Brevet FR3072583A1 (20190426)

REVENDICATIONS1. Dispositif pour la gazéification en milieu supercritique d'un effluent aqueux contenant une matière organique et une matière minérale, le dispositif comprenant : - un réacteur (100) comprenant : o une partie supérieure (110), munie d'une entrée de l'effluent aqueux, o une partie inférieure (120) comprenant une zone inférieure et une zone supérieure, séparées par une zone centrale, la zone supérieure de la partie inférieure (120) étant en contact avec la partie supérieure (110) et étant munie d'une sortie d'un mélange eau/gaz (121), la zone inférieure de la partie inférieure (120) étant munie d'une sortie de liquide (122), - des moyens de chauffage (112) pour chauffer la partie supérieure (110) du réacteur (100) à une température allant de 400°C à 800°C, de manière à transformer la matière organique en gaz, - des moyens de refroidissement (123), pour refroidir la zone inférieure du réacteur (100) à une température inférieure à 374°C, de manière à solubiliser la matière minérale, sous forme de saumure, - des moyens de régulation de la pression pour mettre le réacteur à une pression supérieure ou égale à 22,1 MPa.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage (124) allant de la jonction entre la partie supérieure (110) et la partie inférieure (120) jusqu'à la zone centrale de partie inférieure (120), de manière à ce que le gaz et la matière minérale arrivent dans la partie inférieure du réacteur (120) au niveau de la zone centrale. 22\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la sortie de mélange eau/gaz (121) est reliée à un système de séparation haute pression (300). 5\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système de séparation haute pression (300) est relié à un système de séparation basse pression (310).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce 10 qu'un échangeur thermique est disposé entre la sortie de mélange eau/gaz (121) et le système de séparation haute pression (300).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réacteur (100) comprend une canne d'injection (111) pour 15 injecter l'effluent aqueux dans la partie supérieure (110) du réacteur, la canne d'injection (111) traversant la partie inférieure (120) du réacteur (100) et aboutissant dans la partie supérieure (110) du réacteur (100).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 20 caractérisé en ce qu'il est dépourvu de moyens d'agitation.\n<CLM>\1\tProcédé de gazéification en milieu supercritique d'un effluent aqueux contenant une matière organique et une matière minérale, le procédé comprenant les étapes successives suivantes : 25 a) fourniture d'un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, le réacteur (100) étant rempli d'eau, à une pression supérieure ou égale à 22,1 MPa, b) chauffage de la partie supérieure (110) du réacteur (100), de manière à avoir de l'eau supercritique et à une température allant de 400°C à 800°C, 23 c) refroidissement de la zone inférieure de la partie inférieure (120) du réacteur (100), de manière à avoir de l'eau liquide à une température inférieure à 374°C, d) injection de l'effluent aqueux dans la partie supérieure (110) du réacteur (100), de manière à gazéifier la matière organique, la matière minérale 5 précipitant dans partie supérieure (110) du réacteur (100) et tombant par gravité dans la partie inférieure (120) du réacteur (100), où elle est resolubilisée pour former une saumure, e) récupération des gaz par la sortie de mélange eau/gaz (121). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape additionnelle dans laquelle la saumure est évacuée par la sortie de liquide (122).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce 15 que lors de l'étape b), la partie supérieure (110) est chauffée à une température allant de 500°C à 700°C, et de préférence de 600°C à 700°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lors de l'étape b), la zone inférieure de la partie inférieure (120) est refroidie à une 20 température inférieure à 350°C, et de préférence inférieure à 250°C, par exemple à une température de 20°C à 250°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé que le réacteur (100) comprend un catalyseur. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'un oxydant, tel que de l'air ou de l'oxygène, est injecté dans la partie supérieure (110) du réacteur (100) de manière à réaliser une réaction d'oxydation hydrothermale au moins partielle de la matière organique de l'effluent aqueux. 24\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la gazéification est réalisée sans catalyseur, sans oxydant et sans agent de précipitation. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que la sortie de mélange eau/gaz (121) est reliée à un système de séparation, pour séparer l'eau du gaz, et en ce que l'eau est récupérée en sortie du système de séparation pour être réinjectée dans le réacteur en mélange avec l'effluent aqueux. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que la sortie de mélange eau/gaz (121) est reliée à un échangeur thermique et en ce que la chaleur récupérée de l'échangeur thermique est utilisée pour chauffer l'effluent aqueux à une température maximale de 350°C et de préférence à une 15 température maximale de 250°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce que l'effluent aqueux comprend de 75 % à 95 % massique d'eau, de 5 % à 25 % massique de matière organique et jusqu'à 30 g/L de matière minérale. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que la viscosité de l'effluent aqueux va de 1 à 1000 mPa.s et/ou la masse volumique de l'effluent va de 0,8 à 1,5 g/cm3, et de préférence de 0,8 à 1,3g/cm3. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 18, caractérisé en ce que l'effluent aqueux est une boue de stations d'épuration, une liqueur noire, une solution comprenant des algues, de la vinasse, ou un résidu de l'industrie agroalimentaire tel que le lactosérum. 30