ITLO20130002A1

ITLO20130002A1 - NEW AIR ENRICHMENT PROCESS

Info

Publication number: ITLO20130002A1
Application number: IT000002A
Authority: IT
Inventors: Flavio Manenti; Carlo Pirola
Original assignee: Milano Politecnico; Univ Degli Studi Milano
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-05
Also published as: WO2014161713A1

Description

Sommario dell’Invenzione Summary of the Invention

La presente invenzione è rivolta ad un processo per produrre aria arricchita da acqua contenente ossigeno e azoto disciolti. I n particolare, l’acqua è preferibilmente acqua salata o acqua fresca; più preferibilmente l’acqua è acqua di mare. The present invention relates to a process for producing water enriched air containing dissolved oxygen and nitrogen. In particular, the water is preferably salt water or fresh water; more preferably the water is sea water.

Un flusso arricchito di ossigeno è ottenuto scaldando acqua ad una temperatura al di sotto del suo punto di ebollizione. An oxygen-enriched flow is obtained by heating water to a temperature below its boiling point.

La presente invenzione è rivolta ad un processo per produrre aria arricchita in ossigeno da acqua, il processo comprendente lo scaldare detta acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione e separare un flusso comprendente gas incondensabili da un flusso di acqua degassata. The present invention is directed to a process for producing oxygen enriched air from water, the process comprising heating said water to a temperature below the boiling point and separating a flow comprising non-condensable gases from a flow of degassed water.

I noltre la presente invenzione è rivolta ad un’apparecchiatura per produrre aria arricchita in ossigeno, secondo il processo sopra citato, e ad impianti che impiegano acqua e comprendono detta apparecchiatura. Furthermore, the present invention is aimed at an apparatus for producing air enriched in oxygen, according to the aforementioned process, and to plants that use water and include said apparatus.

I n particolare, la presente invenzione è diretta ad un processo per ottenere un’aria arricchita in ossigeno da acqua di mare con un impianto di dissalazione di acqua di mare. In particular, the present invention is directed to a process for obtaining oxygen-enriched air from seawater with a seawater desalination plant.

Background dell’invenzione Background of the invention

A temperatura costante, la quantità di un dato gas che si dissolve in un dato tipo e volume di liquido è direttamente proporzionale alla pressione parziale di questo gas in equilibrio con questo liquido. At constant temperature, the amount of a given gas that dissolves in a given type and volume of liquid is directly proportional to the partial pressure of this gas in equilibrium with this liquid.

Il principio è regolato dalla legge di Henry ed è espresso come: The principle is governed by Henry's law and is expressed as:

In cui c è la solubilità del gas disciolto, kHè la costante di proporzionalità, dipendente dalla natura del gas, dal solvente e dalla temperatura, e pgè la pressione parziale del gas. Where c is the solubility of the dissolved gas, kH is the constant of proportionality, depending on the nature of the gas, the solvent and the temperature, and pg is the partial pressure of the gas.

L’aria si discioglie nell’acqua e, all’equilibrio con atmosfera, ogni gas componente l’aria è presente in acqua in una percentuale secondo la legge di Henry. La solubilità dell’ossigeno in acqua è maggiore della solubilità dell’azoto. L’aria disciolta in acqua contiene approssimativamente 35,6% di ossigeno a temperatura ambiente rispetto a circa 21 % di ossigeno contenuto nell’aria. Air dissolves in water and, in equilibrium with the atmosphere, each gas component of the air is present in water in a percentage according to Henry's law. The solubility of oxygen in water is greater than the solubility of nitrogen. Air dissolved in water contains approximately 35.6% oxygen at room temperature compared to approximately 21% oxygen contained in the air.

All’aumentare della temperatura, la solubilità dei gas diminuisce. Pertanto, quando viene fornito calore, l’azoto e l’ossigeno (insieme agli altri componenti dell’atmosfera) vengono rilasciati dall’acqua insieme a vapore acqueo. I n particolare, quando scaldato a temperature al di sotto del punto di ebollizione, il flusso di vapore ottenuto dall’acqua è ricco di gas incondensabili. La composizione dei gas rilasciati è correlata alla temperatura operativa e differisce dalla composizione atmosferica. As the temperature increases, the solubility of the gases decreases. Therefore, when heat is supplied, nitrogen and oxygen (together with the other components of the atmosphere) are released from the water together with water vapor. In particular, when heated to temperatures below the boiling point, the steam flow obtained from the water is rich in non-condensable gases. The composition of the released gases is related to the operating temperature and differs from the atmospheric composition.

La presente invenzione sfrutta la differente dissoluzione di ossigeno e azoto atmosferici in equilibrio con l’acqua, in cui la costante di Henry è favorevole ad un maggior scioglimento di ossigeno. La presente invenzione è infatti basata sulla separazione di aria arricchita in ossigeno mediante il riscaldamento dell’acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione. I processi convenzionali per la produzione di aria arricchita comprendono, per esempio, compressione, refrigerazione e separazione, quando le specifiche finali sono particolarmente strette e le richieste sono ampie. Altrimenti, quando le specifiche sono distese, i setacci molecolari e le zeoliti sono sufficienti a concentrare l’aria in ossigeno di pochi punti percentuali. Rispetto ai processi convenzionali, la presente invenzione è molto conveniente, particolarmente quando utilizzata in combinazione con processi che generano vapore o quando viene fornito riscaldamento dell’acqua. The present invention exploits the different dissolution of atmospheric oxygen and nitrogen in equilibrium with water, in which Henry's constant is favorable to a greater dissolution of oxygen. The present invention is in fact based on the separation of air enriched in oxygen by heating the water to a temperature below the boiling point. Conventional processes for enriched air production include, for example, compression, refrigeration and separation, when the final specifications are particularly tight and the demands are large. Otherwise, when the specifications are flat, the molecular sieves and zeolites are sufficient to concentrate the air in oxygen by a few percentage points. Compared to conventional processes, the present invention is very convenient, particularly when used in combination with processes that generate steam or when water heating is provided.

Per esempio, è possibile recuperare aria arricchita in sistem i di generazione di vapore prima che l’acqua raggiunga il punto di ebollizione. I l recupero di aria arricchita da questi processi non ha alcun costo operativo aggiuntivo, ma semplicemente sfrutta diversamente la fonte di energia esistente. For example, it is possible to recover enriched air in steam generation systems before the water reaches the boiling point. The recovery of enriched air from these processes has no additional operating cost, but simply uses the existing energy source differently.

