Brevet FR2465683A1 — publié le 19810327

Un exemple permettra de comprendre ce qui n1 est nullement limi tatif et avec cette étude prouvera que cet appareil a la possi bilité de produire de l'hydrogène pour obtenir une énergie mais qu'il possède bien d'autres applications. Exemple A - Réaction de base permettant l'utilisation de l'ap pareil. Les bases fortes (soude et potasse) attaquent l'alumi nium avec dégagement d'hydrogène: AL + Na OH + H2 O - Na Al 02 + +d23 H2 (Aluminate de sodium) 27g + 40g + I8g ~~~~~ 82g + 3g Ig + T48g + 0,67g - 3,04g + O,llg (2,492) Réaction de combustion de l'hydrogène provoque des calories H2 + I 2 ---- H20 (Vapeur) 2 La combustion à 25 C d'une molècule d'hydrogène avec dégage ment de vapeur d'eau (pas de condensation) entraine un dégage ment de chaleur de 57,798 cal. AL ===== 3 H2 ==== 3 57s798 Kcal = 86,697 Kcal 2 2 27 G ==== 86,697 Kcal Ig ==== 3,2 Kcal En résumé l'attaque de Ig d'aluminium - nécessite I,49g de soude (forme cristalline) 0,67g d'eau - produit O,lig d'hydrogène (ou 2,491 sous pression athmosphé rique). 3,04g d'aluminate de sodium (dechet à récupérer). - après combustion l'hydrogène résultant de l'attaque de ig d'alu minium produit 3,2 Kcal ( 13,38Kjoule) Pour obtrnir un résultat continu il faut prévoir un décapage de l'aluminium (élimination de la couche d'aluminate de sodium) soit électriquement (danger) par un procédé chimique avec plu sieurs manipulation oS par nettoyage par lDcttement continu pen dans la réaction chimique. La couche d'aluminate de sodium (Na AL 0S) peut bloquer la réaction la réaction en s'pposant au contact de l'aluminium et de la soude. Théorzquement, cette couche doit s'éliminer au contact de l'eau selon la réaction d'hydrolyse suivant le PH de la solution: Na AL O2 + 2 H20 ------- AL 4QH) 3 + Na OH (régénération de Alumine hydra- la soude) tée ou hydroxyde d'aluminium. Cette réaction s'amorce par l'indroduction dans le milieu de germes d'AL (OH) 3. Ce traitement s'inspire du procédé BAYER qui consiste dans le traitement du minerai d'aluminium à préparer l'alumine pure à partir de la bauxite. Procédé BAYER (purification de la bauxite). Déshydratation du mènerai à 700 c . Traitement par une solution concentrée de soude à 8000c AL203 + 2 Na OH ------ 2 Na AL 02+ N20 La solution d'aluminate est séparée par filtration. entendue d'eau et abandonnée l'hydrolyse est pratiques ment total a AL 2 + 2 N2D ~~~~~ AL (OH3+ Na OH . L'hydroxyde est calciné: il x déshydrate 2 AL (OH/3 ----- AL2 03+ N20 D'où les déchets de la réaction peuvent être utilisés pour la remise en métal Avec d'autres matières comme le zinc, le plomb etc... il est possible d'avoir les mêmes expériepRes en utilisant d'autres so lutions liquides. Cet appareil est constitué de parties DrinciDales Réservoir de stokage de la solution en deux réservoirs: I/ Un reservoir e=depot ouu se produit le mélange. Il possède un bouchon (2) pour le remplissage, un tuyau plongeur (3). Le liquide (1) devant avoir un P.H. constant et équilibré, on place une sonde (10) déterminant la valeur du PH et commandant la vanne (9) de mélange suivant la valeur demandée calculée par une cellule (50) alimentée par le circuit (28)o Un réservoir B de stotage contenvart le liquide alcalin ou acide (6) qui possède un bouchon (7) de remplissage, une canalisation (8) de branchement et une vanne mélangeuse (9). Cette vanne est commandée automatiquement par l'intermédiaire de la sonde (IO) et des relaisplacés sur le coffret. 2/ Un réservoir C de révupération du gaz (14) obtenu après les réactions. Ce réservoir possède un bouchon hermétique (15) avec prise de thermomètre (51) et une prise de gaz (52) avec une vanne (53) suivie d'un filtre épurateur F (51) permettant d'obtenir un gaz pur filtré.A sa base à la réception du gaz fabriqué il est muni d'un tube (16) et un clapet (39) permettant d'obtenir et d'éviter l'envahissement du liquide de la solution employée si la réaction était interrompue. (3) un réservoir D dit de réaction placé au dessous des 3 autres réservoirs soit A - B - C. Dans le cas d'une alimentation de la solution par gravitation la position peut être différente par alimentation par pompe. Dans ce réservoir D il est placé le métal (30) ou sel ou autre et d'est le lieu de rencontre avec la solution et ainsi la production de gaz (I4) qui s'échappera vers le point le plus haut dans le réservoir C dès que le gaz prendra de la pression, poussera le liquide (solution) par le tube (12) vers le réservoir A jusqu'à ce que la solution ne soit plus au contact du métal (30) ou autre entre le tube I2 du réservoir D et le tube 3 il sera placé un point. Les différents réservoirs sont assemblés ensembles avec des joints (18) donnant une parfaite étanchéité par des fixations 5 et 13). 