posts, beams or beams. These posts, beams or beams can have either open sections, made of sections with H, I, L section in LT, or closed sections, made of sections with round or rectangular section, or for example square. These profiles have no other function than to maintain the structures around the elements and to support the coatings, such as the metal sheets of the cold box. It is also possible to design an assembly called a “structural knot” comprising a closed section joined to an open section.
L’ossature peut elle-même constituer l’ossature du caisson fermé devant contenir au moins un élément de l’appareil ou sinon peut supporter et/ou contenir au moins un tel caisson fermé.The frame can itself constitute the frame of the closed box having to contain at least one element of the device or otherwise can support and / or contain at least one such closed box.
Une ossature peut par exemple comprendre quatre poteaux verticaux, chacun étant un profilé à section rectangulaire, donc définissant un espace en forme de cuboïde à l’intérieur de chacun des quatre poteaux. Les quatre poteaux sont disposés parallèlement les uns autre autres, chacun avec son axe vertical définissant un des quatre coins de l’ossature. Ainsi l’ossature aune section rectangulaire, parfois carrée.A frame can for example include four vertical posts, each one being a section with a rectangular section, therefore defining a cuboid-shaped space inside each of the four posts. The four posts are arranged parallel to each other, each with its vertical axis defining one of the four corners of the frame. Thus the frame has a rectangular section, sometimes square.
Les quatre poteaux sont reliés entre eux par des poutres horizontaux à plusieurs hauteurs différentes.The four posts are interconnected by horizontal beams at several different heights.
Nous proposons de fonctionnaliser cet espace vide dans et/ou sur les profilés pour le transport de certaines matières particulaires comme la perlite ou d’autres poudres ou de fluides comme l’air d’instrumentation ou l’azote de balayage de la boîte froide ou pour loger des câbles pour le transfert d’électricité, de lumière ou d’information .We propose to functionalize this empty space in and / or on the profiles for the transport of certain particulate materials such as perlite or other powders or fluids such as instrumentation air or nitrogen sweeping from the cold box or to accommodate cables for the transfer of electricity, light or information.
De préférence le ou les fluides ou matière particulaire ou l’électricité, la lumière ou l’information est requis à l’intérieur de l’enceinte ou par un utilisateur de l’enceinte.Preferably the fluid (s) or particulate matter or electricity, light or information is required inside the enclosure or by a user of the enclosure.
Les unités de production de gaz, de séparation ou de purification peuvent comprendre entre autre au moins une machine tournante (moteurs, compresseurs, turbines, pompes, actionneurs de vannes...), au moins un réservoir (stockage, séparateur de phases...) et des tuyaux ; Ces éléments peuvent être contenus dans et/ou supportés par des ossatures métalliques massifs ou ouvrages en béton ou une combinaison des deux. Ainsi un compresseur combiné ou non avec d’autres éléments, comme par exemple un surpresseur et des refroidisseurs, peut être installé à l’intérieur d’une ossature métallique.The gas production, separation or purification units may include, among other things, at least one rotating machine (motors, compressors, turbines, pumps, valve actuators, etc.), at least one tank (storage, phase separator, etc.). .) and pipes; These elements can be contained in and / or supported by massive metal frames or concrete structures or a combination of the two. Thus a compressor, whether or not combined with other elements, such as a booster and coolers, can be installed inside a metal framework.
Il est connu de FR-A-3017443 d’utiliser des tuyauteries spécifiques pour l’azote de balayage, fixées sur la structure.It is known from FR-A-3017443 to use specific piping for sweeping nitrogen, fixed to the structure.
FR-A-2769656 décrit une ossature métallique de forme générale parallélépipédique comprenant quatre poteaux longitudinaux reliés, sur chaque grande face latérale de la charpente, par des ceintures et des contreventements diagonaux.FR-A-2769656 describes a metal frame of generally parallelepiped shape comprising four longitudinal posts connected, on each large lateral face of the frame, by belts and diagonal braces.
EP-A-1041353 décrit l’usage d’une poutre à section en forme de I pour rattacher la colonne à la boîte froide.EP-A-1041353 describes the use of an I-shaped section beam to attach the column to the cold box.
