Brevet FR2342941A1 — publié le 19770930

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de production d'oxygène, et plus particulièrement un procédé et un dispositif pour produire de l'oxygène avec une faible quantité d'énergie, en utilisant avantageusement la propriété du perfluorure de carbone. Selon l'art antérieur, l'oxygène industriel a été produit en comprimant, refroidissant et liquéfiant l'air et en séparant les éléments comme l'azote, l'argon et autres, de l'air. Ce procédé demandait beaucoup d'énergie et de grandes installations parce que les procédés de compression et de refroidissement étaient répétés de façon continue jusqu'à ce que l'air atteigne des températures extrêmement froides nécessaires pour sa liquéfaction. La présente invention surmonte ces inconvénients de l'art antérieur en utilisant la propriété du perfluorure de carbone qui est généralement appelé fluorocarbone. Le perfluorure de carbone a tendance à dissoudre sélectivement l'oxygène ou le gaz carbonique. . La présente invention procure un procédé et un dispositif de production d'oxygène avec une faible quantité d'énergie, employés avec l'utilisation du perfluorure de carbone. Selon la présente invention, tandis que l'oxygène dans l'air est absorbé dans le perfluorure de carbone, l'oxygène absorbé dans le perfluorure de carbone en est séparé et est produit. Un objet de la présente invention est de procurer un procédé et un dispositif pour produire de l'oxygène avec une faible quantité d'énergie, en utilisant le perfluorure de carbone. Un autre objet de l'invention est de procurer un procédé et un dispositif de production d'oxygène et en même temps d'azote et d'autres éléments contenus dans l'air, par le moyen d'un j eu de récipients connecté s les uns aux autres par un jeu de tubes. Un autre objet de l'invention est de procurer un procédé efficace et un dispositif compact pour produire ou extraire de l'oxygène de l'air dissous dans une solution de perfluorure de carbone circulant à travers les deux récipients. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue explicative montrant un mode de réalisation du dispositif pour effectuer le procédé selon l'invention ;et - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 et montre un autre mode de réalisation du dispositif. En se référant maintenant aux dessins, la figure 1 montre un premier mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif de la présente invention illustré sur la figure 1 comprend un premier récipient 1 comme un absorbeur et un second récipient 2 comme un séparateur. Le premier récipient 1 et le second récipient 2 sont connectés par des tubes supérieur et inférieur. Le premier récipient est rempli d'une solution de perfluorure de carbone. Le tube supérieur a une pompe pour transférer la solution du premier récipient 1 au second récipient 2. Un tube à air 3 s'étend dans le premier récipient à partir de son fond. A une extrémité du tube 3 qui est située dans le récipient se trouve une buse 4. A une partie supérieure du récipient est placé un orifice d'échappement 5 pour évacuer d'autres éléments que l'oxygène. Les autres éléments peuvent être recueillis dans des réservoirs. Le second récipient 2 a un générateur 13 d'ondes ultrasoniques en son fond. A une partie supérieure du second récipient se trouve un orifice 10 d'évacuation de l'oxygène pour prélever l'oxygène produit. Le tube inférieur a également une entrée 6 et une sortie 11. Dans le fonctionnement du dispositif du premier mode de réalisation de la présente invention, de l'air est d'abord amené par le tube 3 vers le premier récipient I contenant une quantité appropriée de perfluorure de carbone 12. L'air entrant par le tube 3 est injecté à travers la buse d'injec- tiontude distribution d'air 4 dans la solution de perfluorure de carbone contenue dans le premier récipient 1. Alors, il se forne des petites bulles d'air dans la solution de perfluorure de carbone qui est contenuedans le récipient 1, et l'oxygène est absorbé dans le perfluorure de carbone et d'autres éléments de l'air sont évacués par l'orifice d'échappement 5.L'oxygène absorbé dans le perfluorure de carbone sort de la sortie 7 par le moyen de la pompe 8 installée dans le tube supérieur et entre dans le second récipient 2 d'un séparateur par son entrée 9. Quand il est soumis à l'onde ultrasonique transmise par le générateur 13 situé au fond du second récipient, l'oxygène dissous dans le perfluorure de carbone 12' contenu dans le second récipient 2 est forcé à s'en séparer et à être évacué par l'orifice d'évacuation 10. Comme l'oxygène évacué et séparé contient des substances gazéifiéeset de la vapeur, pour obtenir de l'oxygène pur, il est nécessaire de refroidir et de les séparer de 1' oxygène évacué. La figure 2 montre un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention permettant d'en effectuer le procédé. Comme dans le premier mode de réalisation, ce dispositif comprend deux récipients dont un est un premier récipient 1 servant d'absorbeur et dont l'autre est un second récipient 2 servant de séparateur. Ces deux récipients sont connectés l'un à l'autre par un tube supérieur et un tube inférieur. Le premier récipient a un pulvérisateur 15 à sa partie supérieure, pour y pulvériser et y amener une solution de perfluorure de carbone. A la partie latérale inférieure du premier récipient se trouve un tube à air 3 qui communique avec le premier récipient 1. A une autre partie supérieure du premier récipient 1 de la figure 2 se trouve un orifice d'échappement 5 pour évacuer l'air à l'exception de l'oxygène. La fonction de l'orifice 5 est la même que dans le premier mode de réalisation. Le second récipient 2 est muni d'un générateur d'ondes ultrasoniques 