WO2016132082A1 - Procédé et appareil de séparation a température subambiante - Google Patents

Procédé et appareil de séparation a température subambiante Download PDF

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WO2016132082A1
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heat
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heat pump
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PCT/FR2016/050384
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Benoît DAVIDIAN
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L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/908—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for separation at subambient temperature, or even cryogenic.
  • the separation may be separation by distillation and / or dephlegmation and / or absorption.
  • the equipment used for this separation will be called "column".
  • a column may for example be a distillation or absorption column. Reduced to its simplest expression, it can be a phase separator. Otherwise a column can also be a device where a dephlegmation takes place.
  • Magnetic refrigeration is based on the use of magnetic materials having a magnetocaloric effect. Reversible, this effect results in a variation of their temperature when they are subjected to the application of an external magnetic field.
  • the optimal ranges of use of these materials are in the vicinity of their Curie temperature (Te).
  • Te Curie temperature
  • the magnetocaloric effect is said to be direct when the temperature of the material increases when it is put in a magnetic field, indirect when it cools when it is put in a magnetic field.
  • the rest of the description will be made for the direct case, but the transposition to the indirect case is obvious to those skilled in the art.
  • thermodynamic cycles based on this principle.
  • a typical magnetic refrigeration cycle consists of:
  • a magnetic refrigeration device uses elements of magnetocaloric material, which generate heat when magnetized and absorb heat when demagnetized. I! can implement a regenerator magnetocaloric material to amplify the temperature difference between the "hot source” and the “cold source”: there is then active regenerative magnetic refrigeration.
  • US-A-6502404 describes the use of the magnetocaloric effect (instead of the conventional use of an expansion turbine) to provide cold (necessary to ensure the cooling of the process) to a cryogenic separation process of the air, the separation energy being conventionally provided by the pressurized air which makes it possible to operate the vaporizer-condenser of the double column (the low pressure column can be reduced to a simple vaporizer in the case of a nitrogen generator).
  • the separation (distillation) is partly under pressure, typically between 5 and 6 bara in the medium pressure column.
  • FR-A-3010509 describes a separation entirely at very low pressure, the fluid to be separated does not convey the energy (in the form of pressure) used for the separation and for the cold resistance of the process.
  • the energy for the separation and the energy for the cold resistance are provided by heat pumps using the magnetocaloric effect, independently of the fluid to be separated and its pressure.
  • the present invention addresses the problem of simplifying the implementation and reducing the energy consumption of the separation, by combining the magnetocaloric heat pump called “separation” with the magnetocaloric heat pump called “refrigeration balance” and using a unique fluid circuit coolant, associated with a single pump (or a set of pumps), placed on the side of the hot source called “ambient”.
  • a heat pump is a thermodynamic device for transferring a quantity of heat from a medium considered as “transmitter” said “cold source” from which the heat is extracted to a medium considered as “receiver” said "hot source Where the heat is supplied, the cold source being at a colder temperature than the hot source.
  • An ambient temperature is the temperature of the ambient air in which the process is located, or a temperature of a cooling water circuit related to the air temperature.
  • a subambient temperature is at least 10 ° C below room temperature, for example below 0 ° C.
  • a cryogenic temperature is below -50 ° C.
  • a method for separating a mixture for example gas from air, by separation at subambient temperature or even cryogenic in which a heat pump directly or indirectly exchanges heat between at least one cold source and at least two hot sources thus contributing at least partly, or even all, the separation energy and at least part of the cold, or even all the cold, necessary to maintain the refrigeration balance of the process;
  • first cold source being at subambient temperature, or even cryogenic
  • the first hot source at a first temperature subambient or cryogenic
  • the second hot source at a temperature above the first temperature, for example at room temperature
  • the separation taking place in a single column or a set of columns
  • the first cold source being thermally connected, directly or indirectly, to the colon one or a single column of the assembly and the first heat source being thermally connected, directly or indirectly, to the single column or column of the assembly characterized by the fact that the heat pump is unique and uses the magnetocaloric effect.
  • the second hot source is not connected directly to the single column or column of the assembly.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect transfers, at least in part, heat directly or indirectly from the top of the single column or column of the assembly, preferably by condensing gas from the column or from a column of the assembly, towards the tank of the column or column of the assembly, preferably by vaporization of liquid from the single column or the column of the assembly, thus providing at least partly the energy of separation.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect exchanges heat directly or indirectly with at least one second cold source.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect cools or condenses at least partially, directly or indirectly, at least a part of the mixture to be separated before it is introduced into the single column or the column of the assembly.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect cools or condenses, directly or indirectly, a fluid from the single column or column of the assembly.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect exchanges heat directly or indirectly with at least one third hot source.
  • a liquid is withdrawn from the column or set of columns and vaporized to form a gaseous product under pressure, possibly after pressurization at a higher pressure or after depressurization at a pressure lower than the pressure at which it is withdrawn, characterized in that at least a portion of the heat of vaporization of the liquid is supplied by the heat pump using the magnetocaloric effect of which the third hot source exchanges heat, directly or indirectly, with the liquid which vaporizes.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect heats or vaporizes, directly or indirectly, a fluid from the single column or column of the assembly.
  • a single heat transfer fluid is used in the heat pump using the magnetocaloric effect, the single heat transfer fluid being in contact with at least one magnetocaloric material.
