STEP Système d'ozonation Primozone - Rheno Umwelttechnik AG - Air & Eau Systèmes
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STEP Système d’ozonation
Primozone®
Rheno Umwelttechnik AG
Avantages Technologie Primozone ®
• Emprise au sol faible
• Concentration d’ozone élevée 20 % m/m
• Pression jusqu’à 3.0 bar r
• Faible émission sonore
Technologie du générateur
• En acier inoxydable et en aluminium anodisé
• Aucune partie fragile
O2
• Breveté
• Electrode (bleu foncé)
• Isolation (blanc)
• Espace (vide)
• Boîtier (bleu clair)
O3
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Cadre aluminium • Donne de la stabilité à l’installation • Réception sécurisée des générateurs • Sert de refroidissement pour le générateur et l'unité de commande • Distribution uniforme de gaz et d'eau de refroidissement • Pas de danger de fuite d’ozone • Technologie brevetée 06.04.2021 4
Bloc complet
Sortie eau refroidissement
Entrée O2
Entrée eau de refroidissement
Sortie O3
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Alimentation
• Testé EMV
• 3600V, 44’000Hz
• Puissance 0.6kW
• Peut-être facilement
remplacé
• Cosϕ > 0.99
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Proposition STEP 06.04.2021 7
Préparation du gaz d’alimentation Booster - LOX
Pour le dosage automatique d’azote
• Besoin en oxygène env. de 6 à 45 Nm3/h
• Utilisation de l’air comprimé présent (pas
de compresseur)
• Dose la quantité nécessaire d’air sec,
jusqu’à 2.5 Nm3/h
• Composé principalement d’un sécheur,
d’un débitmètre massique et d’un
régulateur proportionnel
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Système de refroidissement
2x Système de refroidissement fermé CSM 26, pour
refroidir les générateurs d'ozone
• Avec échangeur de chaleur
• 1 Pompe de circulation 26 m3/h
• Cuve d’expansion
• Instrumentation
• Medium 30% éthylène glycol
70% eau
• Température cible circuit fermé:
Entrée 15°C / Sortie 10°C
• Redondance garantie
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Générateurs d’ozone
• Primozone GM48
• Nombre 3 pièces
• Production par GM48 2.8 kg/h
• Concentration 10 – 20%wt (150 – 300 gO3/Nm3)
• Besoin en énergie 12 kWh/kgO3
(pour 13% wt et eau refroidissement 10°C)
• Pression d’entrée 2.2 bar
• Point de rosée < -70°C
• Émissions sonore < 55db
06.04.2021 10Coûts énergétiques – Concentration
• Prix de l’énergie : 0.10 EUR / kWh
• Prix oxygène : 200.00 EUR / t
Coûts d’exploitation
4CHF/kg O3
3CHF/kg O3
2CHF/kg O3
1CHF/kg O3
0CHF/kg O3
8% wt 11,3% wt 14,5% wt 17,8% wt 21% wt
Energie LOX Coût Total
06.04.2021 11Répartition de l’ozone
• Répartition du flux de gaz ozoné dans les chambres de
contact 1 et 3 du réacteur, avec chacune 2 rampes de
distribution
• 100% de la quantité d’ozone dans la chambre 1 et
maximum 50% de la quantité d’ozone dans la chambre 3
• Volume de gaz par dôme (0.25 – 2.5 Nm3/h)
• Taux de transfert 98%
• Système de distribution ODM 200 (0.3 – 12 Nm3/h),
garantit une répartition précise du gaz ozoné, grâce à un
débitmètre massique et une vanne de régulation
proportionnelle
• Chaque conduite de distribution est équipée d’un système
de protection anti-retour
• La chambre 1 sera équipée de 4 ODM 200 afin de couvrir
le débit maximum prévu de 45 Nm3/h
• La chambre 3 sera équipée de 2 ODM 200 afin de couvrir
le débit maximum prévu de 22.5 Nm3/h
06.04.2021 12Running Back – Up
Variante Standard
• Quelle quantité d’énergie une
installation en veille nécessite-t-elle
Capacité réduite jusqu’à 40%
06.04.2021 13Concept Modulaire
Options possibles grâce à une approche
modulaire
• Pas de double quantité = pas de double
coût
• Petite surface de stand
• Facilité de mise à niveau possible
• Pas de sur-dimensionnement
nécessaire grâce à une simple mise à
niveau en cas d’exigences croissantes
• Pas d’interruption de la production
• Les générateurs connectés continuent à
produire de l’ozone
06.04.2021 14Répartition de l’ozone
Taux de Débit Débit Débit Débit Débit
Production Concentration Répartition Débit rampe
transfert chambre 1 chambre 2 rampe 1-1 rampe 2-1 rampe 1-2
(kg/h) (g/Nm3) (%) chambre 1/2 (Nm3/h) (Nm3/h) (Nm3/h) (Nm3/h) (Nm3/h) 2-2 (Nm3/h)
0.9 147 98 100/50 6.25 3.12 0.31 0.31 0.31 0.00
2.0 220 98 100/50 9.28 4.64 0.46 0.46 0.46 0.0
2.5 220 98 100/50 11.6 5.8 0.58 0.58 0.29 0.29
3.0 220 98 100/50 13.91 6.96 0.7 0.7 0.35 0.35
7.5 220 98 100/50 34.83 17.42 1.74 1.74 0.87 0.87
7.5 170 98 100/50 45.08 22.54 2.25 2.25 1.13 1.13
06.04.2021 15Injection d’ozone
• Injection par dômes poreux
• Volume de gaz par dôme (0.25 – 2.5 Nm3/h)
• Taux de transfert 98%
• 2 rampes par chambre de contact avec 10
dômes chacune
• Total prévu 40 dômes
• Distribution optimale qui permet de couvrir
toutes les capacités de production
• La quantité totale de gaz peut être dosée dans la
chambre 1 et la moitié dans la chambre 2
06.04.2021 16Réacteur de contact
• Flux Piston
• Pour un transfert optimal, une hauteur > 8m est souhaitable
• Soupape de surpression / dépression est prévue pour un débit moyen
de (2’300 m3/h)
• Implantation d’un système anti-mousse (maître d’ouvrage ?)