17 en son fond. A une partie supérieure du second récipient se trouve un orifice d'évacuation 10 pour sortir l'oxygène du récipient. Le tube inférieur s'étendant d'une entrée 6 à une sortie 11 joue un rôle de transfert du perfluorure de carbone du premier récipient 1 au second récipient 2. Le tube supérieur s'étend entre une sortie 7 formée sur le premier récipient 1 et une entrée 9 ouvrant dans le second récipient 2. Une pompe 8 est disposée dans le tube supérieur entre le premier récipient 1 et le second récipient 2, pour faire s'écouler l'oxygène absorbé dans le perfluorure de carbone.Le tube inférieur vient en contact avec une sortie Il d'évacuation du perfluorure de carbone séparé de l'oxygène provenant du second récipient 2, et une sortie 6 pour l'amener au premier récipient 1. Une pompe 14 est placée sur le tube inférieure entre la sortie Il et l'entrée 6. Dans le fonctionnement du second mode de réalisation de l'invention, d'abord du perfluorure de carbone séparé de l'oxygène, mis sous pression par la pompe 14, est amené à travers l'entrée 6 vers le pulvérisateur supérieur 15 du premier récipient 1 d'un absorbeur d'oxygène, et le perfluorure de carbone est pulvérisé dans le premier récipient 1 comme illustré sur la figure 2. L'air entre dans le premier récipient 1 en provenant du tube 3 et il est totalement mélangé avec la buée de perfluorure de carbone pulvérisée dans le récipient 1. Pendant le mélange, le perfluorure de carbone absorbe l'oxygène et l'oxygène résultant absorbé dans le perfluorure de carbone entre dans le second récipient 2 par la pompe 8, en provenance de la sortie 7 vers l'entrée 9.L'air passe vers le haut à travers le premier récipient 1 et les éléments restants de l'air sont évacués par l'orifice d'échappement 5 situé au sommet du premier récipient 1. Le perfluorure de carbone 12' où est absorbé l'oxygène entrant dans le récipient 2 est soumis à l'opération de l'onde ultrasonique transmise par le générateur 13 situé au fond du second récipient 2, ainsi l'oxygène est séparé du perfluorure de carbone et est évacué par l'orifice 10. Comme on l'a décrit ci-dessus, l'oxygène séparé du perfluorure de carbone contient du perfluo- rure de carbone gazéifié et de la vapeur, il est nécessaire de les refroidir et de les séparer pour obtenir de l'oxygène. Selon la présente invention, après avoir respectivement séparé l'oxygène et la vapeur de l'air, il reste de l'azote et de l'argon et autres composants de l'air en très faible quantité. Par conséquent, on peut obtenir de l'azote de très grande pureté. Par ailleurs, on peut produire de l'azote très pur si nécessaire, en raffinant et en séparant les très faibles quantités des autres composants. Dans les premier et second modes de réalisation de la présente invention, on utilise l'onde ultrasonique pour séparer l'oxygène du perfluorure de carbone qui l'a absorbé. L'application d'ondes électromagnétiques comme une onde ultra-courte, une onde ultrasonique ou un rayon ultraviolet, au perfluorure de carbone contenant de l'oxygène, peut forcer l'oxygène dissous dans le perfluorure de carbone à être évacué. Tandis que dans les modes de réalisation qui précèdent, le perfluorure de carbone est utilisé pour absorber l'oxygène, il peut être remplacé par un mélange de cobalt et d'histidine, et l'on peut obtenir le même effet d'absorption de l'oxygène qu'avec le perfluorure de carbone. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de mélanger une substance chimique contenue dans un premier récipient avec de l'air, d'absorber l'oxygène de l'air dans ladite substance chimique, et de conduire ladite substance chimique ayant absorbé l'oxygène vers un second récipient, et effectuer la séparation de l'oxygène de ladite substance. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes d'injecter ou de pulvériser de l'air à la pression atmosphérique ou à haute pression dans un premier récipient contenant du perfluorure de carbone, d'absorber 1' oxygène contenu dans l'air dans ledit perfluorure de carbone en mettant en contact l'air pulvérisé avec du perfluorure de carbone, de conduire le perfluorure de carbone ayant absorbé l'oxygène vers un second récipient, d'appliquer une onde ultrasonique au perfluorure de carbone ayant absorbé l'oxygène et d'évacuer l'oxygène dissous dans le perfluorure de carbone pour obtenir de l'oxygène. 3. Procédé de production d'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de pulvériser, dans un premier récipient, du perfluorure de carbone par un pulvérisateur placé dans ledit premier récipient sous une pression atmosphérique ou une pression plus élevée, d'absorber l'oxygène se trouvant dans l'air dans le perfluorure de carbone en faisant passer de l'air à travers le perfluorure, de conduire le perfluorure de carbone ayant absorbé l'oxygène vers un second récipient, d'appliquer une onde ultrasonique par le moyen d'un générateur d'ondes ultrasoniques au perfluorure de carbone ayant absorbé l'oxygène et d'évacuer l'oxygène dissous dans le perfluorure de carbone pour obtenir de 1 'oxygène. 4. Dispositif de production d'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour refroidir l'oxygène obtenu par le procédé selon la revendication 1 et séparer le perfluorure de carbone gazéifié et la vapeur contenus dans l'oxygène, de cet oxygène, et un moyen pour refroidir et séparer d'autres constituants de l'oxygène évacué. 5. Dispositif de production d'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour refroidir l'oxygène obtenu par le procédé selon la revendication 3, et séparer le perfluorure de carbone gazéifié et la vapeur inclus dans l'oxygène1 de cet oxygène, et un moyen pour refroidir et séparer d'autres composants de l'oxygène évacué.