I I processo di dissalazione dell’acqua di mare per produrre acqua fresca è di particolare interesse. A seconda della temperatura, l’acqua di mare può disciogliere da circa 6 a 20 litri di aria per ogni metro cubo di acqua. Un impianto di dissalazione di acqua di mare per produrre acqua fresca per l’uso domestico generalmente processa migliaia di tonnellate di acqua al giorno. Brevemente, per mezzo di evaporatori ad effetto multiplo, l’acqua è progressivamente vaporizzata e dissalata. E’ possibile ottenere aria arricchita separando i gas incondensabili e il vapore acqueo prima che l’acqua di mare venga vaporizzata. Altrimenti l’aria arricchita può essere recuperata tra il vapore dissalato e il suo condensatore (processo di condensazione a due passaggi (1 ) recupero di aria arricchita ad alta temperatura (al di sotto del punto di ebollizione) e (2) raffreddamento dell’acqua dissalata a condizioni ambiente) . I The seawater desalination process to produce fresh water is of particular interest. Depending on the temperature, sea water can dissolve from about 6 to 20 liters of air for every cubic meter of water. A seawater desalination plant to produce fresh water for domestic use generally processes thousands of tons of water per day. Briefly, by means of multiple effect evaporators, the water is gradually vaporized and desalinated. It is possible to obtain enriched air by separating incondensable gases and water vapor before the sea water is vaporized. Otherwise the enriched air can be recovered between the desalted steam and its condenser (two-step condensation process (1) recovery of enriched air at high temperature (below the boiling point) and (2) cooling of the water desalinated at ambient conditions).

I n generale, ogni processo che fa uso di acqua per recupero termico o generazione di vapore può essere integrato con l’invenzione (processo intensificato) con un piccolo investimento, senza alcun incremento dei costi operativi e con vantaggi derivanti dall’uso dell’aria arricchita prodotta. Esempi di questi processi sono processi di sintesi del metanolo, in cui reattori tubolari vengono raffreddati con acqua, processi di recupero term ico o processi di generazione di vapore. I l processo della presente invenzione può essere utilizzato a monte dell’ebollizione dell’acqua. In general, any process that uses water for heat recovery or steam generation can be integrated with the invention (intensified process) with a small investment, without any increase in operating costs and with advantages deriving from the use of air. enriched produced. Examples of these processes are methanol synthesis processes, in which tubular reactors are cooled with water, thermal recovery processes or steam generation processes. The process of the present invention can be used upstream of boiling the water.

Per esempio, in sistem i di generazione di vapore il recupero dell’aria arricchita può avvenire prima del raggiungimento del punto di ebollizione. La presente invenzione può anche essere utilizzata a valle dell’ebollizione dell’acqua, e il recupero dell’aria arricchita può essere ottenuto durante il passaggio di raffreddamento. Qualsiasi tipo di processo chim ico e industriale che utilizza acqua come refrigerante è una potenziale applicazione dell’invenzione. Per esempio, sistem i a monte di torri di raffreddamento possono essere intensificati con l’invenzione. Da un punto di vista generale, tutti i processi esoterm ici, come la sintesi del metanolo, richiedono un refrigerante per preservare la temperatura per motivi di sicurezza ed industriali. I l raffreddamento avviene inguainando direttamente l’ambiente di reazione, come nel caso della sintesi del metanolo, oppure im mediatamente a valle, come nel caso dei processi di combustione. Usualmente, il refrigerante è acqua per svariate ragioni. For example, in steam generation systems, the recovery of the enriched air can take place before the boiling point is reached. The present invention can also be used downstream of boiling water, and the recovery of the enriched air can be obtained during the cooling step. Any type of chemical and industrial process that uses water as a coolant is a potential application of the invention. For example, systems upstream of cooling towers can be intensified with the invention. From a general point of view, all exothermic processes, such as methanol synthesis, require a refrigerant to preserve the temperature for safety and industrial reasons. The cooling takes place by sheathing the reaction environment directly, as in the case of methanol synthesis, or immediately downstream, as in the case of combustion processes. Usually, the coolant is water for a variety of reasons.

Specificamente, pirolisi e processi di combustione che adottano acqua per smorzare i flussi di gas in uscita sono potenziali applicazioni. Per esempio, i processi Claus sono caratterizzati da un reattore termico che opera a 1 .100-1 .300°C per ossidare parzialmente gas acidi. I l gas in uscita viene raffreddato a 350°C in una caldaia per i rifiuti che utilizza acqua bollente come refrigerante, generando vapore a media pressione. Specifically, pyrolysis and combustion processes that use water to dampen outgoing gas streams are potential applications. For example, Claus processes feature a thermal reactor operating at 1.100-1.300 ° C to partially oxidize acid gases. The outgoing gas is cooled to 350 ° C in a waste boiler that uses boiling water as a coolant, generating medium pressure steam.

Applicazioni attraenti sono rappresentate da processi chim ici che hanno un ciclo aperto di acqua. I n pratica, l’acqua che entra nel processo è attiva nella reazione per generare speciali materie prime e prodotti chimici. Processi tipici con ciclo aperto di acqua sono quelli di riformazione di vapore, cracking di vapore, e gassificazione (per esempio di carbone, biomassa, rifiuti) per citarne alcuni. Questi processi hanno già processi sequestratori/di degassaggio che possono essere utilizzati per introdurre l’invenzione abbassando i costi di installazione. Attractive applications are represented by chemical processes which have an open water cycle. In practice, the water that enters the process is active in the reaction to generate special raw materials and chemicals. Typical open cycle water processes are steam reformation, steam cracking, and gasification (e.g. coal, biomass, waste) to name a few. These processes already have sequestering / degassing processes that can be used to introduce the invention by lowering installation costs.

L’invenzione sarà ora descritta qui di seguito in maggior dettaglio. The invention will now be described below in greater detail.

