Brevet FR2738755A1 — publié le 19970321

La lutte contre la pollution dans les villes par les gaz d'échappement est devenu un probléme majeur .Actuellement les solutions proposées sont les voitures électriques dont les performances sont limitées surtout l'autonomie et ces voitures comportent un poids conséquent de batteries :plus de 200 kg La présente invention a pour but la mise au point de véhicules à moteurs thermiques dont les émissions de gaz sont fixées chimiquement grâce à un systéme dont le poids est du même ordre de grandeur que celui des batteries,tout en conservant une bonne partie des performances classiques de ce type de véhicule en particulier une bonne autonomie. Pour éliminer la plus grande partie du 002 des gaz d'échappement il est possible d'adjoindre sur les véhicules à moteur à essence ou à gazole un dispositif de fixation chimique qui utilise des réactifs comme la soude ou la chaux ,ou des dérivés. L'inconvénient majeur de ces dispositifs est évidemment leur poids qui peut atteindre plusieurs centaines de kg mais ce poids peut être modulé comme le montrent les calculs cidessous. A titre d'exemple voici l'ordre de grandeur des surpoids nécessaires: -le contenu d'un réservoir d'essence classique de 60 litres correspond à 45 kg de carburant. -avec une composition proche du benzène CSH6 cela fait 41,8 kg de carbone. -aprés combustion on trouve au maximum 167 kg de CO2. -pour fixer le CO2 on peut utiliser de la soude,de la chaux ou des produits dérivés. Avec la soude on a les réactions suivantes: C02 + 2 NaOH = C03 Na2 +H2O CO2 + NaOH = CONaH Pour neutraliser les 167 kg de CO2 il faut 143 kg de soude pure si l'on a CO3NaH ou 286 kg si l'on a CO3Na2 Le dispositif de fixation des gaz doit donc peser en fin de parcours : 167 +143 =310 kg ou 167 + 286 = 453 kg poids auxquels il faut ajouter le conteneur estimé à 50 kg et soustraire le carburant soit 45 kg;l'ordre de grandeur du surpoids est donc: 310 + 50 - 45 = 315 kg ou 453 + 50 - 45 = 458 kg Pour la chaux on trouve C02 + CaO = COCa Pour fixer les 167 kg de CO2 il faut 212 kg de CaO; le poids total est de : 167 + 212 = 379 kg, après ajout du conteneur et soustraction du carburant cela fait 379 + 50 - 45 = 384 kg. L'avantage du procédé réside dans la souplesse des choix possibles -conserver l'autonomie des moteurs thermiques ou la réduire avec un surpoids réduit -avoir la possibilité d'un fonctionnement mixte: épuration des gaz en ville et marche normale à la campagne. -suppression complète des émissions de CO2 ou réduction partielle de 30 ,40 ,50 % suivant les réglementations. -remplacement du conteneur de réactif lors du plein de carburant (échange standard ) ou vidange d'un produit à peu prés inerte. -les produits de réaction sont des carbonates qui peuvent être régénérés ou stockés suivant les conditions économiques et les systémes de taxation -les autres impuretés (NOx SOx...) sont fixées en même temps La mise en oeuvre de ce type de dispositif peut s'effectuer de la manière suivante objet de l'invention: -passage des gaz dans des réacteurs en phase liquide contenant les solutions ou -passage des gaz dans un condenseur pour l'élimination de l'eau,puis dans un épurateur fixant le CO2 et rejet de l'azote. L'épurateur peut être de plusieurs types par exemple passage par des chicanes avec des plaques enduites de réactif,ou un systéme de lit fluidisé à circulation de gaz ;dans ce cas la surpression nécessaire peut être fournie par un petit turbocompresseur. L'avantage du procédé est de permettre l'optimisation des réactions grâce au choix de la température de fonctionnement. L'ordre de grandeur des surpoids est supérieur à celui des batteries des voitures électriques mais cela en conservant une autonomie de plus de 600 km pour une voiture moyenne et les avantages des moteurs thermiques Le probléme du volume des équipements est également à considérer mais tout cela est fonction de l'autonomie recherchée;en passant à la moitié soit 300 km le surpoids est ramené à moins de 200 kg. La faisabilité technologique est l'objet de l'invention;il faut tenir compte des conditions réelles des réactions chimiques et des cinétiques; cela est réalisé par le choix des températures et le mode de contact entre gaz et solide.La décarbonatation industrielle est une technique existante mais elle doit être transposée à petite échelle. Les réacteurs peuvent travailler en phase liquide ou solide. La figure 1 représente un systéme d'épuration comprenant à la sortie du moteur (1) un condenseur (2) pour l'élimination de l'eau ,puis un réacteur statique (3) ,ce réacteur est constitué de plusieurs étages de chicanes (4) avec des empilements de plaques enduites de poudre réactive.ensuite les gaz épurés vont à l'échappement (5) La figure 2 représente un autre systéme d'absorption des gaz comprenant un turbocompresseur (6) avant le condenseur (2) et le réacteur (3) qui est constitué d'un lit fluidisé avec recirculation des gaz pour améliorer le rendement de la réaction ,et d'une sortie des gaz épurés (5). REVENDICATIONS 1) Systéme d'épuration des gaz d'échappement de véhicules à moteurs thermiques caractérisé en ce qu'il consiste à fixer chimiquement les dits gaz par réaction avec de la soude ou de la chaux ,ou des produits dérivés 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé ,après élimination de l'eau par un condenseur 2 ,par un réacteur à chicanes 4 avec des plaques enduites de réactif. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé ,aprés élimination de l'eau par un condenseur 2 ,par un réacteur à lit fluidisé 3 alimenté par un turbocompresseur 6 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un épurateur travaillant en phase liquide