  • the only circulation pump operates at a temperature not exceeding 20 ° C ( ⁇ 20 ° C), or 10 ° C ( ⁇ 10 ° C), or 5 ° C ( ⁇ 5 ° C) from that of the second hot source, for example at room temperature.
  • the only set of circulation pumps operates at a temperature not exceeding 20 ° C ( ⁇ 20 ° C), or 10 ° C ( ⁇ 10 ° C), or 5 ° C ( ⁇ 5 ° C) from of the second hot source, for example at room temperature.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect consists of several regenerators with magnetocaloric materials placed in series and / or parallel.
  • At least one regenerator with magnetocaloric materials comprises an intermediate withdrawal of heat transfer fluid.
  • At least one regenerator with magnetocaloric materials does not see all the flow of heat transfer fluid.
  • At least one regenerator with magnetocaloric materials consists of a single magnetocaloric material characterized by a single Curie temperature.
  • At least one magnetocaloric material regenerator consists of several magnetocaloric materials each having a different Curie temperature.
  • each (or set of) regenerator (s) with magnetocaloric materials may have a natural operating frequency of the magnetocaloric cycle, to allow a better adaptation of the heat transmitted, in particular during a reduction in the process load.
  • the pressure of the single column or columns of the assembly is less than 2 bara, preferably less than 1.5 bara, preferably at least one pressure which differs from the atmospheric pressure only by the pressure losses of the elements connecting the or the columns with the atmosphere,
  • the mixture is air.
  • the heat exchanged at the first hot source differs by more than 20%, or even more than 30%, from the heat exchanged at the first cold source.
  • the heat exchanged at the first hot source differs from less than 20%, or even less than 10%, of the heat exchanged at the first cold source.
  • the set of columns comprises an argon separation column, the heat pump using the magnetocaloric effect condensing, directly or indirectly, a fluid from the argon separation column.
  • the process produces as final product at least one gas enriched in a component of the mixture.
  • the process produces as final product at least one liquid enriched in a component of the mixture.
  • an apparatus for separating a mixture, for example air gas, by a subambient or even cryogenic separation process comprising a single column or a set of columns.
  • the subambient or even cryogenic separation is carried out, means for sending a mixture to the column or column assembly, means for withdrawing at least one fluid enriched in a component of the mixture of the column, a heat pump exchanging the heat directly or indirectly between at least one cold source and at least two hot sources thus providing at least partly the separation energy and at least a portion of the cold necessary to maintain the refrigeration balance of the apparatus, the first cold source being at subambient temperature, even cryogenic, the first hot source at a first subambient temperature, even cryogenic, the second hot source at a temperature higher temperature at the first temperature, for example at room temperature, the first heat sink being thermally connected, directly or indirectly, to the single column or column of the assembly and the first heat source is thermally connected, directly or indirectly , at the single column or the column of the assembly characterized in that it comprises
  • the pressure of the single column or columns of the assembly is less than 2 bara, preferably less than 1.5 bara, so that the column is or columns are connected to the atmosphere by at least one duct not including expansion means.
  • the apparatus comprises means for withdrawing a liquid product at the head or single column vessel or a column of the assembly.
  • the apparatus comprises means for withdrawing a gaseous product at the head or in the vat of the single column or of a column of the assembly.
  • the single column or set of columns is disposed in an insulated enclosure and the second hot source and / or the single pump or single set of pumps is disposed (or arranged) outside the enclosure.
  • Figure 1 illustrates the state of the art as described in FR-A-3010509.
  • a column 19 is located within an insulated enclosure (not shown).
  • a flow of gaseous air 1 is compressed in a compressor 3 and cooled in a cooler 5 to form compressed and cooled air 7.
  • This cooled air 7 is purified in a purification unit 9 to remove water and carbon dioxide and other impurities.
  • the purified air is then cooled in a plate heat exchanger 11 with fins.
  • the cooled air 14 in the exchanger 11 is divided into two parts 13,15. Part 13 is sent to the middle of a single distillation column 19 where it separates to form nitrogen-enriched gas 41 at the top of column 19 and an oxygen-enriched liquid 29 in the bottom of column 19.
  • Part 15 of the air is condensed at least partially in a heat exchanger 17 by heat exchange with a fluid flow 23 which cools by means of a second heat pump using the magnetocaloric effect 21.
  • a fluid 51 cooling typically ambient air or cooling water is sent to the second heat pump using the magnetocaloric effect 21.
  • the column comprises a bottom reboiler 33 and a top condenser 35.
  • the reboiler is heated by means of a fluid circuit 37 in connection with a first heat pump using the magnetocaloric effect 31.
  • This first heat pump using the magnetocaloric effect 31 also serves to cool a fluid 39 which cools the overhead condenser 35.
  • the fluids 37 and 39 may be identical or different.
  • oxygen enriched is withdrawn in the bottom of the column 19 and nitrogen-enriched gas 41 is heated in the exchanger 11 and serves, at least in part, to regenerate the purification unit 9.
  • a gas enriched in oxygen is withdrawn in the bottom of the column 19, is heated in the exchanger 11 and is compressed by a compressor 27.
  • a flow of gaseous air 1 is compressed in a compressor 3 and cooled in a cooler 5 to form compressed and cooled air 7.
  • This cooled air 7 is purified in a purification unit 9 to remove water and carbon dioxide and other impurities.