Breve descrizione dell’invenzione Brief description of the invention

La presente invenzione mira alla produzione di aria arricchita dall’acqua. Preferibilmente, la presente invenzione mira alla produzione di aria arricchita da acqua salata o acqua fresca, più preferibilmente da acqua di mare. La solubilità dell’ossigeno in acqua è maggiore della solubilità dell’azoto. Aumentando la temperatura dell’acqua, la solubilità di entrambi i gas diminuisce e d è possibile rimuovere aria arricchita in ossigeno dall’acqua. The present invention aims at the production of air enriched by water. Preferably, the present invention aims at the production of enriched air from salt water or fresh water, more preferably from sea water. The solubility of oxygen in water is greater than the solubility of nitrogen. By increasing the temperature of the water, the solubility of both gases decreases and it is possible to remove oxygen-enriched air from the water.

L’aria arricchita comprende preferibilmente una concentrazione di ossigeno da 22 a 35% in volume, preferibilmente da 23 a 30% in volume, più preferibilmente da 24 a 27% in volume.. Scaldando l’acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione, viene ottenuto un flusso arricchito in gas incondensabili dissolti in esso. Per esempio, un flusso può essere ottenuto con un rapporto tra ossigeno e azoto sim ile a quello dissolto nel fluido di origine. L’ossigeno è presente in acqua in un rapporto con l’azoto pari o maggiore a 1 :2. The enriched air preferably comprises an oxygen concentration of 22 to 35% by volume, preferably 23 to 30% by volume, more preferably 24 to 27% by volume. of boiling, a stream enriched in non-condensable gases dissolved in it is obtained. For example, a flow can be obtained with a ratio of oxygen to nitrogen similar to that dissolved in the source fluid. Oxygen is present in water in a ratio with nitrogen equal to or greater than 1: 2.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Figura 1 : Configurazione qualitativa dell’invenzione applicata ad un impianto di dissalazione. Figure 1: Qualitative configuration of the invention applied to a desalination plant.

Nella presente sim ulazione, l'invenzione consiste in due separatori (FDS) , due scambiatori di calore (HE) e le rispettive linee di collegamento, insieme alla strumentazione connessa. Brevemente, l’acqua di mare S2 entra nel primo scambiatore di calore (HE1 ) e viene scaldata ad una temperatura inferiore al punto di ebollizione. I l flusso di acqua scaldata entra poi nel primo separatore (FDS1 ) dove i gas incondensabili dissolti in acqua vengono separati e lasciano l’unità attraverso la linea di gas S4, mentre l’acqua di mare parzialmente priva di gas incondensabili esce lungo la linea S5. I l flusso S4, il quale è ricco di gas incondensabili originariamente dissolti in acqua di mare e vapore acqueo, viene raffreddato nel secondo scambiatore di calore (HE2) . La maggioranza del vapore acqueo viene quindi condensata, riassorbendo solo una piccola quantità di gas incondensabili, dato che la quantità di acqua nella linea S4 è molto ridotta rispetto all’originale flusso S2 di acqua di mare. I l flusso raffreddato viene poi alimentato al secondo separatore (FDS2) e avviene la separazione finale. I l flusso condensato S7 viene miscelato con S5, mentre aria arricchita S6 viene parzialmente compressa da un soffiante (BL) , in modo da essere pronta all’uso sul posto. Per esempio, il flusso di aria arricchita può essere compresso ad una pressione di 1 ,6 bar. Detta pressione è adatta per l’uso in camere di combustione operanti a pressione atmosferica. In the present simulation, the invention consists of two separators (FDS), two heat exchangers (HE) and the respective connection lines, together with the connected instrumentation. Briefly, S2 sea water enters the first heat exchanger (HE1) and is heated to a temperature below the boiling point. The heated water flow then enters the first separator (FDS1) where the non-condensable gases dissolved in the water are separated and leave the unit through the gas line S4, while the sea water partially free of non-condensable gases comes out along the line S5. The flow S4, which is rich in incondensable gases originally dissolved in sea water and water vapor, is cooled in the second heat exchanger (HE2). The majority of the water vapor is then condensed, reabsorbing only a small amount of non-condensable gases, since the amount of water in the S4 line is very small compared to the original S2 flow of sea water. The cooled flow is then fed to the second separator (FDS2) and final separation takes place. The condensed flow S7 is mixed with S5, while enriched air S6 is partially compressed by a blower (BL), so as to be ready for use on site. For example, the enriched air stream can be compressed to a pressure of 1.6 bar. This pressure is suitable for use in combustion chambers operating at atmospheric pressure.

Figura 2: Diagramma di flusso utilizzante il sim ulatore di processo PRO/ 11 . Figure 2: Flow chart using the PRO / 11 process simulator.

Figura 3: Diagram ma di flusso utilizzante il sim ulatore di processo AspenHysys. Figure 3: Flow diagram using the AspenHysys process simulator.

Figura 4: Configurazione di processo tradizionale (schema superiore) ed intensificato con l’invenzione (schema inferiore) per la generazione di vapore. I l vapore generato può essere utilizzato non lim itatamente per riformazione di vapore, cracking di vapore, gassificazione, generazione di energia. Le unità dell’invenzione sono mostrate in nero. Sistem i di generazione d’acqua tradizionali consistono in un economizzatore per acqua pre-scaldata, un boiler in cui viene generato vapore acqueo, uno o più surriscaldatori in cui il vapore viene scaldato prima dell’uso. Un’integrazione dell’invenzione con sistemi di generazione di acqua tradizionali permette la generazione in concomitanza di aria arricchita. L’invenzione richiede solamente piccole modifiche dell’impianto, come il rimodernamento dell’economizzatore e l’installazione dello scambiatore di calore HE2 e dei separatori (FDS 1 e 2) . Figure 4: Traditional process configuration (upper scheme) and intensified with the invention (lower scheme) for the generation of steam. The steam generated can be used not limitedly for steam reformation, steam cracking, gasification, power generation. The units of the invention are shown in black. Traditional water generation systems consist of an economizer for pre-heated water, a boiler in which water vapor is generated, one or more superheaters in which the steam is heated before use. An integration of the invention with traditional water generation systems allows the concomitant generation of enriched air. The invention requires only minor modifications to the system, such as the modernization of the economizer and the installation of the HE2 heat exchanger and separators (FDS 1 and 2).

Figura 5: Mezzo scorcio di cracking termico convenzionale (lo scambiatore di trasferimento di linea, TLE, è il generatore di vapore) . Figure 5: Half-glimpse of conventional thermal cracking (the line transfer exchanger, TLE, is the steam generator).