WO-A-2010/067253 décrit une boîte froide contenant une colonne ayant quatre poteaux verticaux, la boîte froide étant reliée à une enceinte isolée thermiquement contenant des conduites et des vannes mais ne contenant pas de colonne.WO-A-2010/067253 describes a cold box containing a column having four vertical posts, the cold box being connected to a thermally insulated enclosure containing pipes and valves but not containing a column.
Selon un objet de l’invention, il est prévu une enceinte d’un appareil de séparation d’un mélange gazeux, en particulier de l’air par distillation à température subambiante cryogénique destinée à contenir au moins un élément de l’appareil, l’élément devant opérer à une température en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -50°C, voire cryogénique, l’enceinte étant en forme de caisson et constituée par au moins une ossature comprenant des poteaux longitudinaux et des ceintures et contreventements reliant les poteaux entre eux, l’enceinte étant éventuellement équipée à l’extérieur d’au moins un garde-corps constitué par au moins un barreau , dans laquelleAccording to an object of the invention, there is provided an enclosure of an apparatus for separating a gaseous mixture, in particular air by distillation at cryogenic subambient temperature intended to contain at least one element of the apparatus, l element to operate at a temperature below 0 ° C, preferably below -50 ° C, or even cryogenic, the enclosure being box-shaped and constituted by at least one frame comprising longitudinal posts and belts and bracing connecting the posts together, the enclosure possibly being equipped on the outside with at least one railing constituted by at least one bar, in which
a) l’au moins un poteau et/ou l’au moins une ceinture et/ou, le cas échéant, l’au moins un barreau constitue un moyen de transport de matière et/oua) at least one post and / or at least one belt and / or, if applicable, at least one bar constitutes a means of transporting material and / or
b) au moins un moyen de transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information est logé au moins partiellement dans l’au moins un poteau et/ou l’au moins une ceinture et/ou le cas échéant, l’au moins un barreau.b) at least one means of transporting material and / or electricity, light or information is housed at least partially in the at least one post and / or the at least one belt and / or if necessary , at least one bar.
Selon d’autres aspects facultatifs :According to other optional aspects:
l’ossature est l’ossature d’un caisson fermé, ayant au moins quatre parois latérales ainsi qu’éventuellement un plafond ainsi qu’éventuellement un plancher et destiné à contenir un isolant en contact avec au moins une des parois et/ou avec l’élément.the framework is the framework of a closed box, having at least four side walls as well as possibly a ceiling as well as possibly a floor and intended to contain an insulator in contact with at least one of the walls and / or with the 'element.
l’ossature contient et/ou supporte au moins un caisson fermé, ayant au moins quatre parois latérales et un plafond et contenant un isolant en contact avec au moins une des parois et/ou avec l’élément.the frame contains and / or supports at least one closed box, having at least four side walls and a ceiling and containing an insulator in contact with at least one of the walls and / or with the element.
le poteau et/ou la traverse et/ou le barreau est creux et le moyen de transport est une conduite de transport logée dans le poteau et/ou la traverse et ou le barreau.the post and / or the cross member and / or the bar is hollow and the transport means is a transport pipe housed in the post and / or the cross member and / or the bar.
le poteau et/ou la traverse et/ou le barreau comprend une espace fermée reliée à une entrée de matière et une sortie de matière afin de permettre le transport de la matière depuis l’entrée à la sortie, la matière étant en contact avec l’espace fermée.the post and / or the cross member and / or the bar comprises a closed space connected to a material inlet and a material outlet in order to allow the transport of the material from the inlet to the outlet, the material being in contact with the closed space.
l’enceinte est destinée à être remplie d’isolation et l’au moins un moyen de transport est une conduite de transport de matière qui débouche à l’intérieur de l’enceinte.the enclosure is intended to be filled with insulation and the at least one means of transport is a material transport pipe which opens out inside the enclosure.
le moyen de transport de matière est relié à une source d’azote gazeux ou d’air et/ou à une source de matière particulaire isolant destinée à servir d’isolation, cette source se trouvant à l’extérieur de l’enceinte.the material transport means is connected to a source of gaseous nitrogen or air and / or to a source of insulating particulate material intended to serve as insulation, this source being located outside the enclosure.