4/ Quand la solution est en contact avec le métal sel ou autre il se formera une pellicule isolante dans la majorité des cas qui tendra à arrêter la réaction. La possibilité la meilleure et la moins couteuse pour l'éliminer est de frotter c'est à dire de supprimer la couche superficielle par un nettoyage mécanique. Dans le réservoir D il sera placé une brosse (22) avec des frotteurs (23) placés sur un villebrequin(21). Cette brosse permettra die nettoyage de la pellicule isolante et donnera une réaction continue. Pour tourner la brosse celle-ci sera mise en mouvement par un moteur électrique ou autre par l'intermédiaire d'une courroie ou chaine (27) sur une poulie ou pignon (26). L'axe de la brosse sera maintenue par des coussinets étanches (I7 - 25). 5/ Pour l'alimentation en métal sel ou autre il sera placé un tube (60) qui avec l'aide d'un piston creux (61) (PLANCHE II) et d'un autre placé à l'intérieur (63) qui est plein, est muni de de joints étanches (66) et (67). Par des poignées (62) il sera possible d'agir sur le piston (61) et par la poignée (64) sur le piston (63). Pour faire fonctionner le système: Ière opération fig. 1 on place le métal sel ou autre dans la cavité (651 on pousse lten- semble vers l'intérieur du réservoir à réaction jusqu'à la disparition complète des pistonsfig.2). 2ème opération fig. 2 - on tourne d'un I/2 tour l'ensemble et le métal tombe dans le réservoir à réaction sur le plateau 31. 3ème opération fig. 4 - On tire sur la poignée (64), le piston (63) bouche la cavité (65)et chasse le liquide de celle-ci. 4ème opération - on tourne les pistons 61 et 63 d'un demi tour on tire vers l'extérieur pour un autre chargement. Ce transport s'est effectué sans aucune perte de solution, ni gaz et peut être fait pendant le fonctionnement grace au joint 66 et 67. 6/ Le plateau (31) forme une balance pivotant sur l'axe (20) avec un indicateur visuel (36) avec un cadran où se déplace une aiguille (35). Cette balance est bloquée pendant le fonctionnement par un genre d'étrier (40) qui est maintenu par un axe (42) et peut titre commandé par un anneau ou autre (41). Pour le nettoyage du plateau il est prévu un débloquage par un système de crochet estérieur bloqué par un anneau (37) sur un crochet (I9) et une tirette (38) qui décroche le système de pesée. Chaque passage des tirettes 38 et 42 et de l'aiguille vers l'extérieur est étanche à l'air extérieur et au passage de la solution par des coupelles caoutchouc ou platique (76-77-78) dépendant de la nature de la solution employée. 7/ Un by pass avec des vannes (43) et (44) permet de récupérer les déchets solides qui sont réutilisables pour l'industrie pour la rénovation. Il sont stokés dans un bac (45) dans un sac plastique (47). 8/ Un réservoir (89) permet de récupérer la solution avant l'ou- verture des vannes (43 et 44) et peut dans presque tous les cas titre réutilisée et récupérée par la vanne - 73. Pour éviter que des déchets, sel ou autres soient mélangés il est placé vers l'intérieur un filtre (72) avant la canalisation (88) et la vanne (70). 9/ Quand on élève la température on augmente le rendement des réactions chimiques d'où l'utilité de placer des tubes (87) à travers le réservoir à réaction pour permettre l'échauffement et le refroidissement de la solution. Pour mitiger et obtenir la température constante on place une vanne mitigeuse qui est alimentée par des canalisations (84) apportant le liquide froid et 851e liquide chaud. 10/ Une prise thermomètre 81 avec un thermomètre (82) avec une sonde et régulateur automatique (74) permet de régulariser la température de la solution. 11/ Pour éviter les dangers d'explosion il est utile surtout dans le cas d'hydrogène de placer un système de mise à la masse (terre) pour que toutes les opérations soient faites sans électricité statique par des capteurs (28) (29) et (32). Suite à la description ci-dessus on conçoit facilement qu'un appareil de ce genre peut être placé dans un véhicule auto etc... et peut remplacer avantageusement le pétrole. Si l'on emploie de l'aluminium on récupère l'hydrogène nécessaire au fonctionnement d'un moteur à explosion et on récupère un déchet qui peut être réutilisable par le procédé BAYER dans la phase finale de sa préparation. Cet hydrogène peut être employé après un filtrage sérieux dans les piles à combustibles qui fabriquent en direct ltéledtricité nécessaire pour un véhicule automobile, une