Figura 6: Sistema di cracking termico intensificato con riutilizzo in loco di aria arricchita. L’uso diretto di aria arricchita permette di raggiungere la stessa temperatura del cracking di vapore con minor consumo di combustibile. Figure 6: Intensified thermal cracking system with on-site reuse of enriched air. The direct use of enriched air allows you to reach the same temperature as steam cracking with less fuel consumption.

Figura 7a e 7b: Distillazione multi-effetto tradizionale ed intensificata per dissalazione di acqua di mare (come da esempio 1 ) . I n questo caso, l’invenzione è applicata a monte. Le unità dell’invenzione sono mostrate in nero. Figure 7a and 7b: Traditional and intensified multi-effect distillation by desalination of sea water (as per example 1). In this case, the invention is applied upstream. The units of the invention are shown in black.

Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention

La presente invenzione è rivolta ad un processo per produrre aria arricchita in ossigeno, comprendente: fornire acqua con ossigeno e azoto dissolti; scaldare l’acqua ad una temperatura da 1 °C a 70°C al di sotto del punto di ebollizione, preferibilmente da 1 °C a 25°C al di sotto del punto di ebollizione; alimentare l’acqua scaldata ad un separatore; separare in detto separatore da detta acqua scaldata un flusso comprendente gas incondensabili ed un flusso di acqua degassata; recuperare aria arricchita dal flusso comprendente gas incondensabili. Preferibilmente, l’acqua è acqua salata o acqua fresca; più preferibilmente l’acqua è acqua di mare. The present invention is directed to a process for producing oxygen enriched air, comprising: supplying water with dissolved oxygen and nitrogen; heat the water to a temperature from 1 ° C to 70 ° C below the boiling point, preferably from 1 ° C to 25 ° C below the boiling point; feed the heated water to a separator; separating in said separator from said heated water a flow comprising incondensable gases and a flow of degassed water; recover enriched air from the flow comprising non-condensable gases. Preferably, the water is salt water or fresh water; more preferably the water is sea water.

Vapore acqueo è compreso nel flusso arricchito di gas incondensabili ed è possibile recuperare ossigeno, azoto e altri componenti atmosferici dissolti in acqua, insieme a vapore acqueo. Water vapor is included in the enriched stream of non-condensable gases and it is possible to recover oxygen, nitrogen and other atmospheric components dissolved in water, together with water vapor.

La presente invenzione può impiegare qualsiasi pressione operativa. Preferibilmente la presente invenzione è operata ad una pressione compresa tra 0,1 atm e 1 ,4 atm , più preferibilmente tra 0,8 atm e 1 ,2 atm . The present invention can employ any operating pressure. Preferably the present invention is operated at a pressure comprised between 0.1 atm and 1.4 atm, more preferably between 0.8 atm and 1.2 atm.

Opzionalmente, il processo comprende inoltre i passaggi di raffreddare il flusso comprendente gas incondensabili per ottenere un flusso raffreddato comprendente una fase condensata. Preferibilmente, il flusso raffreddato è alimentato ad un separatore per separare la fase condensata ed un flusso di aria arricchita. Preferibilmente, detta fase condensata comprende una m inor quantità di gas incondensabili e detto flusso di aria arricchita comprende la maggior quantità di gas incondensabili. Optionally, the process further comprises the steps of cooling the flow comprising non-condensable gases to obtain a cooled flow comprising a condensed phase. Preferably, the cooled flow is fed to a separator to separate the condensed phase and an enriched air flow. Preferably, said condensed phase comprises a smaller quantity of incondensable gases and said enriched air flow comprises the greatest quantity of incondensable gases.

Preferibilmente i flussi sono separati in separatori a camera di flash. Preferably the flows are separated in flash chamber separators.

I n un metodo di realizzazione della presente invenzione, il riscaldamento e/o raffreddamento dei flussi del processo inventivo avviene attraverso scambiatori di calore. In an embodiment method of the present invention, the heating and / or cooling of the inventive process flows occurs through heat exchangers.

I n metodi di realizzazione preferiti l’acqua viene scaldata a temperatura di ebollizione in uno o più evaporatori; poi l’acqua evaporata viene separata con apparecchiature di separazione, preferibilmente membrane, condensatori o trappole per vapore. I n questi metodi di realizzazione il flusso comprendente gas incondensabili può essere separato prima dell’evaporazione dell’acqua scaldata e/o durante il condensamento dell’acqua evaporata. I n preferred manufacturing methods the water is heated to boiling temperature in one or more evaporators; then the evaporated water is separated with separation equipment, preferably membranes, condensers or steam traps. In these manufacturing methods, the flow including non-condensable gases can be separated before the evaporation of the heated water and / or during the condensation of the evaporated water.

I n metodi di realizzazione preferiti, l’energia di riscaldamento necessaria a scaldare l’acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione è ottenuta da processi in cui vengono utilizzate elevate quantità di acqua, per esempio sistemi generatori di vapore, impianti di dissalazione di acqua di mare, sistemi di raffreddamento. In preferred embodiments, the heating energy required to heat the water to a temperature below the boiling point is obtained from processes in which large quantities of water are used, e.g. steam generator systems, seawater desalination, cooling systems.

La presente invenzione è rivolta anche ad un’apparecchiatura per produrre aria arricchita, detta apparecchiatura comprendente: uno scambiatore di calore per scaldare un flusso di acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione; un separatore per separare l’acqua scaldata in un flusso comprendente gas incondensabili ed un flusso di acqua degassata; opzionalmente l’apparecchiatura comprende inoltre uno scambiatore di calore per raffreddare il flusso comprendente gas incondensabili per fornire un flusso raffreddato; un separatore per separare il flusso raffreddato in una fase condensata ed un flusso di aria arricchita. The present invention is also directed to an apparatus for producing enriched air, said apparatus comprising: a heat exchanger to heat a flow of water to a temperature below the boiling point; a separator to separate the water heated in a flow comprising non-condensable gases and a flow of degassed water; optionally the equipment also comprises a heat exchanger to cool the flow comprising non-condensable gases to provide a cooled flow; a separator to separate the cooled flow into a condensed phase and an enriched air flow.