l’au moins un moyen de transport est un câble électrique ou un câble optique ou une conduite d’un fluide provenant de ou destiné à l’enceinte, le câble ou la conduite étant, de préférence relié(e) à l’élément.the at least one means of transport is an electric cable or an optical cable or a pipe of a fluid coming from or intended for the enclosure, the cable or the pipe being, preferably connected (e) to the element.
l’au moins un moyen de transport est une conduite reliée à une source d’air sec, la conduite étant reliée à des moyens d’instrumentation de l’enceinte.the at least one means of transport is a pipe connected to a source of dry air, the pipe being connected to instrumentation means of the enclosure.
l’élément est au moins une colonne de distillation d’un gaz de l’air, un stockage, une ligne d’échange de chaleur, éventuellement pour refroidir l’air destiné à la distillation ou un ensemble de conduites devant opérer à une température inférieure à 0°C.the element is at least one column for the distillation of an air gas, a storage, a heat exchange line, possibly for cooling the air intended for the distillation or a set of pipes having to operate at a temperature less than 0 ° C.
Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un appareil de séparation d’air comprenant au moins une enceinte telle que décrite ci-dessus, l’appareil comprenant au moins une colonne de distillation et au moins un échangeur de chaleur et l’au moins une enceinte contenant au moins une des colonnes de distillation et/ou au moins un échangeur de chaleur et/ou au moins une machine tournante et/ou un actionneur et/ou un capteur.According to another object of the invention, there is provided an air separation apparatus comprising at least one enclosure as described above, the apparatus comprising at least one distillation column and at least one heat exchanger and l 'at least one enclosure containing at least one of the distillation columns and / or at least one heat exchanger and / or at least one rotary machine and / or an actuator and / or a sensor.
L’actionneur peut être l’actionneur d’une vanne ou d’une manette.The actuator can be the actuator of a valve or a handle.
L’appareil peut comprendre une autre enceinte destinée à contenir au moins un autre élément de l’appareil, l’élément devant opérer à une température au-dessus de 100°C , l’enceinte étant en forme de caisson et constituée par au moins une ossature comprenant des poteaux longitudinaux et des ceintures et contreventements reliant les poteaux entre eux, l’enceinte étant éventuellement équipée à l’extérieur d’au moins un garde-corps constitué par au moins un barreau , dans laquelleThe apparatus may comprise another enclosure intended to contain at least one other element of the apparatus, the element having to operate at a temperature above 100 ° C., the enclosure being in the form of a box and constituted by at least a frame comprising longitudinal posts and belts and braces connecting the posts together, the enclosure being optionally equipped on the outside with at least one railing constituted by at least one bar, in which
a) l’au moins un poteau et/ou l’au moins une ceinture et/ou, le cas échéant, l’au moins un barreau constitue un moyen de transport de matière et/oua) at least one post and / or at least one belt and / or, if applicable, at least one bar constitutes a means of transporting material and / or
b) au moins un moyen de transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information est logé au moins partiellement dans l’au moins un poteau et/ou l’au moins une ceinture et/ou le cas échéant, l’au moins un barreau.b) at least one means of transporting material and / or electricity, light or information is housed at least partially in the at least one post and / or the at least one belt and / or if necessary , at least one bar.
Il est proposé d’utiliser :It is proposed to use:
les poteaux creux de section fermée en carré de la boite froide pour souffler de la matière isolante pulvérulent perlite après la phase d’installation de cette boite froide.hollow posts of closed square section of the cold box to blow perlite powdery insulating material after the installation phase of this cold box.
les poteaux des ossatures, par exemple ceux de la boîte froide, de section ouverte ou fermée pour loger de câbles électriques ou optiques, par exemple pour l’instrumentation et/ou le contrôle de procédés ou de tuyaux pour le transport de fluides ou de matières poudreuses les barreaux des garde-corps, par exemples ceux fixés aux parois de l’enceinte pour loger au moins un câble optique ou électrique les barreaux des garde-corps, par exemples ceux fixés aux parois de l’enceinte pour transporter de l’air ou de l’azote gazeux à l’intérieur d’un barreau creux ou dans une conduite logée au moins partiellement dans le barreau, ce fluide pouvant être de l’air pour l’instrurftentation, de l’azote pour l’inertage de la boîte froide ou un gaz pour la mise en mouvement des actionneurs de vannes pneumatiques.the posts of the frameworks, for example those of the cold box, of open or closed section to accommodate electrical or optical cables, for example for the instrumentation and / or the control of processes or pipes for the transport of fluids or materials powder bars of the railings, for example those attached to the walls of the enclosure to accommodate at least one optical or electrical cable the bars of the railings, for example those attached to the walls of the enclosure to transport air or nitrogen gas inside a hollow bar or in a pipe housed at least partially in the bar, this fluid may be air for the instrurftentation, nitrogen for the inerting of the cold box or a gas for setting in motion pneumatic valve actuators.