habitation et tout autres utilisations. Il n'est pas nécessaire d'employer de l'alu- minium neuf il est possible d'utiliser tous les déchets d'aluminium. La rénovation de l'aluminate de sodium peut autre envoyée dans une usine atomique fabriquant du courant électrique, ce qui pourrait éviter le transport électrique par cable. REVENDICATIONS Appareil de fabrication automatique de gaz par exemple oxy gène, hydrogène, chlore, par la réaction d'une solution alca line sur des métaux non ferreux récupérés après usage ou sel, du type constitué par un réservoir à réaction comportant un système d'approvisionnement automatique d'un catalyseur (me tal ou sel) sans interrompre la réaction en cours. Au bas de ce réservoir se trouve un sas d'évacuation des résidus que l'on peut récupérer. Il est placé au dessus du réservoir à réac tion Un autre réservoir de récupération du gaz produit peur par la réaction de la solution alcaline stokée. Appareil caractérisé par la présence d'une brosse dans le ré servoir à réaction qui frotte le métal en continu et enlève la couche isolante, on obtient ainsi une réaction continue et du rable. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'approvisionnement en catalyse (métal, sel ou au tre) sans interrompre la réaction en cours,est constitué d'un tube (60) qui, avec l'aide d'un piston (61) planche 2 et d'un autre placé à l'intérieur (63) qui est plein, est muni de joints étanches 66 et 67. Par des poignées (62) il sera possi ble d'agir sur le piston (61) et par la poignée (64) sur le piston (63). 3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la brosse est disposée sur un filbrequin entrainé par un moteurs 4 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le réservoir à réaction est alimenté à partir d'un réser voir de stokage de solution alcaline en acide introduite par l'intermédiaire d'une vanne automatique dans une chambre de mélange alimentée en eau munie d'une sonde automatique permet tant la détermination et la commande du P.H. constant par ac tion sur la vanne automatique.L'alimentation de la cuve à réac tion par la chambre de mélange est réalisée par un tube plon genre 5 Dispositif selon la revendication 1 du tube dans lequel le ré servoir à réaction possède une balance qui permet de controler le poids de la matière caractérisé en ce que celle-ci peut basculer par un taquet et defait dégage le sel résultant de la réaction vers la base et permet le nettoyage dt I'éjectfbn des sels ou autres usés0 6 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'à la base du réservoir à réaction il y a un réservoir de récupération de la solution qui est utilisée avant ltévacua- tion des déchets solides pour éviter des pertes. 7 Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes ca ractérisé par le fait que les frottements et la réaction chi mique fabrique de l'électricité statique et qutil faut la neutraliser avec une mise à la masse ou terre surtout dans le cas de l'hydrogène, ceci pour éviter les exfplosions- 8 Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes ca ractérisé par le fait que le gaz ainsi obtenu est passé par un filtre à la sortie du réservoir à gaz. 9 Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes des tiné à constituer un générateur de gaz combusttible pour un véhicule automobile caractérisé en ce que le métal utilisé est de l'aluiinium et le réacti de la solution alcaline (soude) qui permet de fabriquer l'hydrogène alimentant le moteur ther miqueo 10 Dispositif selon l'ensemble des revendications 1à 8 caracté risé par le fait que le métal aluminium et la réaction sur la soude permet la fabrications de l1hydrogène et que ce gaz ali mente une pile à combustible qui fabrique en direct de l'élec- tricité. tt Dispositif selon l'ensemble des revendications a à 8 caracté risé par le fait que le déchet à réaction est dans le cas de l'aluminium de l'aluminate de soude qui est la matière finale du traitement de la boxite avec le passage au four à cryolithe. la Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la cuve à réaction est traversée par un tube de réchauffe ment ou de refroidissement avec vanne mitigeuse permettant d'accélérer ou de diminuer la vitesse de réaction des éléments en présences 13 Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait qu'il est placé à l'entrée du réservoir de récuparation du gaz après la réaction un clapet permettant l'arrêt de tout liqui de. 14 Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que 1'6tanchéité est faite par des coquilles 77 et 78 pour permet tre à la balance une mobilité ainsi qu'au taquet.