  • the purified air is then cooled in a plate heat exchanger 11 with fins.
  • the cooled air 14 in the exchanger 11 is sent to the middle of a single distillation column 19 where it separates to form nitrogen-enriched gas 41 at the top of the column 19 and an oxygen-enriched liquid 29 in the tank of column 19.
  • the column comprises a bottom reboiler 33, a top condenser 35 and an intermediate condenser 17.
  • a heat pump using the magnetocaloric effect 60 is used and consists of several magneto-magnetic material regenerators 61, 62, 63, 64, 65 and 66 connected in series (and / or parallel), through which circulates a heat transfer fluid 23 set in motion by a single circulation pump 27 (or a single set of circulation pumps).
  • the pump 27 or the assembly is disposed outside the insulated enclosure, as is the heat source 51.
  • the heat pump using the magnetocaloric effect 60 is thermally connected, directly or indirectly, to two cold sources and at two hot springs.
  • the coolant 23 cools in the exchanger 51 by direct or indirect heat exchange with the second hot source, typically ambient air or cooling water. It is then cooled again in the magneto-magnetic material regenerators 66, 65, 64, 63 and 62. It is reheated in the intermediate condenser 17 by direct or indirect heat exchange with the second heat sink, partially condensing the rising gas. the column 19. It is then again cooled again in the magneto-magnetic material regenerators 61 and 62. It is reheated in the head condenser 35 by direct or indirect heat exchange with the first cold source, partly condensing gas at the top column 19.
  • the second hot source typically ambient air or cooling water
  • magneto-magnetic material regenerator 62 It is then reheated in the magneto-magnetic material regenerator 62 and then in the bottom reboiler 33 by direct or indirect thermal exchange with the first source hot, by vaporizing a portion of the liquid in the tank of the column 19. It is then again reheated in the magnetocaloric material regenerators 63, 64, 65 and 66.
  • An oxygen-enriched liquid 29 is withdrawn in the vat from the column 19 and a nitrogen-enriched gas 41 warms up in the exchanger 11 and serves, at least in part, subsequently to regenerate the purification unit 9.
  • a gas Oxygen enriched is withdrawn in the bottom of the column 19, is heated in the exchanger 11 and is compressed by a compressor 27.
  • the number of regenerators magnetocaloric materials (six, five) is here illustrative. It can be adjusted according to the thermal gradients to be generated in each part of the heat pump using the magnetocaloric effect 60, in particular by varying their length.
  • a generator may also have an intermediate withdrawal to send the heat transfer fluid make a direct or indirect heat exchange with the first hot source and / or the second cold source.
  • Each (or set of) regenerator (s) with magnetocaloric materials may have a natural frequency of operation of the magnetocaloric cycle, to allow a better adaptation of the heat transmitted, in particular during a lowering of the process load.
  • the process has been simplified, in particular by eliminating the circulating pump of the heat transfer fluid of the heat pump using the magnetocaloric effect 31, called separation, placed at cryogenic temperature, by pooling it with the pump circulation of the heat transfer fluid of the heat pump using the magnetocaloric effect 21, called cooling balance.
  • the electrical power of the suppressed circulation pump no longer modifies the refrigeration balance of the process, which allows to gain energy.
  • the method of FIG. 2 makes it possible to decouple the heat exchanged between the top condenser 35 and that of the bottom vaporizer 33 of the column 19, offering an additional degree of freedom to optimize the distillation, and thus reduce the electrical consumption.
  • Figure 2 differs from Figure 3 in that the intermediate condenser 17 is removed, the single heat pump using the magnetocaloric effect 60 then being thermally connected, directly or indirectly, to a cold source and two hot springs.
  • the invention is described herein in the air separation application at cryogenic temperature. It is obvious that the invention also applies to other separations at subambient temperatures for example at the separation of a mixture containing carbon monoxide and / or hydrogen and / or nitrogen and / or methane.

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Abstract

Dans un procédé de séparation d'un mélange par séparation à température subambiante,une pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) échange de la chaleur entre une source froide (41) et deux sources chaudes (29,51) apportant ainsi au moins en partie l'énergie de séparation et au moins une partie du froid nécessaire au maintien du bilan frigorifique du procédé,la première source froide étant à température subambiante, la première source chaude à une première température subambiante,la seconde source chaude est à la température ambiante,la séparation s'effectuant dans une colonne unique (19), la première source froide étant reliée thermiquement à la colonne unique et la première source chaude étant reliée thermiquement à la colonne unique.

Description

PROCEDE ET APPAREIL DE SEPARATION A TEMPERATURE SUBAMBIANTE
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de séparation à température subambiante, voire cryogénique. La séparation peut être une séparation par distillation et/ou par déflegmation et/ou par absorption. L'équipement utilisé pour cette séparation sera appelé « colonne ». Ainsi une colonne peut par exemple être une colonne de distillation ou d'absorption. Réduite à sa plus simple expression, elle peut être un séparateur de phases. Sinon une colonne peut également être un appareil où s'effectue une déflegmation.