06.04.2021 17Fonctionnement - régulation
• En principe, les 3 installations
fonctionneront simultanément
• Le but est de travailler à la
concentration pour laquelle les
coûts d’exploitation sont les plus
faibles (débit de gaz /
consommation électrique)
• La quantité d’ozone peut être
régulée individuellement par un
signal 4 – 20 mA (Q, UV entrée,
Delta UV)
• La distribution peut être facilement
régulée dans les chambres 1 ou 3
• Fermeture d’une rampe si
nécessaire (faible production)
06.04.2021 18Destructeur d’ozone
• 1x Destructeur d’ozone thermo-catalytique
DM50
• Débit maximum : Q = 50 Nm3/h, DN 100
• Concentration d’ozone sortie < à 0.1 ppm
• Matériel catalytique et chauffage inclus
• Mesure d’ozone résiduel avant et après le
destructeur inclus
06.04.2021 19Mesures
• Point de rosée (avant générateur d’ozone)
• Débit (avant et après le générateur d’ozone)
• Pression (avant et après le générateur d’ozone)
• Concentration O3 (3x avant la distribution)
• Mesure UV 254 nm (entrée/sortie réacteur
d’ozone)
• Ozone résiduel dans l’eau à la sortie réacteur
• Ozone résiduel avant et après le destructeur
• Surveillance des locaux, détecteur de gaz (2x
oxygène, 2x ozone)
06.04.2021 20Avantages
Notre technologie de l’ozone permet de réaliser des économies d’énergie et de
coûts considérables par rapport aux procédés concurrents
• Réduction de la consommation d’oxygène = réduction des coûts d’énergie,
d’oxygène et de consommation
• Réduction du volume de gaz = coûts énergétiques réduits pour les pompes
à pression, les injecteurs de plus petite taille et les désaquents résiduels
• Concentrations d’ozone plus élevées = injection plus efficace dans l’eau par
unité d’énergie consommée
• Refroidissement intégré du réacteur = absence de ventilateurs nécessaires
• Coûts d’investissement plus faibles dus à des installations plus petites
(redondance !)
06.04.2021 21Références en Suisse Usine de traitement d’eau potable de Muttenz (Année 2016 - Rheno) • 2x GM18 • 2x 0.1 à 1.0 kg O3/h • Pression gaz ozoné 3.0 bar (r) • Réacteur 1 Qmax = 650 m3/h • Réacteur 2 Qmax = 250 m3/h • Concentration jusqu’à 20 %m = 300g O3/Nm3 • Procédé AOP (Advanced oxidation process) 06.04.2021 22
Références en Suisse
Pisciculture Valperca à Raron (VS)
• 2.0 kg O3/h
• Concentration 13.4 %m
Installation pilote STEP Bülach
• 1x GM18
• 1x 0.1 à 1.0 kg O3/h Solution en container,
production d’O2 incluse (compresseur &
PSA)
• Installation expérimentale en coopération
avec EAWAG
• Essai Ozon/CAP
06.04.2021 23Références dans le monde Société Pays Capacité Conc. %wt Domaine Cheongiu Corée 16.4 kg/h 16.4% Eau potable LG Chemical Corée du sud 12 kg/h 17% Industrie Linde Gas Allemagne 2 kg/h 13.4% Industrie ReNewCell Suède 5 kg/h 13.4% Industrie Hayashi Japon 2 kg/h 10% Pisciculture 06.04.2021 24
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