La presente invenzione è particolarmente adatta per essere utilizzata insieme all’esistente processo in cui l’acqua viene scaldata al punto di ebollizione, dato che aria arricchita può essere ottenuta intensificando detto processo esistente con bassa o alcuna spesa ulteriore. I ntensificando i processi esistenti con la presente invenzione, i costi possono essere abbassati e l’efficienza dell’energia dei processi e degli impianti intensificati può aumentare. The present invention is particularly suitable to be used together with the existing process in which water is heated to the boiling point, since enriched air can be obtained by intensifying said existing process with little or no additional expense. By intensifying existing processes with the present invention, costs can be lowered and the energy efficiency of intensified processes and plants can increase.

I l processo della presente invenzione può intensificare processi in cui vengono utilizzate elevate quantità di acqua, come processi di sintesi del metanolo, in cui reattori tubolari vengono raffreddati con acqua, o processi di recupero termico, o processi di generazione di vapore. Ciò richiede un piccolo investimento, senza alcun aumento dei costi operativi e con vantaggi derivanti dall’uso dell’aria arricchita prodotta. Per esempio il processo della presente invenzione può essere utilizzato a monte dell’acqua bollente, in sistemi di generazione di vapore; il recupero di aria arricchita può avvenire prima del raggiungimento del punto di ebollizione. I n un metodo di realizzazione la presente invenzione può essere utilizzata a valle dell’ebollizione dell’acqua e il recupero dell’aria arricchita può avvenire durante il passaggio di raffreddamento. The process of the present invention can intensify processes in which large amounts of water are used, such as methanol synthesis processes, in which tubular reactors are cooled with water, or heat recovery processes, or steam generation processes. This requires a small investment, without any increase in operating costs and with advantages deriving from the use of the enriched air produced. For example, the process of the present invention can be used upstream of boiling water, in steam generation systems; the recovery of enriched air can take place before the boiling point is reached. I n one method of realization the present invention can be used downstream of the boiling of the water and the recovery of the enriched air can take place during the cooling passage.

I n metodi di realizzazione preferiti il processo della presente invenzione può intensificare il processo di dissalazione dell’acqua di mare, laddove l’obiettivo è ancora la separazione dell’acqua dissalata dall’acqua salata. I l processo per dissalare l’acqua è ad alta intensità energetica; consumo di energia o emissioni di gas serra significative, quando vengono bruciati combustibili fossili per esso, sono gli inevitabili risultati delle tecnologie tradizionali. Quando la separazione viene eseguita mediante evaporazione, per esempio in tecnologia di distillazione m ulti-effetto (MED) , un target addizionale per intensificare l’impianto può essere introdotto senza ulteriori costi operativi e consumo di energia. The preferred manufacturing methods the process of the present invention can intensify the seawater desalination process, where the goal is still the separation of desalinated water from salt water. The process for desalination of water is energy-intensive; significant energy consumption or greenhouse gas emissions, when fossil fuels are burned for it, are the inevitable results of traditional technologies. When separation is performed by evaporation, for example in multi-effect distillation technology (MED), an additional target to intensify the plant can be introduced without additional operating costs and energy consumption.

La configurazione tipica di un impianto di dissalazione consiste in svariati evaporatori dove il vapore generato nell’evaporatore n è utilizzato per il funzionamento dell’evaporatore (n+ 1). Per esempio acqua di mare viene alimentata al primo evaporatore a temperatura ambiente (da circa 5°C a circa 30°C per condizio ni del Mar Mediterraneo) . Una specifica quantità di calore è fornita per aumentare la temperatura e far evaporare una quantità di acqua nel primo effetto dell’impianto di dissalazione MED. L’acqua evaporata nel primo effetto è la forza motrice per i successivi evaporatori. Focalizzandosi sul primo effetto, l’acqua di mare evapora parzialmente e vengono ottenute acqua dissalata e acqua salata (Vedere figura 7a) . The typical configuration of a desalination plant consists of several evaporators where the vapor generated in the evaporator n is used for the operation of the evaporator (n + 1). For example, sea water is fed to the first evaporator at room temperature (from about 5 ° C to about 30 ° C for Mediterranean sea conditions). A specific amount of heat is provided to increase the temperature and evaporate a quantity of water in the first effect of the MED desalination plant. The water evaporated in the first effect is the driving force for the subsequent evaporators. By focusing on the first effect, the sea water partially evaporates and desalinated water and salt water are obtained (See Figure 7a).

E’ possibile intensificare il processo di dissalazione dell’acqua inserendo il processo della presente invenzione tra l’acqua di mare e l’alimentazione del primo vaporizzatore senza alcun costo operativo aggiuntivo (vedere figura 7b). Alternativamente, è possibile inserire l’invenzione tra il vapore dissalato e il suo condensatore (processo di condensazione a due passaggi per (1 ) recuperare aria arricchita ad alta temperatura (al di sotto del punto di ebollizione) e (2) raffreddare l’acqua dissalata a condizioni ambientali) . Se il funzionamento viene fornito in due passaggi, è perciò possibile raccogliere il primo vapore ottenuto a temperatura più bassa, che è ricco di gas incondensabili, e produrre l’acqua dissalata a temperatura più elevata in un secondo passaggio. Aria arricchita può essere recuperata prima del secondo passaggio. I n un metodo di realizzazione, l’aria arricchita può essere recuperata durante la condensazione dell’acqua dissalata. I n simili casi, il primo passaggio di condensazione viene eseguito ad una temperatura leggermente inferiore al punto di ebollizione, mentre il completo raffreddamento dell’acqua dissalata viene eseguito in un secondo passaggio. It is possible to intensify the water desalination process by inserting the process of the present invention between the sea water and the power supply of the first vaporizer without any additional operating costs (see figure 7b). Alternatively, it is possible to insert the invention between the desalted steam and its condenser (two-step condensation process to (1) recover enriched air at high temperature (below the boiling point) and (2) cool the water desalinated at environmental conditions). If the operation is provided in two steps, it is therefore possible to collect the first steam obtained at a lower temperature, which is rich in non-condensable gases, and produce the desalinated water at a higher temperature in a second step. Enriched air can be recovered before the second pass. I n one manufacturing method, the enriched air can be recovered during the condensation of desalinated water. In such cases, the first condensation step is performed at a temperature slightly below the boiling point, while the complete cooling of the desalinated water is performed in a second step.

Ogni qualvolta il processo di dissalazione viene rifornito termicamente mediante combustione di carburante fossile, costi variabili e consumo di combustibile possono essere ridotti rendendo il processo maggiormente sostenibile. Whenever the desalination process is thermally refueled by burning fossil fuel, variable costs and fuel consumption can be reduced making the process more sustainable.