La réfrigération magnétique repose sur l'utilisation de matériaux magnétiques présentant un effet magnétocalorique. Réversible, cet effet se traduit par une variation de leur température lorsqu'ils sont soumis à l'application d'un champ magnétique externe. Les plages optimales d'utilisation de ces matériaux se situent au voisinage de leur température de Curie (Te). En effet, plus les variations d'aimantation, et par conséquent les changements d'entropie magnétique, sont élevés, plus les changements de leur température sont élevés. L'effet magnétocalorique est dit direct lorsque la température du matériau augmente quand il est mis dans un champ magnétique, indirect lorsqu'il se refroidit quand il est mis dans un champ magnétique. La suite de la description sera faite pour le cas direct, mais la transposition au cas indirect est évidente pour l'homme de l'art. Il existe plusieurs cycles thermodynamiques basés sur ce principe. Un cycle classique de réfrigération magnétique consiste :
i) à magnétiser le matériau pour en augmenter la température,
ii) à refroidir le matériau à champ magnétique constant pour rejeter de la chaleur,
iii) à démagnétiser le matériau pour le refroidir, et
iv) à chauffer le matériau à champ magnétique constant (en général, nul) pour capter la chaleur.
Un dispositif de réfrigération magnétique met en œuvre des éléments en matériau magnétocalorique, qui génèrent de la chaleur lorsqu'ils sont magnétisés et absorbent de la chaleur lorsqu'ils sont démagnétisés. I! peut mettre en œuvre un régénérateur à matériau magnétocalorique pour amplifier la différence de température entre la «source chaude» et la «source froide» : on parie alors de réfrigération magnétique à régénération active.
Il est connu d'utiliser l'effet magnétocalorique pour fournir du froid à un procédé de séparation à température subambiante dans EP-A-2551005.
US-A- 6502404 décrit l'usage de l'effet magnétocalorique (à la place de l'utilisation classique d'une turbine de détente) pour fournir du froid (nécessaire pour assurer le bilan frigorifique du procédé) à un procédé cryogénique de séparation de gaz de l'air, l'énergie de séparation étant classiquement apportée par l'air sous pression qui permet de faire fonctionner le vaporiseur-condenseur de la double colonne (la colonne basse pression pouvant être réduite à un simple vaporiseur dans le cas d'un générateur d'azote). La séparation (distillation) se fait en partie sous pression, typiquement entre 5 et 6 bara dans la colonne moyenne pression.
Il est connu depuis longtemps d'utiliser un même circuit pour fournir à la fois de la chaleur au rebouilleur d'une colonne de distillation et des frigories au condenseur de cette même colonne. US-A-2916888 montre un exemple pour une distillation d'hydrocarbures.
FR-A-3010509 décrit une séparation entièrement à très basse pression, le fluide à séparer ne véhiculant pas l'énergie (sous forme de pression) utilisée pour la séparation et pour la tenue en froid du procédé. L'énergie pour la séparation et l'énergie pour la tenue en froid sont apportées par des pompes à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique, indépendamment du fluide à séparer et de sa pression.
US-A- 6125656 A et US-A-4987744 décrivent des procédés de distillation utilisant plusieurs pompes à chaleur non magnétocaloriques, ces pompes à chaleur ayant deux sources chaudes et une source froide pour apporter l'énergie de séparation et maintenir le bilan frigorifique d'une colonne unique.
La présente invention adresse le problème de simplifier la mise en œuvre et de réduire la consommation énergétique de la séparation, en combinant la pompe à chaleur magnétocalorique dite « de séparation » avec la pompe à chaleur magnétocalorique dite « de bilan frigorifique » et en utilisant un unique circuit de fluide caloporteur, associé à une seule pompe (ou à un ensemble de pompes), placée du coté de la source chaude dite « ambiante ».
Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer une quantité de chaleur d'un milieu considéré comme « émetteur » dit « source froide » d'où l'on extrait la chaleur vers un milieu considéré comme « récepteur » dit « source chaude » où l'on fournit la chaleur, la source froide étant à une température plus froide que la source chaude.
Une température ambiante est la température de l'air ambiant dans lequel se situe le procédé, ou encore une température d'un circuit d'eau de refroidissement en lien avec la température d'air.
Une température subambiante est au moins 10°C inférieure à la température ambiante, par exemple inférieure à 0°C.
Une température cryogénique est inférieure à -50°C.
Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de séparation d'un mélange, par exemple de gaz de l'air, par séparation à température subambiante, voire cryogénique dans lequel une pompe à chaleur échange de la chaleur directement ou indirectement entre au moins une source froide et au moins deux sources chaudes apportant ainsi au moins en partie, voire toute, l'énergie de séparation et au moins une partie du froid, voire tout le froid, nécessaire au maintien du bilan frigorifique du procédé, la première source froide étant à température subambiante, voire cryogénique, la première source chaude à une première température subambiante, voire cryogénique, la seconde source chaude à une température supérieure à la première température, par exemple à la température ambiante, la séparation s'effectuant dans une colonne unique ou un ensemble de colonnes, la première source froide étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à une colonne de l'ensemble et la première source chaude étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou de la colonne de l'ensemble caractérisé par le fait que la pompe à chaleur est unique et utilise l'effet magnétocalorique.
