Brevet FR2283088A1 — publié le 19760326

La préparation de l'hydrogène en tant que matière première d'avenir, concurrente du pétrole et du charbon, présente un gros intérêt. Dans l'avenir, l'hydrogène peut fort bien rester l'unique source d'énergie utilisable en combustion et dans d'autres opérations sans pollution. I1 peut entre utilisé en chimie, dans la production de l'acier, dans la production d'électricité, et comme gaz de chauffage dans l'industrie. On mentionnera en particulier que des études récentes ont prouvé que le transport de l'hydrogène dans des gazoducs ne coûtait pas plus cher que celui du gaz naturel. Ces études ont également montré que ce mode de transport d'énergie pouvait être nettement moins coûteux que le transport de l'électricité. L'oxygène obtenu également dans les réactions de production possède de nombreuses utilisations.Ainsi par exemple, il peut être utilisé dans l'avenir en grande quantité, selon des techniques connues, pour la gazéification du charbon, la combustion et la gazéification des ordures et le traitement biologique des eaux usées. Les procédés de préparation de l'hydrogène et de l'oxygène à partir de l'eau à l'aide de chaleur nucléaire provenant de réacteurs à haute température promettent une haute efficacité, d'environ 60 %. Un autre avantage de ce type de préparation réside en ce que la chaleur perdue, contrairement à celle provenant de ltélectrolyse, peut être récupérée à un niveau de température élevé, entre 200 et 3000C, ce qui permet l'utilisation de réfrigérants secs. On a alors mis au point des procédés cycliques chimiques à plusieurs stades opératoires utilisant les systèmes fer/chlore ou fer/soufre; mais à la mise en oeuvre, ces procédés suscitent des problêmes considérables de corrosion. La demanderesse a maintenant trouvé qu'on pouvait éviter dans une grande mesure ces inconvénients en préparant l'hydrogène à partir de l'veau par utilisationdecomposés minéraux contenant du fer, du chlore et/ou du soufre comme produits auxiliaires dans un procédé cyclique comportant au moins 3 stades opératoires et dans lequel on utilise comme autre produit auxiliaire du chlorure de magnésium ou de calcium à partir duquel, dans une réaction réversi le, on forme le chlorure basique correspondant d'où on libère l'oxygène. Les fonctions du chlorure alcalinoterreux sont essentiellement la libération d'HCl ou sa fixation et la libération de l'oxygène.L'introduction de cette séquence de réactions permet de mettre le procédé en oeuvre à des températures beaucoup plus basses qu'habituellement et par conséquent d'amoindrir fortement les problèmes de corrosion. On utilisera avec un davantage particulier des chlorures alcalinoterreux appliqués sur des supports poreux et à l'état de lit fixe, de lit mobile ou de lit fluidisé. I1 est recommandé d'utiliser un grand nombre de lits, permettant un fonctionnement continu par passage alternatif d'un lit à l'autre. La capacité calorifique de ces lits sera avantageusement exploitée par transfert de chaleur à l'aide de gaz inertes tels que l'anhydride carbonique. Les matières de supports peuvent consister par exemple en alumine, silice, ou mélanges de ces supports. Les supports doivent présenter un fort volume de pores,par exemple un volume de pores de 50 à 60 %. Leur préparation et l'application sur les supports du chlorure de magnésium ou de calcium s'effectuent selon les techniques courantes. Naturellement, la matière de support doit être suffisamment résistante à l'abrasion, à la chaleur et aux variations de température. Par conséquent, en général, la dimension des particules de support ne dépassera pas nettement 10 mm. Naturellement, les composés du fer qui participent à la réaction peuvent également être utilisés sous forme de lits de matieres solides analogues à ceux décrits ci-dessus. Et à la place du fer, on peut également utiliser le nickel ou le cobalt. Pour la mise en oeuvre du procédé, en lit fixe ou en lit mobile d'un type quelconque, on peut utiliser les appareillages usuels. Le procédé selon l'invention se caractérisant par l'utilisation d'un nouveau produit auxiliaire, peut être exploité par exemple dans les opérations cycliques connues avec le système fer/chlore, qu'on peut représenter par les équations chimiques ci-après 6 Fe + 8 H20 = 2 Fe304 + 8 H2 2 Fe3O4 + 9 Cl2 = 6 FeCl3 + 4 O2 6 FeC13 = 6 FeC12 + 3 C12 6 FeC12 + 6 H2 = 6 Fe + 12 HC1 12 HC1 + 3 02 = 6 H20 + 6 C12 L'insertion selon l'invention des réactions ci-après par exemple 3 MgCl2 + 2 H2O = 2 Mg (OH) Cl + 2 HC1 2 Mg (OH) C1 + C12= 2 MgC12 + H20 + 1/2 02 facilite considérablement la mise en oeuvre des procédés cycliques mentionnés ou d'autres procédés cycliques analogues. REVENDICATIONS 1. Procédé perfectionné de préparation de l'hydro- gêne à partir de l'eau par utilisation de composés minéraux contenant du fer, du chlore et/ou du soufre comme produits auxiliaires dans une opération cyclique comportant au moins 3 stades opératoires, le procédé se caractérisant en ce que l'on utilise en outre comme produit auxiliaire du chlorure de magnésium ou de calcium à partir duquel, dans une réaction réversible, on forme le chlorure basique correspondant, d'où on libère l'oxygène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise le chlorure de magnésium ou de calcium appliqué sur un support poreux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise les composés du fer appliqués sur un support poreux.