La présente invention concerne une installation de production d'un mélangeThe present invention relates to a plant for producing a mixture
gazeux riche en hydrogène par séparation par adsorption. L'invention concerne plus particulièrement une installation de production d'un mélange gazeux enrichi en hydrogène par séparation par adsorption au moyen d'un circuit comprenant une pluralité de bouteilles ou colonnes d'adsorbants fonctionnant selon des cycles alternés de production/régénération, des organes de contrôle et de commande de l'installation destinés à être alimentés électriquement par des moyens d'alimentation en énergie électrique. Ce type d'installation est appelée également PSA ( Pressure Swing Adsorption c'est-à-dire Adsorption Modulée en Pression). De telles installations sont destinées à être montées dans des environnements ou pays différents, ce qui peut poser des problèmes pour assurer l'alimentation électrique du matériel de contrôle de l'installation. En effet, le matériel de contrôle de l'installation comprend typiquement des armoires et boîtiers alimentés électriquement qui sont reliés aux différents organes électriques du circuit tels que des capteurs de pression, des électro-vannnes... Pour assurer cette alimentation électrique, il est connu d'utiliser des transformateurs et l'alimentation électrique (réseau par exemple) disponible sur le site de l'installation. Cependant, cette solution nécessite de prévoir une connexion électrique spécifique pour l'installation. De plus, le transformateur électrique doit être changé en fonction des différentes alimentations électriques disponibles d'un site à l'autre. Enfin, cette solution connue est tributaire de la qualité du réseau électrique du site et notamment des coupures de courant susceptibles de se produire. gas rich in hydrogen by adsorptive separation. The invention more particularly relates to an installation for producing a gas mixture enriched in hydrogen by adsorption separation by means of a circuit comprising a plurality of bottles or columns of adsorbents operating in alternating cycles of production / regeneration, of the organs control and control of the installation intended to be electrically powered by electrical power supply means. This type of installation is also called PSA (Pressure Swing Adsorption, ie Pressure-Modulated Adsorption). Such installations are intended to be installed in different environments or countries, which can pose problems to ensure the power supply of the control equipment of the installation. Indeed, the control equipment of the installation typically comprises electrically powered cabinets and boxes which are connected to the various electrical components of the circuit such as pressure sensors, electro-valves ... To ensure this power supply, it is known to use transformers and the power supply (network for example) available on the site of the installation. However, this solution requires the provision of a specific electrical connection for the installation. In addition, the electrical transformer must be changed according to the different power supplies available from one site to another. Finally, this known solution is dependent on the quality of the electrical network of the site and in particular the power cuts that may occur.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, l'installation selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les moyens d'alimentation électrique comprennent une pile à combustible destinée à être alimentée en air et en carburant issu d'au moins une source de carburant. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la pile à combustible est du type fonctionnant avec un carburant constitué d'hydrogène gazeux ou un mélange gazeux riche en hydrogène, et en ce qu'une fraction du mélange gazeux riche en hydrogène produit par l'installation alimente directement l'entrée de carburant de la pile de façon que l'installation constitue une source de carburant pour la pile, -l'installation comprend des moyens de purification du mélange gazeux produit par l'installation situés en amont de l'entrée en carburant de la pile à combustible, tels que des moyens de chimisorption, - l'installation comprend une source de carburant constituée d'une pluralité de bouteilles d'hydrogène gazeux pressurisé aptes à être reliées fluidiquement à l'entrée de carburant de la pile, - les moyens de contrôle et de commande de l'installation comprennent une armoire de contrôle et de commande d'organes du circuit tels que des capteurs et vannes, - les moyens de contrôle et de commande de l'installation comprennent un coffret d'entrées/sorties, ledit coffret d'entrées/sorties étant situé au niveau du circuit de l'installation et étant relié électriquement à l'armoire de contrôle et de commande, - les moyens de contrôle et de commande de l'installation comprennent un organe de supervision tel qu'un ordinateur ou analogue, - la pile à combustible est disposée dans ou a proximité du coffret d'entrées/sorties. - l'installation comporte un dispositif d'alimentation électrique sans interruption tel qu'au moins une batterie reliée électriquement aux moyens de contrôle et de commande de l'installation et/ou à la pile à combustible, pour assurer des phases de démarrages ou des transitoires de charge, - la pile à combustible est du type à membrane échangeuse de protons (PEMFC). D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence à la figure unique qui représente de façon schématique et partielle un exemple d'installation selon l'invention. L'installation 1 (PSA) représentée à titre d'exemple comprend, dans un même conteneur 6, un circuit de production d'un mélange gazeux riche en hydrogène par séparation par adsorption. Classiquement le circuit comprend une pluralité de colonnes 3 d'adsorbants (cinq dans l'exemple représenté) fonctionnant selon des cycles alternés de production/régénération. Le circuit comporte par ailleurs des organes non décrits en détail par soucis de concision, notamment des capteurs et électrovannes. Le circuit comprend également des organes 2, 4 de contrôle et de commande de l'installation 1 destinés à être alimentés électriquement. Les organes 2, 4 de contrôle et de commande de l'installation comprennent par exemple des armoires et/ou boîtiers électriques tels qu'un coffret 2 comprenant un automate pourvu d'un système d'Interface Homme Machine, un coffret (4) d'entrées/sorties disposé au sein du circuit et relié électriquement à l'automate. Selon l'invention, les moyens d'alimentation électrique des organes 2, 4 de contrôle