Selon d'autres caractéristiques facultatives :
- la deuxième source chaude n'est pas reliée directement à la colonne unique ou à la colonne de l'ensemble. la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique transfère, au moins en partie, de la chaleur directement ou indirectement de la tête de la colonne unique ou d'une colonne de l'ensemble, préférentiellement par condensation de gaz de la colonne ou d'une colonne de l'ensemble, vers la cuve de la colonne ou de la colonne de l'ensemble, préférentiellement par vaporisation de liquide de la colonne unique ou de la colonne de l'ensemble, apportant ainsi au moins en partie l'énergie de séparation.
la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique échange de la chaleur directement ou indirectement avec au moins une seconde source froide.
la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique refroidit ou condense au moins partiellement, directement ou indirectement, au moins une partie du mélange à séparer avant son introduction dans la colonne unique ou de la colonne de l'ensemble.
la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique refroidit ou condense, directement ou indirectement, un fluide issu de la colonne unique ou de la colonne de l'ensemble.
- la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique échange de la chaleur directement ou indirectement avec au moins une troisième source chaude.
un liquide est soutiré de la colonne ou l'ensemble de colonnes et vaporisé pour former un produit gazeux sous pression, éventuellement après pressurisation à une pression supérieure ou après dépressurisation à une pression inférieure à la pression à laquelle il est soutiré, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la chaleur de vaporisation du liquide est fournie par la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique dont la troisième source chaude échange de la chaleur, directement ou indirectement, avec le liquide qui se vaporise.
la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique réchauffe ou vaporise, directement ou indirectement, un fluide issu de la colonne unique ou d'une colonne de l'ensemble.
un unique fluide caloporteur est utilisé dans la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique, l'unique fluide caloporteur étant en contact avec au moins un matériau magnétocalorique.
- une seule pompe de circulation est utilisée pour la pompe à chaleur. un seul ensemble de pompes de circulation est utilisé pour la pompe à chaleur.
la seule pompe de circulation fonctionne à une température différant d'au plus 20°C (±20°C), ou 10°C (±10°C), voire 5°C (±5°C ) de celle de la seconde source chaude, par exemple à la température ambiante.
le seul ensemble de pompes de circulation) fonctionne à une température différant d'au plus 20°C (±20°C), ou 10°C (±10°C), voire 5°C (±5°C ) de celle de la seconde source chaude, par exemple à la température ambiante.
la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique est constituée de plusieurs régénérateurs à matériaux magnétocaloriques mis en série et/ou parallèle.
au moins un régénérateur à matériaux magnétocaloriques comporte un soutirage intermédiaire de fluide caloporteur.
au moins un régénérateur à matériaux magnétocaloriques ne voit pas tout le débit de fluide caloporteur.
- au moins un régénérateur à matériaux magnétocaloriques est constitué d'un seul matériau magnétocalorique caractérisé par une unique température de Curie.
au moins un régénérateur à matériaux magnétocaloriques est constitué de plusieurs matériaux magnétocaloriques ayant chacun une température de Curie différente.
- chaque (ou ensemble de) régénérateur(s) à matériaux magnétocaloriques peut avoir une fréquence propre de fonctionnement du cycle magnétocalorique, pour permettre une meilleure adaptation de la chaleur transmise, notamment lors d'une baisse de charge du procédé.
la pression de la colonne unique ou des colonnes de l'ensemble est inférieure à 2 bara, préférentiellement inférieure à 1 ,5 bara, préférentiellement à au moins une pression qui ne diffère de la pression atmosphérique que par les pertes de charges des éléments reliant la ou les colonnes avec l'atmosphère,
le mélange est de l'air.
la chaleur échangée au niveau de la première source chaude diffère de plus de 20%, voire de plus de 30%, de la chaleur échangée au niveau de la première source froide. la chaleur échangée au niveau de la première source chaude diffère de moins de 20%, voire de moins de 10%, de la chaleur échangée au niveau de la première source froide.
l'ensemble de colonnes comprend une colonne de séparation de l'argon, la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique condensant, directement ou indirectement, un fluide issu de la colonne de séparation de l'argon.
le procédé produit comme produit final au moins un gaz enrichi en un composant du mélange.
le procédé produit comme produit final au moins un liquide enrichi en un composant du mélange.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil de séparation d'un mélange, par exemple de gaz de l'air, par un procédé de séparation à température subambiante, voire cryogénique comprenant une colonne unique ou un ensemble de colonnes où s'effectue la séparation subambiante, voire cryogénique, des moyens pour envoyer un mélange vers la colonne ou une colonne de ensemble, des moyens pour soutirer au moins un fluide enrichi en un composant du mélange de la colonne, une pompe à chaleur échangeant de la chaleur directement ou indirectement entre au moins une source froide et au moins deux sources chaudes apportant ainsi au moins en partie l'énergie de séparation et au moins une partie du froid nécessaire au maintien du bilan frigorifique de l'appareil, la première source froide étant à température subambiante, voire cryogénique, la première source chaude à une première température subambiante, voire cryogénique, la seconde source chaude à une température supérieure à la première température, par exemple à la température ambiante, la première source froide étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à une colonne de l'ensemble et la première source chaude est reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à la colonne de l'ensemble caractérisé par le fait qu'il comprend une seule pompe à chaleur et cette pompe à chaleur utilise l'effet magnétocalorique.
Selon d'autres objets facultatifs :
- la pression de la colonne unique ou des colonnes de l'ensemble est inférieure à 2 bara, préférentiellement inférieure à 1.5 bara, de sorte que la colonne est ou les colonnes sont reliée(s) à l'atmosphère par au moins un conduit ne comprenant pas de moyens de détente.
l'appareil comprend des moyens pour soutirer un produit liquide en tête ou cuve de colonne unique ou d'une colonne de l'ensemble.