Π est envisageable d’envoyer la matière particulaire (par exemple la perlite) ou un gaz, tel que l’azote de balayage ou l’air d’instrumentation directement dans le poteau creux de sorte que le poteau lui-même sert de conduite de transport de matière.Π it is possible to send the particulate matter (for example perlite) or a gas, such as the purging nitrogen or the instrumentation air directly into the hollow post so that the post itself serves as a conduit for material transport.
Dans ce cas, le poteau comprend une entrée permettant d’introduire la matière particulaire ou le gaz depuis l’extérieur du poteau à l’intérieur du poteau et une sortie permettant d’introduire la matière particulaire ou le gaz depuis l’intérieur du poteau vers l’intérieur de l’enceinte. Cette entrée et/ou cette sortie peut être un simple trou dans la paroi du poteau.In this case, the post includes an inlet for introducing the particulate matter or the gas from outside the post inside the post and an outlet for introducing the particulate matter or the gas from inside the post. towards the interior of the enclosure. This inlet and / or outlet may be a simple hole in the wall of the post.
Alternativement, la matière particulaire ou le gaz peut être envoyé à travers une conduite qui se trouve dans l’espace à l’intérieur du profilé creux. Cette conduite débouche à l’extérieur du poteau et de l’enceinte pour permettre l’arrivée du gaz ou de la matière particulaire et débouche également à l’intérieur de l’enceinte pour permettre d’y envoyer le gaz ou la matière particulaire.Alternatively, the particulate matter or gas can be sent through a pipe which is in the space inside the hollow profile. This pipe opens outside the post and the enclosure to allow the arrival of gas or particulate matter and also leads inside the enclosure to allow the gas or particulate matter to be sent there.
Plusieurs gaz différents par la composition et/ou par la pression peuvent passer dans l’espace à l’intérieur du profilé ceux dans plusieurs conduites.Several gases, different in composition and / or in pressure, can pass into the space inside the profile, those in several pipes.
Il est possible d’utiliser à la fois le profilé lui-même comme conduite et une conduite à l’intérieur de l’espace à l’intérieur du profilé creux. Par exemple, on peut faire le remplissage d’une boîte froide avec de la perlite en envoyant la perlite dans le profile sans rentrer dans une conduite et d’utiliser le même profilé pour acheminer un gaz, le gaz étant envoyé dans une conduite situé dans l’espace à l’intérieur du profilé creux.It is possible to use both the profile itself as a pipe and a pipe inside the space inside the hollow profile. For example, we can fill a cold box with perlite by sending the perlite in the profile without entering a pipe and using the same profile to route a gas, the gas being sent in a pipe located in the space inside the hollow profile.
Les profilés utilisés peuvent s’étendre dans un sens vertical, horizontal ou transverse.The profiles used can extend in a vertical, horizontal or transverse direction.
Par ailleurs cette invention a une synergie particulière avec la construction modulaire autour d’une matrice, comme décrit dans FR3017939 , lorsque cette matrice est constituée de poutres à section ouverte ou fermée. Cette approche modulaire de l’ASU considère des morceaux de l’ASU qui peuvent être livrés sur site en paquets, conteneurs ou modules. Ces conteneurs sont installés sur une matrice de support en trois dimensions faite de poteaux, poutres ou poutrelles. Ils peuvent être installés horizontalement ou verticalement. Cette matrice peut contenir les câbles électriques ou I&C, ou transporter des fluides comme l’air instrumentation par exemple.Furthermore, this invention has a particular synergy with the modular construction around a matrix, as described in FR3017939, when this matrix consists of beams with open or closed section. This ASU modular approach considers pieces of ASU that can be delivered on site in packages, containers or modules. These containers are installed on a three-dimensional support matrix made of posts, beams or beams. They can be installed horizontally or vertically. This matrix can contain electrical or I&C cables, or transport fluids such as air instrumentation for example.