Quindi, la presente invenzione è rivolta anche ad un impianto industriale comprendente l’apparecchiatura per produrre aria arricchita. Therefore, the present invention is also aimed at an industrial plant comprising the equipment for producing enriched air.

I n particolare, la presente invenzione è rivolta anche ad un impianto per dissalare acqua di mare comprendente un’apparecchiatura per produrre aria arricchita; detta apparecchiatura comprendente scambiatore di calore per scaldare un flusso di acqua ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione; un separatore per separare l’acqua scaldata in un flusso comprendente gas incondensabili ed un flusso di acqua degassata; opzionalmente l’apparecchiatura comprende anche uno scambiatore di calore per raffreddare il flusso comprendente gas incondensabili per fornire un flusso raffreddato; un separatore per separare il flusso raffreddato in una fase condensata ed un flusso di aria arricchita. In particular, the present invention is also directed to a plant for desalination of sea water comprising an apparatus for producing enriched air; said apparatus comprising a heat exchanger for heating a stream of water to a temperature below the boiling point; a separator to separate the water heated in a flow comprising non-condensable gases and a flow of degassed water; optionally the equipment also includes a heat exchanger to cool the flow comprising non-condensable gases to provide a cooled flow; a separator to separate the cooled flow into a condensed phase and an enriched air flow.

I n altri metodi di realizzazione la presente invenzione è rivolta ad un impianto per cracking di vapore comprendete un’apparecchiatura per produrre aria arricchita, secondo la presente invenzione. The other manufacturing methods the present invention is aimed at a steam cracking plant comprising an apparatus for producing enriched air, according to the present invention.

I vantaggi dell’intensificazione sono tangibili quando l’aria arricchita può essere utilizzata direttamente nell’impianto che la produce, per esempio in camera di combustione, parzialmente diluita con aria (se il contenuto di ossigeno è particolarmente alto) . Ciò permette di ridurre i costi operativi, di ridurre l’inerzia term ica dell’aria nei processi di combustione per generazione di vapore, con l’inevitabile riduzione di consumo del carburante fossile, e di ridurre i volumi delle unità operative. L’aria arricchita può essere appropriatamente im magazzinata o utilizzata in loco. The advantages of intensification are tangible when the enriched air can be used directly in the plant that produces it, for example in the combustion chamber, partially diluted with air (if the oxygen content is particularly high). This allows to reduce operating costs, to reduce the thermal inertia of the air in combustion processes for steam generation, with the inevitable reduction in fossil fuel consumption, and to reduce the volumes of the operating units. The enriched air can be appropriately stored or used on site.

L’impianto semplificato di dissalazione di acqua di mare progettato per l’uso domestico di acqua fresca nell’Isola di Pantelleria è stato adottato come caso di studio industriale. L’impianto intensificato dell’esempio consiste in tre evaporatori e l’apparecchiatura per produrre l’aria arricchita secondo l’invenzione (vedere figura 7b) . La simulazione è stata fatta utilizzando il pacchetto commerciale PRO/ 11 . Le condizioni operative sono: acqua di mare a 22°C con contenuto salino del Mar Mediterraneo; fi usso entrante di acqua di mare di 25 kg/s; cadute di pressione al secondo e al terzo evaporatore di 0,35 bar; temperatura finale dell’acqua dissalata di 51 °C. La sim ulazione forn isce i seguenti risultati: 13,09 kg/s di acqua dissalata, 1 1 ,91 kg/s di acqua salata con una concentrazione di sale di circa il doppio secondo le restrizioni locali, e 0,34 kg/s di aria altamente arricchita. La potenza richiesta per alimentare il primo evaporatore è stimata attorno a 23,176 MW. The simplified seawater desalination plant designed for domestic use of fresh water on the island of Pantelleria was adopted as an industrial case study. The intensified system of the example consists of three evaporators and the equipment to produce the enriched air according to the invention (see Figure 7b). The simulation was done using the commercial PRO / 11 package. The operating conditions are: sea water at 22 ° C with saline content from the Mediterranean Sea; incoming flow of sea water of 25 kg / s; pressure drops at the second and third evaporator of 0.35 bar; final temperature of the desalinated water of 51 ° C. The simulation gives the following results: 13.09 kg / s of desalinated water, 11.91 kg / s of salt water with a salt concentration of approximately twice as much according to local restrictions, and 0.34 kg / s of highly enriched air. The power required to power the first evaporator is estimated to be around 23.176 MW.