- l'appareil comprend des moyens pour soutirer un produit gazeux en tête ou en cuve de la colonne unique ou d'une colonne de l'ensemble.
l'unique colonne ou l'ensemble de colonnes est disposé dans une enceinte isolée et la deuxième source chaude et/ou l'unique pompe ou unique ensemble de pompes est disposé (ou sont disposés) en dehors de l'enceinte.
La Figure 1 illustre l'état de l'art tel que décrit dans FR-A-3010509.
L'invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux Figures 2 à
3.
Dans la Figure 1 , une colonne 19 est située à l'intérieur d'une enceinte isolée (non illustrée). Un débit d'air gazeux 1 est comprimé dans un compresseur 3 et refroidi dans un refroidisseur 5 pour former de l'air comprimé et refroidi 7. Cet air refroidi 7 est épuré dans une unité d'épuration 9 pour enlever de l'eau et du dioxyde de carbone et d'autres impuretés. L'air épuré est ensuite refroidi dans un échangeur de chaleur 1 1 à plaques et à ailettes. L'air refroidi 14 dans l'échangeur 1 1 est divisé en deux parties 13,15. La partie 13 est envoyée au milieu d'une simple colonne de distillation 19 où elle se sépare pour former du gaz enrichi en azote 41 en haut de la colonne 19 et un liquide enrichi en oxygène 29 en cuve de la colonne 19.
La partie 15 de l'air est condensée au moins partiellement dans un échangeur de chaleur 17 par échange de chaleur avec un débit de fluide 23 qui se refroidit au moyen d'une deuxième pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 21. Un fluide 51 de refroidissement, typiquement de l'air ambiant ou de l'eau de refroidissement est envoyé à la deuxième pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 21 . La colonne comprend un rebouilleur de cuve 33 et un condenseur de tête 35. Le rebouilleur (est chauffé au moyen d'un circuit de fluide 37 en lien avec une première pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 31. Cette première pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 31 sert également à refroidir un fluide 39 qui refroidit le condenseur de tête 35. Les fluides 37 et 39 peuvent être identiques ou différents. Un liquide 29 enrichi en oxygène est soutiré en cuve de la colonne 19 et un gaz 41 enrichi en azote se réchauffe dans l'échangeur 1 1 et sert, au moins en partie, ensuite à régénérer l'unité d'épuration 9. Un gaz 25 enrichi en oxygène est soutiré en cuve de la colonne 19, se réchauffe dans l'échangeur 1 1 et est comprimé par un compresseur 27.
Dans la Figure 2, un débit d'air gazeux 1 est comprimé dans un compresseur 3 et refroidi dans un refroidisseur 5 pour former de l'air comprimé et refroidi 7. Cet air refroidi 7 est épuré dans une unité d'épuration 9 pour enlever de l'eau et du dioxyde de carbone et d'autres impuretés. L'air épuré est ensuite refroidi dans un échangeur de chaleur 1 1 à plaques et à ailettes. L'air refroidi 14 dans l'échangeur 1 1 est envoyée au milieu d'une simple colonne de distillation 19 où il se sépare pour former du gaz enrichi en azote 41 en tête de la colonne 19 et un liquide enrichi en oxygène 29 en cuve de la colonne 19.
La colonne comprend un rebouilleur de cuve 33, un condenseur de tête 35 et un condenseur intermédiaire 17. Une pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 60 est utilisée et est constituée de plusieurs régénérateurs à matériaux magnétocaioriques 61 , 62, 63, 64, 65 et 66 mis en série (et/ou parallèle), à travers desquels circule un fluide caloporteur 23 mis en mouvement par une seule pompe de circulation 27 (ou un seul ensemble de pompes de circulation). La pompe 27 ou l'ensemble est disposé à l'extérieur de l'enceinte isolée, tout comme la source de chaleur 51. La pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 60 est reliée thermiquement, directement ou indirectement, à deux sources froides et à deux sources chaudes. Le fluide caloporteur 23 se refroidit dans l'échangeur 51 par échange thermique direct ou indirect avec la seconde source chaude, typiquement de l'air ambiant ou de l'eau de refroidissement. Il est ensuite de nouveau refroidi dans les régénérateurs à matériaux magnétocaioriques 66, 65, 64, 63 et 62. Il est réchauffé dans le condenseur intermédiaire 17 par échange thermique direct ou indirect avec la seconde source froide, en condensant en partie du gaz montant dans la colonne 19. Il est ensuite encore de nouveau refroidi dans les régénérateurs à matériaux magnétocaioriques 61 et 62. Il est réchauffé dans le condenseur de tête 35 par échange thermique direct ou indirect avec la première source froide, en condensant en partie du gaz en tête la colonne 19. Il est ensuite de nouveau réchauffé dans le régénérateur à matériaux magnétocaioriques 62, puis dans le rebouilleur de cuve 33 par échange thermique direct ou indirect avec la première source chaude, en vaporisant une partie du liquide en cuve de la colonne 19. Il est ensuite encore de nouveau réchauffé dans les régénérateurs à matériaux magnétocaloriques 63, 64, 65 et 66.
Un liquide 29 enrichi en oxygène est soutiré en cuve de la colonne 19 et un gaz 41 enrichi en azote se réchauffe dans l'échangeur 1 1 et sert, au moins en partie, ensuite à régénérer l'unité d'épuration 9. Un gaz 25 enrichi en oxygène est soutiré en cuve de la colonne 19, se réchauffe dans l'échangeur 1 1 et est comprimé par un compresseur 27.