Selon un objet de l’invention, il est prévu un procédé d’amenée de matière isolante pulvérulente à une enceinte telle que décrite ci-dessus dans lequel on envoie la matière isolante pulvérulente à l’intérieur de l’enceinte en l’envoyant au moins en partieAccording to an object of the invention, there is provided a method for supplying pulverulent insulating material to an enclosure as described above in which the pulverulent insulating material is sent inside the enclosure by sending it to the less in part
a) à travers l’au moins un poteau creux et/ou l’au moins un traverse creux et/ou, le cas échéant, l’au moins un barreau creux qui constitue le moyen de transport de matière et/oua) through at least one hollow post and / or at least one hollow cross member and / or, if necessary, at least one hollow bar which constitutes the means of transporting material and / or
b) à travers une conduite de transport de matière logée au moins partiellement dans l’au moins poteau et/ou l’au moins un traverse et/ou , le cas échéant, l’au moins un barreau.b) through a material transport pipe housed at least partially in the at least post and / or at least one cross member and / or, if necessary, the at least one bar.
L’invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures. Les Figures 1, 2 et 3 montrent une enceinte d’un appareil de séparation d’un mélange gazeux, en particulier de l’air par distillation à température subambiante cryogénique destinée à contenir au moins un élément de l’appareil, l’élément devant opérer à une température en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -50°C.The invention will be described in more detail with reference to the figures. Figures 1, 2 and 3 show an enclosure of an apparatus for separating a gaseous mixture, in particular air by distillation at subambient cryogenic temperature intended to contain at least one element of the apparatus, the element in front operate at a temperature below 0 ° C, preferably below -50 ° C.
Les Figures 1 A, IB, IC et ID montrent des « nœuds de charpente » de la Figure 1 en plus de détail, les Figures 3 A, 3B et 3C montrent des « nœuds de charpente » de la Figure 3 en plus de détail. La Figure 4 montre un détail d’une enceinte, comme un garde-corps et ses barreaux, selon l’invention et les Figures 5, 6 et 7 montrent une coupe dans différents poteaux utilisés dans une enceinte selon l’invention.Figures 1A, IB, IC and ID show "framework nodes" in Figure 1 in more detail, Figures 3A, 3B and 3C show "framework nodes" in Figure 3 in more detail. Figure 4 shows a detail of an enclosure, such as a railing and its bars, according to the invention and Figures 5, 6 and 7 show a section in different posts used in an enclosure according to the invention.
Les figures illustrent plusieurs types de poteaux dans lequel un moyen de transport de matière peut être logé.The figures illustrate several types of posts in which a means of transporting material can be accommodated.
Dans chacun de ces profilés, une conduite de gaz, une conduite d’amenée de perlite ou un câble peut être logé dans l’espace intérieur du profilé.In each of these profiles, a gas pipe, a perlite supply pipe or a cable can be accommodated in the interior space of the profile.
La Figure 1 illustre une ossature d’enceinte d’appareil de séparation, avant l’installation de l’élément à isoler, par exemple la colonne de distillation ou l’échangeur de chaleur. L’ossature comprend quatre poteaux verticaux 3 reliés entre eux par des ceintures horizontales et des contreventements.FIG. 1 illustrates a framework of a separation apparatus enclosure, before the installation of the element to be insulated, for example the distillation column or the heat exchanger. The frame includes four vertical posts 3 interconnected by horizontal belts and braces.
Comme on voit dans les Figures IA, IB, IC et ID, l’intérieur de chaque poteau forme une espace à section rectangulaire, éventuellement carrée. Cet espace peut servir à transporter diverses choses.As can be seen in Figures IA, IB, IC and ID, the interior of each post forms a space with a rectangular section, possibly square. This space can be used to transport various things.
En particulier, de la perlite ou un autre matériau isolant peut être injecté dans au moins un poteau, par exemple vers le bas du poteau et peut sortir du poteau vers le haut pour répandre de la perlite à l’intérieur de l’ossature, une fois revêtue de tôles pour la rendre étanche. De préférence, la perlite sort d’au moins deux des poteaux, voire tous les quatre poteaux pour permettre une meilleure répartition de la poudre.In particular, perlite or another insulating material can be injected into at least one post, for example towards the bottom of the post and can come out of the post upwards to spread perlite inside the framework, a once coated with sheets to make it waterproof. Preferably, the perlite comes out of at least two of the posts, or even all four posts to allow a better distribution of the powder.