Esem pio 2 Example 2

Una simulazione di processo è stata eseguita. Le condizioni maggiormente conservative sono selezionate per non sovrastimare la concentrazione di ossigeno nel flusso di aria arricchita. I n figura 3, viene mostrato uno schema dell’apparecchiatura per produrre aria arricchita. L’invenzione consiste in due separatori, V-101 e V-102, e due scambiatori di calore, E-100 e E-101 . La prima unità, V-100, viene usata per sim ulare l’acqua di mare in contatto con l’atmosfera. Secondo l’utilizzo dell’aria arricchita ottenuta dal flusso 8, un soffiatore o un compressore può essere necessario. Le separazioni possono avvenire con membrane, camere di flash, atom izzatori o altre unità. I n questa sim ulazione generale, vengono adottati ideali separatori a camera di flash. L’acqua di mare (flusso 2) entra nell’unità E-100 dove viene scaldata ad una temperatura al di sotto del punto di ebollizione. Quindi, essa entra nell’unità V-102 per l’operazione di degassazione (un’apparecchiatura di stripping può essere utilizzata in questo caso) per separare il flusso bagnato di gas incondensabili (flusso 1 1 ) dall’acqua di mare degassata (flusso 5), che viene mandata al processo di dissalazione MED (non mostrato in figura 3) . I l flusso 1 1 viene raffreddato nell’unità E-101 per condensare la maggior parte dell’acqua del flusso. Facendo questo, una trascurabile porzione di gas incondensabili viene riassorbita in acqua (flusso 4) dato che la quantità d’acqua è significativamente più piccola rispetto all’originale. La fase condensata (flusso 6) viene separata dall’aria arricchita (flusso 7) . La quantità totale di aria arricchita stimata con la simulazione maggiormente conservativa è di circa 1 ,4 kg di aria arricchita con 24,5% di ossigeno per 1 m<3>di acqua di mare. Considerando gli ampi volumi processati in un tipico impianto di dissalazione, un flusso rilevante di aria arricchita può essere recuperato con l’intensificazione proposta. Vale la pena di notare che la fornitura di energia necessaria per eseguire il processo intensificato è esattamente la stessa del processo di dissalazione tradizionale. A process simulation was performed. The most conservative conditions are selected so as not to overestimate the oxygen concentration in the enriched air stream. In figure 3, a diagram of the equipment for producing enriched air is shown. The invention consists of two separators, V-101 and V-102, and two heat exchangers, E-100 and E-101. The first unit, V-100, is used to simulate sea water in contact with the atmosphere. According to the use of the enriched air obtained from flow 8, a blower or a compressor may be necessary. Separations can take place with membranes, flash chambers, atomizers or other units. In this general simulation, ideal flash chamber separators are adopted. The sea water (flow 2) enters the E-100 unit where it is heated to a temperature below the boiling point. Then, it enters the V-102 for degassing operation (stripping equipment can be used in this case) to separate the wet stream of non-condensable gases (stream 1 1) from the degassed seawater (stream 1 1) 5), which is sent to the MED desalination process (not shown in figure 3). The flow 1 1 is cooled in the E-101 unit to condense most of the flow water. By doing this, a negligible portion of non-condensable gas is reabsorbed in water (flow 4) since the amount of water is significantly smaller than the original. The condensed phase (flow 6) is separated from the enriched air (flow 7). The total quantity of enriched air estimated with the most conservative simulation is about 1.4 kg of air enriched with 24.5% oxygen per 1 m <3> of sea water. Considering the large volumes processed in a typical desalination plant, a significant flow of enriched air can be recovered with the proposed intensification. It is worth noting that the energy supply required to carry out the intensified process is exactly the same as in the traditional desalination process.

Esem pio 3 Example 3

Un impianto pilota sperimentale è stato predisposto. L’impianto è a ciclo continuo ed è progettato per processare fino a 30 l/h di acqua fresca. An experimental pilot plant has been set up. The plant is a continuous cycle and is designed to process up to 30 l / h of fresh water.

I n questo impianto l’acqua viene prelevata da una tanica di circa 25 litri, tenuta aperta ed in contatto con l’aria in modo da assicurare l’equilibrio dello scioglimento a temperatura ambiente (20°C) di ossigeno e azoto. I l flusso dell’acqua (10 l/h) è mandato mediante una pompa ad uno scambiatore di calore per alzare la propria temperatura al valore fissato di 80°C. Questo flusso entra poi in una colonna di strippaggio per l’operazione di degassazione in modo da separare il flusso bagnato di ossigeno e azoto dall’acqua degassata. Questa colonna, con un’altezza di 48 cm ed un diametro interno di 4,5 cm , è riempita con packing strutturato di tipo Sulzer Mellapak CX e mantenuta a 80°C me diante un rivestimento termico esterno. I l flusso di acqua è alimentato alla somm ità della colonna e il gas di strippaggio, elio, alla base. I l gas di strippaggio è utile per favorire la separazione dell’ aria arricchita e l’elio è stato selezionato per non rovinare le m isurazioni gascromatografiche. I l flusso in uscita dalla colonna entra poi in una trappola per vapore per la separazione dell’acqua evaporata ed è infine mandato in un m icro gascromatografo per la quantificazione in linea di ossigeno e azoto. Queste analisi vengono eseguite usando una colonna Agilent mod. 3000A m icro-GC con setacci molecolari, operante con elio come vettore ed un’analisi isoterm ica a 80°C. Flussi differenti di elio sono utilizzati e specificamente 4NI/h, 10 Nl/h e 20 Nl/h che danno le differenti concentrazioni di azoto e ossigeno: gli esperimenti confermano che l’intensificazione porta alla produzione di un’aria altamente arricchita con, rispettivamente, 32% , 28% e 26% in volume di ossigeno. I l flusso di aria arricchita ottenuta in queste esecuzioni si aggira tra 0,05 e 0,08 Nl/h. I n applicazioni industriali, l’elio può essere sostituito con altri gas. Preferibilmente aria o la stessa aria arricchita può essere adottata per favorire la separazione. In this system the water is taken from a tank of about 25 liters, kept open and in contact with the air in order to ensure the balance of the dissolution of oxygen and nitrogen at room temperature (20 ° C). The water flow (10 l / h) is sent by a pump to a heat exchanger to raise its temperature to the set value of 80 ° C. This flow then enters a stripping column for the degassing operation in order to separate the wet flow of oxygen and nitrogen from the degassed water. This column, with a height of 48 cm and an internal diameter of 4.5 cm, is filled with structured packing of the Sulzer Mellapak CX type and maintained at 80 ° C by means of an external thermal coating. The water flow is fed to the top of the column and the stripping gas, helium, to the base. The stripping gas is useful for facilitating the separation of enriched air and helium has been selected so as not to ruin the gas chromatographic measurements. The flow leaving the column then enters a steam trap for the separation of evaporated water and is finally sent to a micro gas chromatograph for the online quantification of oxygen and nitrogen. These analyzes are performed using an Agilent mod. 3000A m icro-GC with molecular sieves, operating with helium as a vector and an isothermal analysis at 80 ° C. Different helium flows are used and specifically 4NI / h, 10 Nl / h and 20 Nl / h which give the different concentrations of nitrogen and oxygen: the experiments confirm that the intensification leads to the production of highly enriched air with, respectively, 32%, 28% and 26% by volume of oxygen. The flow of enriched air obtained in these executions is between 0.05 and 0.08 Nl / h. In industrial applications, helium can be replaced with other gases. Preferably air or the enriched air itself can be adopted to favor the separation.

Esem pio 4 Example 4

Calcoli economici sono stati compiuti sull’impianto dell’esempio 1 . Economic calculations were made on the system of example 1.