Dans les Figures 2 et 3, le nombre de régénérateurs à matériaux magnétocaloriques (six, cinq) est ici illustratif. Il peut être ajusté en fonction des gradients thermiques à générer dans chaque partie de la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 60, notamment en jouant sur leur longueur. Un générateur peut aussi disposer d'un soutirage intermédiaire pour envoyer le fluide caloporteur faire un échange thermique direct ou indirect avec la première source chaude et/ou la seconde source froide. Chaque (ou ensemble de) régénérateur(s) à matériaux magnétocaloriques peut avoir une fréquence propre de fonctionnement du cycle magnétocalorique, pour permettre une meilleure adaptation de la chaleur transmise, notamment lors d'une baisse de charge du procédé.
Par rapport à la Figure 1 , le procédé a été simplifié, notamment en supprimant la pompe de circulation du fluide caloporteur de la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 31 , dite de séparation, placée à température cryogénique, en la mutualisant avec la pompe de circulation du fluide caloporteur de la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 21 , dite de bilan frigorifique. De plus, la puissance électrique de cette pompe de circulation supprimée ne modifie plus le bilan frigorifique du procédé, ce qui permet de gagner en énergie. Enfin, le procédé de la Figure 2 permet de découpler la chaleur échangée entre le condenseur de tête 35 et celle du vaporiseur de cuve 33 de la colonne 19, offrant un degré de liberté supplémentaire pour optimiser la distillation, et réduire ainsi la consommation électrique.
La Figure 2 diffère de la Figure 3 en ce que le condenseur intermédiaire 17 est supprimé, l'unique pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique 60 étant alors reliée thermiquement, directement ou indirectement, à une source froide et à deux sources chaudes. L'invention est décrite ici dans l'application de séparation de l'air à température cryogénique. Il est évident que l'invention s'applique également à d'autres séparations à températures subambiante par exemple à la séparation d'un mélange contenant du monoxyde de carbone et/ou d'hydrogène et/ou de l'azote et/ou du méthane.

Claims

Revendications
1. Procédé de séparation d'un mélange, par exemple de gaz de l'air, par séparation à température subambiante, voire cryogénique dans lequel une pompe à chaleur échange de la chaleur directement ou indirectement entre au moins une source froide (17,41 ) et au moins deux sources chaudes (29,51 ) apportant ainsi au moins en partie, voire toute, l'énergie de séparation et au moins une partie du froid, voire tout le froid, nécessaire au maintien du bilan frigorifique du procédé, la première source froide (17,41 ) étant à température subambiante, voire cryogénique, la première source chaude (29) à une première température subambiante, voire cryogénique, la seconde source chaude (51 ) à une température supérieure à la première température, par exemple à la température ambiante, la séparation s'effectuant dans une colonne unique (19) ou un ensemble de colonnes, la première source froide étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à une colonne de l'ensemble et la première source chaude étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à la colonne de l'ensemble caractérisé par le fait que la pompe à chaleur est unique et utilise l'effet magnétocalorique.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) transfère, au moins en partie, de la chaleur directement ou indirectement de la tête de la colonne unique (19) ou de la colonne de l'ensemble, préférentiellement par condensation de gaz de la colonne ou de la colonne de l'ensemble, vers la cuve de la colonne ou de la colonne de l'ensemble, préférentiellement par vaporisation de liquide de la colonne unique ou de la colonne de l'ensemble, apportant ainsi au moins en partie l'énergie de séparation.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) échange de la chaleur directement ou indirectement avec au moins une seconde source froide (17,41 ).
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) refroidit ou condense au moins partiellement, directement ou indirectement, au moins une partie du mélange à séparer (1 ,7) avant son introduction dans la colonne unique (19) ou de la colonne de l'ensemble.
5. Procédé selon la revendication 3 dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) refroidit ou condense, directement ou indirectement, un fluide issu de la colonne unique (19) ou d'une colonne de l'ensemble.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) échange de la chaleur directement ou indirectement avec au moins une troisième source chaude.
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel un liquide est soutiré de l'unité de séparation et vaporisé pour former un produit gazeux sous pression, éventuellement après pressurisation à une pression supérieure ou après dépressurisation à une pression inférieure à la pression à laquelle il est soutiré, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la chaleur de vaporisation du liquide est fournie par la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) dont la troisième source chaude échange de la chaleur, directement ou indirectement, avec le liquide qui se vaporise.
8. Procédé selon la revendication 6 dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) réchauffe ou vaporise, directement ou indirectement, un fluide issu de la colonne unique (19) ou de la colonne de l'ensemble.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel un unique fluide caloporteur est utilisé dans la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60), l'unique fluide caloporteur étant en contact avec au moins un matériau magnétocalorique.
10. Procédé selon la revendication 9 dans lequel une seule pompe de circulation (27) ou un seul ensemble de pompes de circulation est utilisé pour la pompe à chaleur, caractérisé en ce que la seule pompe de circulation (27) ou le seul ensemble de pompes de circulation fonctionne à une température différant d'au plus 20°C, ou 10°C, voire 5°C de celle de la seconde source chaude, par exemple à la température ambiante.