La perlite peut également passer dans les espaces à l’intérieur des contreventements et/ou des ceintures.Perlite can also pass into spaces inside braces and / or belts.
De l’air sec ou de l’azote gazeux sec d’en dehors de l’ossature peut également être envoyé dans l’ossature pour balayer l’isolant en passant dans l’espace à l’intérieur d’au moins un poteau, voire tous les poteaux.Dry air or dry nitrogen gas from outside the frame can also be sent into the frame to sweep the insulation passing through the space inside at least one post, even all the posts.
Envoyer le gaz sec dans le poteau qui a déjà servir à faire venir la perlite permet d’évacuer de la perlite coincée dans les poteaux et ainsi éviter le gaspillage.Sending the dry gas into the post which has already served to bring the perlite in allows to evacuate the perlite trapped in the posts and thus avoid wastage.
Le même ou un autre gaz sec peut servir comme gaz d’instrumentation, par exemple pour actionner une vanne, ayant passé à l’intérieur d’un poteau.The same or another dry gas can be used as an instrument gas, for example to actuate a valve, having passed inside a column.
L’espace à l’intérieur d’au moins un poteau et/ou une traverse et/ou un contreventement peut également contenir au moins une conduite de gaz ou de liquide, par exemple, provenant de ou destiné à l’élément à l’intérieur de l’enceinte, par exemple un produit de la distillation ou un fluide alimentant la distillation.The space inside at least one post and / or a cross member and / or a brace may also contain at least one gas or liquid pipe, for example, coming from or intended for the element in question. inside the enclosure, for example a product of the distillation or a fluid feeding the distillation.
Le gaz ou le liquide n’est pas forcément contenu dans une conduite mais peut être directement en contact avec l’intérieur du poteau.The gas or liquid is not necessarily contained in a pipe but can be directly in contact with the inside of the post.
L’espace à l’intérieur d’au moins un poteau peut également contenir au moins un câble électrique ou optique. Ce câble peut par exemple apporter l’électricité pour éclairer l’extérieur de l’enceinte ou pour alimenter une machine tournante ou un actionneur ou des capteurs, contenu dans l’ossature.The space inside at least one pole can also contain at least one electrical or optical cable. This cable can for example bring electricity to light the outside of the enclosure or to power a rotating machine or an actuator or sensors, contained in the framework.
La Figure IA montre une jonction d’un poteau avec plusieurs contreventements en plus de détails, permettant de voir que tous ces éléments métalliques sont creux. La Figure IB est une coupe de la Figure 1 A. La Figure IC montre une jonction d’un des coins inférieurs de l’ossature d’entre le bas du poteau et des contreventements ou ceintures. La Figure ID est une coupe de la Figure IC.Figure IA shows a junction of a post with several braces in more detail, showing that all of these metal elements are hollow. Figure IB is a section of Figure 1 A. Figure IC shows a junction of one of the lower corners of the frame between the bottom of the post and braces or belts. Figure ID is a section of Figure IC.
Les profilés qui composent une structure métallique dit laminés marchands, sont étirés, pliés ou reconstitués dans le cas de fer hors standard Ils sont de section rectangulaire afin de former un caisson, idéal en tenue mécanique. Mais ceux-ci sont limités en tenue mécanique et onéreux.The profiles that make up a metallic structure, called merchant laminates, are stretched, folded or reconstituted in the case of non-standard iron. They are of rectangular section in order to form a box, ideal for mechanical strength. But these are limited in mechanical strength and expensive.
Les Profilés Reconstitués Soudés sont des profils réalisés suivant les besoins spécifiques de structure avec des plaques d’acier de fortes épaisseurs soudées. On peut aussi utiliser des tôles de différentes épaisseurs pour l’âme et les semelles et réaliser des profils cintrés mais leurs conceptions demandent beaucoup de main d’œuvre pour n’obtenir qu’un carré.Welded Reconstituted Profiles are profiles made according to specific structural needs with welded thick steel plates. We can also use sheets of different thicknesses for the core and the soles and make curved profiles but their designs require a lot of labor to obtain only a square.