et de commande de l'installation 1 et/ou d'autres organes électriques de l'installation comprennent au moins une pile à combustible 5 alimentée en air et en carburant, par exemple de l'hydrogène gazeux. De cette façon l'installation 1 peut constituer une entité autonome et indépendante en ce qui concerne son alimentation électrique. De préférence, la pile à combustible 5 est du type fonctionnant avec un carburant constitué d'hydrogène gazeux ou un mélange gazeux riche en 20 hydrogène. Avantageusement, une fraction du mélange gazeux riche en hydrogène (H2) produit par l'installation 1 peut alimenter directement l'entrée de carburant de la pile 5 de façon que l'installation forme une source de carburant pour la pile 5. Avant son entrée dans la pile 5, le gaz riche en hydrogène peut subir une 25 purification, par exemple par chimisorption pour retirer par exemple tout ou partie du monoxyde de carbone présent dans le gaz produit. En variante ou en combinaison, la pile 5 à combustible peut être alimentée par une source de carburant constituée d'une pluralité de bouteilles d'hydrogène gazeux pressurisé. 30 Typiquement la consommation électrique d'une telle installation peut être comprise entre 1 et 2 kW par exemple. Une pile à combustible ayant une puissance de 2,5 kW peut ainsi être utilisée avec une marge de puissance pour d'autres équipements électriques par exemple. An object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above. For this purpose, the installation according to the invention, which moreover conforms to the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that the power supply means comprise a fuel cell intended to be powered. in air and fuel from at least one fuel source. Furthermore, the invention may comprise one or more of the following features: the fuel cell is of the type operating with a fuel consisting of hydrogen gas or a gaseous mixture rich in hydrogen, and in that a fraction of a hydrogen-rich gas mixture produced by the installation directly supplies the fuel inlet of the battery so that the installation constitutes a fuel source for the battery; the installation comprises means of purifying the gas mixture produced by the fuel cell; plant located upstream of the fuel inlet of the fuel cell, such as chemisorption means, the installation comprises a fuel source consisting of a plurality of pressurized gaseous hydrogen cylinders able to be fluidly connected at the fuel inlet of the battery, the control and control means of the installation comprise a control and control cabinet of the circuit components. As sensors and valves, the control and control means of the installation comprise an input / output box, said box of inputs / outputs being located at the level of the circuit of the installation and being electrically connected to the control and control cabinet, - the control and control means of the installation comprise a supervisory device such as a computer or the like, - the fuel cell is disposed in or near the input box /exits. the installation comprises an uninterrupted power supply device such as at least one battery electrically connected to the control and control means of the installation and / or to the fuel cell, to ensure start-up phases or load transients, - the fuel cell is of the proton exchange membrane type (PEMFC). Other features and advantages will appear on reading the description below, made with reference to the single figure which shows schematically and partially an example of installation according to the invention. The installation 1 (PSA) represented by way of example comprises, in the same container 6, a circuit for producing a gaseous mixture rich in hydrogen by adsorptive separation. Conventionally the circuit comprises a plurality of columns 3 of adsorbents (five in the example shown) operating in alternating cycles of production / regeneration. The circuit furthermore comprises elements that are not described in detail for the sake of brevity, in particular sensors and solenoid valves. The circuit also comprises control and control members 2, 4 of the installation 1 intended to be electrically powered. The control members 2 and 4 of the installation include, for example, cabinets and / or electrical boxes such as a box 2 comprising a PLC provided with a Human Machine Interface system, a box (4) of input / output disposed within the circuit and electrically connected to the controller. According to the invention, the power supply means of the control and control members 2, 4 of the installation 1 and / or other electrical components of the installation comprise at least one fuel cell 5 supplied with air and in fuel, for example hydrogen gas. In this way the installation 1 can constitute an autonomous and independent entity with regard to its power supply. Preferably, the fuel cell 5 is of the type operating with a fuel consisting of hydrogen gas or a gaseous mixture rich in hydrogen. Advantageously, a fraction of the gaseous mixture rich in hydrogen (H2) produced by the installation 1 can directly feed the fuel inlet of the stack 5 so that the installation forms a fuel source for the battery 5. Before its entry in cell 5, the hydrogen-rich gas can be purified, for example by chemisorption to remove, for example, all or part of the carbon monoxide present in the product gas. Alternatively or in combination, the fuel cell can be fed by a fuel source consisting of a plurality of pressurized hydrogen gas cylinders. Typically the power consumption of such an installation can be between 1 and 2 kW, for example. A fuel cell having a power of 2.5 kW can thus be used with a power margin for other electrical equipment for example.
Par ailleurs, l'installation peut comprendre un dispositif d'alimentation électrique sans interruption tel qu'au moins une batterie reliée électriquement aux éléments 2, 4 de contrôle et de commande de l'installation 1 et/ou à la pile à combustible 5, pour assurer par exemple des phases de démarrages ou des transitoires de charge. De préférence, la batterie est dimensionnée pour permettre une autonomie d'alimentation de l'installation 1 de l'ordre de 10 minutes par exemple. Furthermore, the installation may comprise an uninterrupted power supply device such as at least one battery electrically connected to the control and control elements 2, 4 of the installation 1 and / or to the fuel cell 5, to ensure, for example, starting phases or load transients. Preferably, the battery is sized to allow autonomy of supply of the installation 1 of the order of 10 minutes for example.