Brevet FR2866577A1 — publié le 20050826

La présente invention concerne un dispositif pour séparer les hydrocarbures en suspension présents dans les gaz chauds de température > à 400[deg]Celsius. La plupart des gaz à l'issue de leur fabrication contiennent selon le procédé employé, des molécules d'hydrocarbures en suspension. Ces molécules d'hydrocarbures, volatiles à moyenne température, se condensent à basse température et se caractérisent par une densité élevée comprise entre 0,7 et 1. La présence de ces molécules lourdes d'hydrocarbures dans les gaz est une gêne pour l'utilisation de ceux-ci soit pour la combustion , soit pour leur transformation en produit de synthèse en ce qu'elles perturbent le déroulement normal du procédé de combustion ou de transformation. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient en ce qu'il intervient sur les gaz chauds de T[deg]>400[deg]C, préservant ainsi leur énergie de fabrication, et qu'il permet une complète séparation des molécules lourdes d'hydrocarbures contenues dans ceux-ci. Les dessins annexés illustrent l'invention . La figure 1 représente en coupe l'invention. La figure 2 représente une partie de la figure 1 en coupe. En référence à ces dessins, le gaz issu de sa fabrication est injecté en A à moyenne température et à température suffisante (T[deg]>400[deg]C), de telle façon que les molécules lourdes d'hydrocarbures soient en suspension. Une partie de l'énergie de propulsion de la pompe servant à injecter ce gaz, se transmet à celui-ci sous forme d'énergie centripète sous l'effet du parcours hélicoïdal en B. Durant ce parcours, une partie de l'énergie calorifique contenue par le gaz est transmis à un fluide caloporteur à travers la paroi d'un échangeur de chaleur en C. Une variante de ce dispositif, est que le fluide caloporteur emprunte un circuit hélicoïdal à contre courant du gaz. Ce fluide caloporteur se transforme en vapeur et ressort de l'échangeur en D.Cette vapeur permet d'alimenter divers dispositifs de production d'énergie. Une partie de cette énergie produite sert à alimenter les pompes d'injection et d'extraction du gaz de ce dispositif, le rendant autonome en énergie. Le gaz à l'issue du trajet hélicoïdal, arrive dans le vase d'expansion en E. Sa forme est étudiée afin de créer une baisse de pression à l'intérieur du gaz tout en permettant sous l'effet de la force centripète encore contenue dans le gaz, de précipiter les molécules lourdes d'hydrocarbures vers la paroi F du vase d'expansion. L'angle a fait par cette paroi est compris entre 5 et 70[deg] et varie en conséquence de la densité des molécules lourdes d'hydrocarbures. Celles ci ruissellent sur la paroi F vers le vase de réception. Ce vase d'expansion est isolé thermiquement afin de limiter les pertes de températures. Le gaz arrive ensuite dans le vase de dépression G, également isolé thermiquement, où sous l'effet de la pompe d'aspiration en H, il subit une baisse de pression et de température égale à la température de condensation des molécules d'hydrocarbures encore contenues dans le gaz. Ces molécules lourdes d'hydrocarbures sont recueillies avec les autres dans le vase de réception en L. Un dispositif de mesure de la pression et de la température du gaz en J permet un ajustement de la température de condensation des molécules d'hydrocarbures contenues en fonction du gaz contenant. Le gaz passe ensuite à travers un échangeur de chaleur où il transmet à travers la paroi une partie de son énergie calorifique à l'eau en J. Le gaz aspiré, débarrassé de ses molécules lourdes d'hydrocarbures, à une température supérieur à 90[deg]C, se retrouve en K. Les molécules lourdes d'hydrocarbures sont récupérées en M pour destruction, ou réutilisation. Un dispositif en M permet de récupérer à volonté ces molécules. Le gaz durant son trajet entre les points A et J ne subit les effets d'aucune(s) pièce(s) mécanique(s) en mouvement et ne reçoit aucun apport d'énergie extérieur. Le dispositif aura les dimensions requises pour permettre une condensation complète des molécules lourdes d'hydrocarbures. Le dispositif agit sur tout type de gaz et tout type de molécules lourdes d'hydrocarbures contenues à séparer de ces gaz, uniquement par adaptation des températures d'entrée et de sortie des gaz de ce dispositif, du débit et de la température d'entrée dans le dispositif du fluide caloporteur et cela afin de maintenir la température de condensation de molécules lourdes d'hydrocarbures en G. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à séparer les molécules lourdes d'hydrocarbures appelées généralement goudrons, des gaz de synthèse et/ou de tout appareil thermique de production de ceux-ci. REVENDICATIONS 1)Procédé de séparation des molécules lourdes d'hydrocarbures en suspension contenues dans les gaz chauds de synthèse caractérisé en ce que l'on injecte le gaz issu de sa fabrication à une température supérieure à 400[deg]C dans un cylindre où le gaz chaud, en circulation selon un trajet hélicoïdal, transmet une partie de son énergie à un fluide caloporteur, puis arrive au niveau d'un vase d'expansion dont la forme permet une baisse de pression à l'intérieur du gaz, permettant ainsi la précipitation des molécules lourdes d'hydrocarbures vers la paroi du vase d'expansion, le gaz étant aspiré vers un vase de dépression où il subit une baisse de pression et de température pour la condensation des molécules d'hydrocarbures ainsi recueillies dans un vase d'expansion. 2)Dispositif de séparation des molécules lourdes d'hydrocarbures en suspension contenues dans les gaz chauds de synthèse caractérisé en ce qu'il est constitué d'un cylindre pour la circulation hélicoïdale du gaz chaud, d'un échangeur de chaleur permettant le transfert du gaz à un fluide caloporteur, d'un vase d'expansion, d'un vase de dépression et d'un vase de réception. 3)Dispositif selon la revendication n[deg]2 caractérisé en ce qu'il est entièrement statique : aucune(s) pièce(s) mécanique(s), ni fluide(s) autre que le fluide caloporteur et le gaz ne sont ou n'est en mouvement pour séparer le gaz d'avec les molécules lourdes d'hydrocarbures contenues durant son trajet dans le dispositif. Seuls les effets centrifuges conjugués à une baisse de température des gaz permet la condensation des molécules lourdes d'hydrocarbures contenues dans le gaz contenant. 4) Dispositif selon la revendication n[deg]2 et 3 caractérisé en ce que l'angle a du vase d'expansion est optimisé à une valeur comprise entre 5 et 70[deg] pour la condensation par gravité des molécules lourdes d'hydrocarbures contenues sur ses parois. 5) Dispositif selon la revendication n[deg]2 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble : vase d'expansion et vase à dépression, est isolé afin de préserver les températures en surface de leur parois, ceci pour favoriser l'écoulement de molécules d'hydrocarbures après condensation. 6) Dispositif selon les revendications n[deg]2 à 5 caractérisé en ce qu'il est entièrement autonome en énergie par la consommation, par les pompes extérieures au dispositif d'injection et d'aspiration du gaz , de l'énergie transmise par le gaz au fluide caloporteur selon la revendication n[deg]1. 7) Dispositif selon les revendications n[deg]2 à 6 caractérisé en ce que cette énergie transmise par le gaz au fluide caloporteur selon la revendication n[deg]1 sert à alimenter un dispositif extérieur de production d'énergie.