Brevet FR3118767A1 — publié le 20220715

Procédé de traitement d’un liquide, notamment aqueux, en vue de la production de nanoparticules en son sein Procédé de traitement d’un liquide, notamment aqueux, en vue de la production de nanoparticules, dans lequel on expose un liquide ou l’on fait circuler un flux du liquide dans au moins une zone de traitement formée entre au moins deux électrodes reliées à une source de courant alternatif de fréquence d’alternance de phase supérieure ou égale à 100 Hz, de manière à produire des nanoparticules sous l’effet du passage du courant entre ces électrodes. Figure pour l’abrégé : Fig. 33 Procédé de traitement d’un liquide, notamment aqueux, en vue de son échauffement, de la production de vapeur, du développement d’une réaction de catalyse, de la production de nanoparticules et/ou de la concentration d’au moins une espèce présente en son sein La présente invention concerne les procédés de traitement d’un liquide en vue de son échauffement, de la production de vapeur, du développement d’une réaction de catalyse, de la production de nanoparticules et/ou de la concentration d’au moins une espèce en son sein. FR3036467 décrit un dispositif d’échauffement d’un liquide comportant deux électrodes et une alimentation électrique appliquant un courant alternatif de 220V et 50 Hz entre les deux électrodes. WO2009/049194 divulgue un dispositif pour générer de l’eau chaude pour des installations de chauffage domestique, le dispositif comportant des électrodes métalliques, notamment en acier, alimentées par un courant alternatif de 60 Hz et 120V ou 220/240V. EP 2394965 décrit un dispositif de purification/décontamination de l’eau par électrolyse, comportant des électrodes alimentées par un courant triphasé. Ce document indique que les électrodes sont formées d’un matériau poreux de manière à maintenir un haut niveau d’électrolyse. Les dispositifs ci-dessus entraînent une production d’une quantité non négligeable d’hydrogène et d’oxygène par électrolyse, ce qui pose des problèmes d’évacuation de ces gaz en raison du risque d’explosion à certaines concentrations. L’invention vise à proposer un procédé de traitement d’un liquide, notamment aqueux, en vue de son échauffement, de la production de vapeur, du développement d’une réaction de catalyse, de la production de nanoparticules et/ou de la concentration d’au moins une espèce en son sein, qui permette de diminuer voire d’éliminer le phénomène d’électrolyse de l’eau et la production d’hydrogène et d’oxygène liée à cette électrolyse. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel : la représente un exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter des électrodes selon l’invention, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la représente un autre exemple de forme d’onde de courant alternatif pouvant alimenter les électrodes, la est une coupe longitudinale d’un exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une coupe longitudinale de l’exemple de la , la est une coupe longitudinale d’une variante de réalisation de l’exemple des figures 10 et 11, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé, la est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé selon une maille cristalline cubique faces centrées, la est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé selon une maille cristalline cubique simple, la est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif monophasé selon une maille cristalline de type « blende », la est une coupe transversale d’un exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une coupe transversale d’un autre exemple d’agencement d’électrodes alimentées par un courant alternatif multi-phasé, la est une vue schématique d’un procédé de production de vapeur utilisant un thermoplongeur, la est une vue schématique d’un procédé de production de vapeur selon l’invention, la est une vue schématique d’un réacteur selon l’invention, la est une coupe transversale, selon le plan de coupe I-I, du réacteur de la , la est une vue schématique d’un procédé de production de vapeur selon l’invention, en circuit ouvert, la est une vue schématique d’un procédé de production de vapeur selon l’invention, en circuit fermé, la est une vue schématique d’une variante de réalisation du procédé de la , la est une vue schématique d’une variante de réalisation du procédé de la , et la est une vue schématique d’une variante de réalisation du procédé de la . Procédé de traitement d’un liquide, notamment aqueux, en vue de la production de nanoparticules, dans lequel on expose un liquide ou l’on fait circuler un flux du liquide dans au moins une zone de traitement (21) formée entre au moins deux électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) reliées à une source de courant alternatif de fréquence d’alternance de phase supérieure ou égale à 100 Hz, de manière à produire des nanoparticules sous l’effet du passage du courant entre ces électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97). Procédé selon la revendication 1, la zone de traitement (21) étant formée entre au moins deux électrodes (31 ; 32) alimentées par un courant monophasé. Procédé selon la revendication 2, les électrodes (31 ; 32) comportant des portions isolées et des portions non-isolées, les portions non-isolées définissant des dipôles électriques agencés selon une maille tridimensionnelle superposable par changement d’échelle à une maille cristalline cubique simple, cubique faces centrées, de type « Blende » ou hexagonale. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, la zone de traitement (21) étant formée entre au moins trois électrodes (11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) alimentées par un courant multi-phasé, de préférence triphasé, encore plus préférentiellement avec un équilibre entre les phases. Procédé selon la revendication 4, la zone de traitement (21) étant formée entre trois électrodes (11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) disposées selon une maille triangulaire équilibrée, ou entre six électrodes (11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) disposées comme les sommets d’un triangle équilatéral et à mi-longueur des côtés, ou disposées comme un hexagone. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le courant circulant entre au moins deux électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) dont une électrode de neutre (95 ; 96 ; 97) placée dans la zone de traitement (21). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, les électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) étant réalisées dans un matériau inerte chimiquement. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la source de courant alternatif étant de fréquence d’alternance de phase supérieure ou égale à 200, 300, 400, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 10000, 15000 ou 20000 Hz, de préférence supérieure ou égale à 300, 1000 ou 20000 Hz, et de préférence inférieure ou égale à 2 MHz, mieux inférieure ou égale à 1,6 MHz. Procédé selon la revendication précédente, la source de courant alternatif étant de fréquence d’alternance de phase comprise entre 1 et 50 kHz. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le courant d’alimentation des électrodes étant un courant haché, de préférence à une fréquence de hachage comprise entre 1 et 100 kHz. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’intensité du champ électrique est supérieure ou égale à 1 V/m, et de préférence inférieure ou égale à 1 MV/cm. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tension appliquée entre les électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) est choisie de manière à générer des arcs électriques et/ou un plasma, de préférence en continu, dans le liquide au sein de la zone de traitement (21). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on utilise au moins une partie de la chaleur générée par le procédé, notamment au moins une partie de la chaleur latente de condensation de la vapeur produite et/ou au moins une partie de la vapeur produite et/ou au moins une partie du liquide échauffé après passage dans la zone de traitement et/ou au moins une partie de la chaleur générée au sein de la zone de traitement, pour réchauffer le liquide en amont et/ou au sein de la zone de traitement (21) ou réchauffer voire vaporiser un fluide distinct du liquide. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le liquide étant un liquide aqueux. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la production de nanoparticules correspondant à au moins 10%, mieux au moins 20%, en masse du métal introduit. Installation, notamment pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant : un réacteur (4) comportant au moins une alimentation en un liquide, présentant au moins une zone de traitement (21) dans laquelle le liquide peut notamment circuler selon un flux continu, au moins deux électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) disposées dans la zone de traitement (21) pour exposer le liquide qui s’y trouve à un courant électrique alternatif de fréquence d’alternance de phase supérieure ou égale à 100 Hz de manière à produire des nanoparticules sous l’effet du passage du courant entre ces électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97), un générateur électrique pour alimenter les électrodes (31 ; 32 ; 11 ; 12 ; 13 ; 95 ; 96 ; 97) en un courant alternatif de fréquence d’alternance de phase supérieure ou égale à 100 Hz.