Finalement un nouveau type de poteau présentant des avantages particuliers pour la présente invention est un profil reconstitué soudé. Cette nouvelle forme de profil associe les avantages du caisson pour les calculs et des platines pour les accostages. Il est constitué de deux cornières de tailles différentes, assemblées en miroir par deux soudures d’angles. Cet assemblage de deux parties distinctes permet plusieurs variations : épaisseurs des profils, choix des profilés étirés ou plies, polyvalence des systèmes de liaisons avec la tôlerie. De plus il facilite l’installation des moyens de transports.Finally, a new type of post presenting particular advantages for the present invention is a reconstituted welded profile. This new profile shape combines the advantages of the box for calculations and of the plates for docking. It consists of two angles of different sizes, assembled in a mirror by two corner welds. This assembly of two distinct parts allows several variations: thickness of the profiles, choice of drawn or folded profiles, versatility of the systems of connections with the sheet metal work. In addition, it facilitates the installation of means of transport.
La Figure 2 montre une coupe d’une ossature contenant deux éléments Kl, K2 dont chacun peut être une colonne de distillation ou un stockage ou un séparateur de phase. Les éléments sont entourés des quatre parois 2 de l’enceinte 1, dont les quatre poteaux 3 forment les coins.Figure 2 shows a section of a frame containing two elements K1, K2, each of which can be a distillation column or a storage or phase separator. The elements are surrounded by the four walls 2 of the enclosure 1, the four posts 3 of which form the corners.
La Figure 3 montre une ossature construite avec des profilés métalliques ayant une section en forme de I, U, H ou T. Dans ce cas, le matériau à transporter est transporté dans une conduite ou un câble. Une ou plusieurs conduites et/ou un ou plusieurs câbles peut ou peuvent être logé(s) dans un creux d’un poteau 7 ou d’un contreventement.Figure 3 shows a frame constructed with metal profiles having an I, U, H or T shaped section. In this case, the material to be transported is transported in a pipe or cable. One or more pipes and / or one or more cables can or can be housed in a hollow in a post 7 or in a brace.
La Figure 3A et 3B représentent un détail de l’ossature et la Figure 3C est une coupe de la Figure 3B.Figure 3A and 3B show a detail of the frame and Figure 3C is a section of Figure 3B.
On remarque en haut de la Figure 3 un garde-corps constitué par au moins un barreau. Des garde-corps similaire sont souvent installés sur l’extérieur de l’enceinte à mi hauteur par exemple pour permettre l’accès à l’intérieur et à l’instrumentation. Ces garde-corps doivent être éclairés. Comme les barreaux utilisés peuvent comprendre un espace interne, celui-ci peut loger un câble optique et/ou un câble électrique et/ ou une conduite de gaz ou de liquide et/ou une conduite de perlite.Note at the top of Figure 3 a railing consisting of at least one bar. Similar guardrails are often installed on the outside of the enclosure at half height, for example to allow access to the interior and instrumentation. These guardrails must be lit. As the bars used can include an internal space, this can accommodate an optical cable and / or an electric cable and / or a gas or liquid pipe and / or a perlite pipe.
Les poteaux des Figures 1 et 3 peuvent servir à évacuer de l’eau pluviale du toit de l’enceinte ou des plateformes fixés sur les côtés de l’enceinte.The posts in Figures 1 and 3 can be used to drain rainwater from the enclosure roof or from platforms attached to the sides of the enclosure.
La Figure 4 montre en plus de détail un garde-corps protégéant les personnes montées sur une plateforme à mi-hauteur d’une enceinte. On y accède par un escalier. Le garde-corps est formé de barreaux qui sont de poteaux verticaux creux 103 et de barres horizontales creuses 113.Figure 4 shows in more detail a guardrail protecting people mounted on a platform halfway up an enclosure. It is reached by a staircase. The railing is formed by bars which are hollow vertical posts 103 and hollow horizontal bars 113.
Les barreaux creux peuvent constituer un moyen de transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information.Hollow bars can be a means of transporting material and / or electricity, light or information.
Sinon au moins un moyen de transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information est logé au moins partiellement dans au moins un barreau du garde-corps.Otherwise at least one means of transporting material and / or electricity, light or information is housed at least partially in at least one railing bar.