Si presume che la generazione di vapore per alimentare il primo evaporatore dell’impianto di dissalazione di acqua di mare venga ottenuta utilizzando metano con aria stechiometrica in una camera di combustione. I l potere calorifico del metano si presume sia 55.255 kJ/kg. Per generare la potenza di circa 23 MW richiesta dal primo evaporatore per avviare l’intero impianto di dissalazione, sono necessari 0,4194 kg/s di metano. Se presupponiamo che il metano è completamente bruciato con aria stechiometrica dentro la camera di combustione secondo il percorso di ossidazione generale la quantità totale di ossigeno necessario è di 0,8388 kg/s. Ciò significa che 3,995 kg/s di aria devono essere alimentati all’aria di combustione per generare la potenza necessaria. Con l’intensificazione secondo la presente invenzione vengono recuperati 0,034 kg/s di aria altamente arricchita (circa 1 /3 di ossigeno) . Ciò significa che il flusso necessario diventa di 3,964 kg/s per l’aria di combustione. Conseguentemente, il flusso totale di gas in entrata è ridotto solo nella quantità di gas inerte (azoto) . Pertanto, con un semplice bilanciamento di energia si ottiene una corrispondente riduzione di combustibile fossile necessario ad ottenere la stessa temperatura nella camera di combustione. I l miglioramento di prestazione ottenuto con la simulazione di processo conservativo in term ini di costi operativi è di 0,69% per l’intera sezione di combustione tradizionale. It is assumed that the generation of steam to power the first evaporator of the seawater desalination plant is obtained using methane with stoichiometric air in a combustion chamber. The calorific value of methane is assumed to be 55,255 kJ / kg. To generate the power of about 23 MW required by the first evaporator to start the entire desalination plant, 0.4194 kg / s of methane are required. If we assume that the methane is completely burned with stoichiometric air inside the combustion chamber according to the general oxidation path, the total amount of oxygen needed is 0.8388 kg / s. This means that 3.995 kg / s of air must be fed to the combustion air to generate the necessary power. With the intensification according to the present invention, 0.034 kg / s of highly enriched air (about 1/3 of oxygen) are recovered. This means that the necessary flow becomes 3.964 kg / s for the combustion air. Consequently, the total incoming gas flow is reduced only in the amount of inert gas (nitrogen). Therefore, with a simple energy balance, a corresponding reduction of fossil fuel necessary to obtain the same temperature in the combustion chamber is obtained. The performance improvement obtained with the simulation of a conservative process in terms of operating costs is 0.69% for the entire traditional combustion section.

Se supponiamo che la fornitura di energia con combustibile fossile è supportata da alcune fonti di energia rinnovabile, che è la tendenza moderna per rendere sostenibile i processi di dissalazione (cioè con fonti geotermiche o solari) , il contributo dell’aria arricchita è ancor più rilevante e può condurre ad una significativa dim inuzione di combustibile fossile, preservando le prestazioni della camera di combustione. Per esempio, supponiamo che l’energia rinnovabile copra il 90% del fabbisogno energetico, mentre il 10% è ancora fornito dal combustibile fossile. Consideriamo che questo combustibile fossile è sempre in grado di riempire possibili lacune della discontinua natura dell’energia rinnovabile, ma è tenuto operativo per azioni immediate. I n questo caso, l’aria di combustione è meno del 10% (aria totale aria arricchita = 0,38 kg/s) rispetto al caso precedente (aria totale aria arricchita = 3,995 kg/s) e per ottenere la stessa temperatura nella camera di combustione, il flusso di carburante necessario è ridotto del 9,51 % . Ciò porta ad un’ulteriore dim inuzione dei costi variabili dei combustibili fossili, inferiore e m igliore utilizzo di combustibile, e significativa ulteriore riduzione delle em issioni effetto serra. If we assume that the supply of energy with fossil fuel is supported by some renewable energy sources, which is the modern trend to make desalination processes sustainable (i.e. with geothermal or solar sources), the contribution of enriched air is even more relevant. and can lead to a significant decrease in fossil fuel while preserving the performance of the combustion chamber. For example, suppose that renewable energy covers 90% of energy needs, while 10% is still provided by fossil fuel. We consider that this fossil fuel is always able to fill possible gaps in the discontinuous nature of renewable energy, but it is kept operational for immediate action. In this case, the combustion air is less than 10% (total air enriched air = 0.38 kg / s) compared to the previous case (total air enriched air = 3.995 kg / s) and to obtain the same temperature in the combustion chamber, the necessary fuel flow is reduced by 9.51%. This leads to a further decrease in the variable costs of fossil fuels, a lower and better use of fuel, and a significant further reduction in greenhouse effect emissions.

Claims

Claims: 1. A process for producing oxygen enriched air, comprising: supply water containing dissolved oxygen and nitrogen; heat said water at a temperature from 1 ° C to 70 ° C below the boiling point of water, preferably at a temperature from 1 ° C to 50 ° C below the boiling point of water, more preferably at a temperature of PC to 25 ° C below the boiling point of water; feed the heated water to a separator, preferably to a flash chamber separator; separating in said separator from said heated water a flow comprising incondensable gases and a flow of degassed water, recover enriched air from the flow comprising non-condensable gases.

2. The process of claim 1, in which the water is sea water.

3. The process of claims 1-2 further comprising the step of: cooling the flow comprising non-condensable gases to obtain a cooled flow comprising a condensed phase; feeding the cooled flow to a separator; separating in said separator from the cooled flow a condensed phase comprising a minor quantity of non-condensable gases and a flow of enriched air comprising the greatest quantity of non-condensable gases.

4. The process of claims 1 -3 in which the water is heated through a heat exchanger and / or in which the flow comprising incondensable gases is cooled through a heat exchanger.

5. The process of claims 1-4, further comprising the steps of: evaporate the water heated in one or more evaporators; And condense the evaporated water.

6. The process of claim 5 in which the flow comprising incondensable gases is separated before the evaporation of the heated water.

7. The process of claim 5 in which the enriched air is recovered during the condensation of the evaporated water.

8. An apparatus for producing enriched air, said apparatus comprising: one or more heat exchangers for heating a stream of water to a temperature of 1 ° C to 70 ° C below the boiling point of the water, preferably at a temperature of 1 ° C to 50 ° C below the boiling point of water, more preferably at a temperature of 1 ° C to 25 ° C below the boiling point of water; one or more separators, to separate the heated water in a flow comprising non-condensable gases and a flow of degassed water; optionally said apparatus comprising one or more heat exchangers for cooling the flow comprising incondensable gases and giving a cooled flow; and one or more separators for separating the cooled stream into a condensed phase and an enriched air stream.

9. A seawater desalination plant comprising the equipment of claim 8.

10. A steam cracking plant comprising the equipment of claim 8.