1 1. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel dans lequel la pompe à chaleur utilisant l'effet magnétocalorique (60) est constituée de plusieurs régénérateurs à matériaux magnétocaloriques (61 ,62,63,64,65,66) mis en série et/ou parallèle.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la pression de la colonne unique ou des colonnes de l'ensemble (19) étant inférieure à 2 bara, préférentiellement inférieure à 1 ,5 bara, préférentiellement à au moins une pression qui ne diffère de la pression atmosphérique que par les pertes de charges des éléments reliant la ou les colonnes avec l'atmosphère.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le mélange (1 ,7) est de l'air.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la chaleur échangée au niveau de la première source chaude (29) diffère de plus de 20%, voire de plus de 30%, de la chaleur échangée au niveau de la première source froide (17,41 ).
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes 1 à 13 dans lequel la chaleur échangée au niveau de la première source chaude (29) diffère de moins de 20%, voire de moins de 10%, de la chaleur échangée au niveau de la première source froide (17,41 ).
16. Appareil de séparation d'un mélange de gaz de l'air par un procédé de séparation à température subambiante, voire cryogénique comprenant une colonne unique (19) ou un ensemble de colonnes où s'effectue la séparation subambiante, voire cryogénique, des moyens pour envoyer un mélange de gaz de l'air vers la colonne ou une colonne de ensemble, des moyens pour soutirer au moins un fluide enrichi en un composant du mélange de la colonne, une pompe à chaleur échangeant de la chaleur directement ou indirectement entre au moins une source froide (17,41 ) et au moins deux sources chaudes (29,51 ) apportant ainsi au moins en partie l'énergie de séparation et au moins une partie du froid nécessaire au maintien du bilan frigorifique de l'appareil, la première source froide (17,41 ) étant à température subambiante, voire cryogénique, la première source chaude (29) à une première température subambiante, voire cryogénique, la seconde source chaude (51 ) étant à une température supérieure à la première température, par exemple à la température ambiante, la première source froide étant reliée thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à une colonne de l'ensemble et la première source chaude est reliées thermiquement, directement ou indirectement, à la colonne unique ou à la colonne de l'ensemble caractérisé par le fait qu'il comprend une seule pompe à chaleur et cette pompe à chaleur utilise l'effet magnétocalorique.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111780491A (zh) * 2020-06-29 2020-10-16 开封迪尔空分实业有限公司 一种节能型空分冷却系统及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2856756A (en) * 1953-06-26 1958-10-21 Philips Corp Cold-gas refrigerating machine and method
US2916888A (en) 1955-12-29 1959-12-15 Phillips Petroleum Co Hydrocarbon purification process
DE3843065A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur kaelteerzeugung durch einen magnetokalorischen kreisprozess
US4987744A (en) 1990-01-26 1991-01-29 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic distillation with unbalanced heat pump
DE4128362A1 (de) * 1991-08-27 1992-03-12 Eckart Dipl Ing Berling Hochtemperatur- supraleiter magnetokalorischer wasserstoff-verfluessiger (linear und rotierend) integriert in htsl-spule/hohlzylinder-speicher/akku und kfz-htsl-motor/generator, beide fluessigwasserstoff gekuehlt
US6125656A (en) 1999-11-03 2000-10-03 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification method for producing nitrogen gas and liquid nitrogen
US20020040583A1 (en) * 2000-05-05 2002-04-11 Barclay John A. Apparatus and methods for cooling and liquefying a fluid using magnetic refrigeration
US6502404B1 (en) 2001-07-31 2003-01-07 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system using magnetic refrigeration
EP2551005A1 (fr) 2011-07-28 2013-01-30 General Electric Company Système et procédé pour éliminer le dioxyde de carbone
FR3010509A1 (fr) 2013-09-10 2015-03-13 Air Liquide Procede et appareil de separation a temperature subambiante

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2856756A (en) * 1953-06-26 1958-10-21 Philips Corp Cold-gas refrigerating machine and method
US2916888A (en) 1955-12-29 1959-12-15 Phillips Petroleum Co Hydrocarbon purification process
DE3843065A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur kaelteerzeugung durch einen magnetokalorischen kreisprozess
US4987744A (en) 1990-01-26 1991-01-29 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic distillation with unbalanced heat pump
DE4128362A1 (de) * 1991-08-27 1992-03-12 Eckart Dipl Ing Berling Hochtemperatur- supraleiter magnetokalorischer wasserstoff-verfluessiger (linear und rotierend) integriert in htsl-spule/hohlzylinder-speicher/akku und kfz-htsl-motor/generator, beide fluessigwasserstoff gekuehlt
US6125656A (en) 1999-11-03 2000-10-03 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification method for producing nitrogen gas and liquid nitrogen
US20020040583A1 (en) * 2000-05-05 2002-04-11 Barclay John A. Apparatus and methods for cooling and liquefying a fluid using magnetic refrigeration
US6502404B1 (en) 2001-07-31 2003-01-07 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system using magnetic refrigeration
EP2551005A1 (fr) 2011-07-28 2013-01-30 General Electric Company Système et procédé pour éliminer le dioxyde de carbone
FR3010509A1 (fr) 2013-09-10 2015-03-13 Air Liquide Procede et appareil de separation a temperature subambiante

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111780491A (zh) * 2020-06-29 2020-10-16 开封迪尔空分实业有限公司 一种节能型空分冷却系统及方法

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