La Figure 5 montre un poteau creux appartenant à une des Figures 1 à 4 où deux conduites 13, 15 sont disposés à l’intérieur du poteau. L’espace restant peut être rempli d’un matériau ou sinon peut servir pour transporter de la matière, par exemple un gaz. Les conduites 13, 15 peuvent chacune être une conduite de matière, d’électricité, de lumière ou d’information.Figure 5 shows a hollow post belonging to one of Figures 1 to 4 where two pipes 13, 15 are arranged inside the post. The remaining space can be filled with material or otherwise can be used to transport material, for example a gas. The pipes 13, 15 can each be a pipe for matter, electricity, light or information.
Les Figures 6 et 7 montrent respectivement un profilé métallique 7 ayant une section en forme de I et de H. Les deux espaces formés de chaque côté du profilé 7 peuvent chacun loger au moins une conduite 13, 15, 17. Chaque conduite peut transporter de la matière ou de l’électricité ou de la lumière ou de l’information.Figures 6 and 7 respectively show a metal section 7 having a section in the form of I and H. The two spaces formed on each side of the section 7 can each accommodate at least one pipe 13, 15, 17. Each pipe can transport matter or electricity or light or information.
Dans le cas où l’enceinte est destinée à être remplie d’isolation, une des conduites 13, 15, 17 des Figures 5 à 7 peut être un moyen de transport de l’isolation à transporter de l’extérieur vers l’intérieur de l’enceinte. La conduite est donc une conduite de transport de matière qui débouche à l’intérieur de l’enceinte. De préférence plusieurs voire tous les poteaux contiendront une conduite de transport d’isolant pour bien répartir l’isolant à l’intérieur de l’enceinte. Un poteau creux tel qu’illustré dans la Figure 5 peut servir à transporter l’isolation depuis l’extérieur vers l’intérieur de l’enceinte.In the case where the enclosure is intended to be filled with insulation, one of the pipes 13, 15, 17 of Figures 5 to 7 may be a means of transporting the insulation to be transported from the outside to the inside of the enclosure. The pipe is therefore a pipe for transporting material which opens inside the enclosure. Preferably several or all of the posts will contain an insulation transport pipe to distribute the insulation well inside the enclosure. A hollow post as shown in Figure 5 can be used to transport the insulation from the outside to the inside of the enclosure.
L’invention s’applique en particulier à un appareil de séparation d’air comprenant une enceinte destinée à contenir au moins un élément de l’appareil, devant opérer à une température en dessous de 0°C, de préférence en dessous de -50°C, voire cryogénique, l’enceinte étant en forme de caisson et constituée par au moins une ossature permettant le transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information.The invention applies in particular to an air separation device comprising an enclosure intended to contain at least one element of the device, which must operate at a temperature below 0 ° C, preferably below -50 ° C, even cryogenic, the enclosure being in the form of a box and constituted by at least one framework allowing the transport of matter and / or electricity, light or information.
L’appareil de séparation d’air peut comprendre au moins une autre enceinte contenant au moins un autre élément de l’appareil, devant opérer à une température au-dessus de 100°C, l’enceinte étant en forme de caisson et constituée par au moins une ossature permettant le transport de matière et/ou d’électricité, de lumière ou d’information. L’élément peut par exemple être une unité d’épuration d’air pour enlever le dioxyde de carbone et/ou l’eau contenu dans l’air.The air separation device can comprise at least one other enclosure containing at least one other element of the device, which must operate at a temperature above 100 ° C., the enclosure being in the form of a box and constituted by at least one frame allowing the transport of matter and / or electricity, light or information. The element can for example be an air cleaning unit for removing carbon dioxide and / or water contained in the air.
Un poteau ou ceinture ou barreau qui est creux peut à la fois servir à transporter de la matière (par exemple un gaz, un liquide ou de la matière pulvérulente) et éventuellement contenir au moins une conduite pour transporter de la matière, de l’électricité, de la lumière ou de l’information.A post or belt or bar which is hollow can both serve to transport material (for example a gas, a liquid or powdery material) and possibly contain at least one pipe to transport material, electricity , light or information.
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- 2017-01-10 FR FR1750206A patent/FR3061763B1/en active Active
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Legal Events
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Effective date: 20180713 |
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