INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La illustre un exemple spécifique d’un réacteur qui peut être utilisé pour mettre en œuvre l’invention, et a été utilisé pour produire les exemples 1 à 13 décrits ci-dessous.
La première matière première de noir de carbone peut être introduite au niveau d’un emplacement dans le réacteur ou au niveau de multiples emplacements dans le réacteur. L’introduction de cette matière première peut être réalisée avec une conduite centrale ou une lance 73 située dans la chambre de combustion 74 présentant un diamètre Dchambre le plus grand 75, dans le réacteur 90 comme représenté, par exemple, sur la . La conduite centrale peut être positionnée approximativement sur l’axe longitudinal du réacteur (axe central). La conduite centrale peut comporter une tête d’injecteur 77 ou une tête de pulvérisation sur l’embout. L’injecteur sur l’embout peut comporter, par exemple, un ou de multiples trous (2 ou 3 ou 4 ou plus) autour de l’embout (par exemple, de multiples trous généralement espacés uniformément comme le montre la , où l’un des multiples trous 610 est représenté). Ce point d’injection peut être réalisé avec une conduite centrale ou peut être obtenu au moyen d’autres dispositifs d’injection.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, la matière première de noir de carbone à faible rendement peut être introduite au niveau d’un emplacement dans le réacteur ou au niveau de multiples emplacements dans le réacteur. Comme indiqué, dans ce procédé de la présente invention, l’emplacement ou les emplacements dans le réacteur sont en aval de l’emplacement/des emplacements où la première matière première de noir de carbone est injectée ou introduite. L’introduction de la matière première de noir de carbone à faible rendement peut être réalisée avec un ou plusieurs injecteurs (par exemple, une/des conduite(s) métalliques située(s) sur la paroi du réacteur) qui introduisent la matière première dans la chambre de combustion du réacteur, comme représenté, par exemple, sur les figures 4A et 4B. L’injecteur peut comporter une tête d’injecteur ou tête de pulvérisation sur l’embout. L’injecteur sur l’embout peut comporter, par exemple, un ou de multiples trous (2 ou 3 ou 4 ou plus) autour de l’embout (de multiples trous généralement espacés uniformément).
En option, l’introduction de la matière première de noir de carbone à faible rendement dans le réacteur et dans le courant de réaction peut être telle que la matière première est introduite perpendiculairement à l’écoulement latéral du courant de réaction à travers le réacteur, comme le montrent par exemple les figures 4A et 4B. Perpendiculaire peut signifier à plus ou moins 15 degrés d’une vraie injection perpendiculaire de la matière première dans le courant de réaction.
En option, l’introduction de la matière première de noir de carbone à faible rendement dans le réacteur peut se faire au niveau d’un emplacement qui présente un diamètre plus étroit qu’un diamètre du réacteur à l’endroit où la première matière première de noir de carbone a précédemment été introduite. Cet emplacement peut être considéré comme un « étranglement » dans certains réacteurs de noir de carbone. Les figures 4A et 4B fournissent un exemple de cet étranglement ou de cette zone d’étranglement dans un réacteur. Ce diamètre plus étroit peut avoir un diamètre qui est d’au moins 10 % plus petit, d’au moins 20 % plus petit, ou d’au moins 30 % plus petit, ou de 10 % à 40 % plus petit que le diamètre du réacteur où la première matière première de noir de carbone a été introduite précédemment. Sur la , c’est Dchambre 75 par rapport à Détranglement 76.
En option, l’introduction de la matière première de noir de carbone à faible rendement dans le réacteur et dans le courant de réaction peut se faire au niveau d’un emplacement qui est à une distance DA (sur la , cette distance est indiquée par Lconduite, 78) de l’endroit où la première matière première de noir de carbone est introduite ou injectée dans le réacteur, et cette DA est d’au moins 1 ou d’au moins 2 fois le diamètre le plus étroit de la chambre de combustion du réacteur (ou est d’au moins 2 fois le diamètre du réacteur où la première matière première de noir de carbone a été introduite ou injectée). Cette distance peut être d’au moins 2,25, d’au moins 2,5, d’au moins 2,75, d’au moins 3, d’au moins 3,25, d’au moins 3,5, d’au moins 3,75, ou d’au moins 4 fois le diamètre de la chambre de combustion du réacteur (ou est d’au moins 2,25, d’au moins 2,5, d’au moins 2,75, d’au moins 3, d’au moins 3,25, d’au moins 3,5, d’au moins 3,75, ou d’au moins 4 fois le diamètre du réacteur où le premier noir de carbone a été introduit ou injecté).
La matière première de noir de carbone à faible rendement peut être introduite au niveau de l’emplacement 83 à travers un ou plusieurs injecteurs.
Une fois que les matières premières (première matière première de noir de carbone et matière première de noir de carbone à faible rendement) sont combinées avec le courant de réaction, les procédés de la présente invention incluent généralement l’étape de refroidissement rapide de la réaction. Sur la , c’est la pulvérisation de refroidissement rapide 81. La zone de réaction, après l’étranglement 76, est représentée par le repère 80 ayant un diamètre le plus important du Dréacteur. Lrefroidissement représente la longueur de l’endroit où la matière première de noir de carbone à faible rendement est introduite jusqu’à l’endroit où le refroidissement rapide se produit.
La réaction est interrompue dans la zone de refroidissement rapide du réacteur (voir zone 8 de la ). Comme le montre la , la zone de refroidissement rapide 8 est située en aval de la zone de réaction 4 et pulvérise un fluide de refroidissement rapide, tel que de l’eau, dans le courant des particules de noir de carbone nouvellement formées. En général, le refroidissement rapide sert à refroidir les particules de noir de carbone et à réduire la température du courant gazeux et à diminuer le taux de réaction. Q est la distance du début de la zone de réaction 4 au point de refroidissement rapide 8, et variera selon la position du refroidissement rapide. Eventuellement, le refroidissement rapide peut être étagé ou avoir lieu au niveau de plusieurs points dans le réacteur. Une pulvérisation de pression, une pulvérisation atomisée au gaz ou d’autres techniques de refroidissement rapide peuvent également être utilisées. En ce qui concerne le refroidissement rapide complet des réactions pour former le noir de carbone, n’importe quel moyen connu de l’homme du métier pour refroidir rapidement les réactions en aval du point d’introduction des matières premières produisant du noir de carbone peut être utilisé. Par exemple, un fluide de refroidissement rapide, qui peut être de l’eau ou d’autres fluides appropriés, peut être injecté pour interrompre la réaction chimique.
Après refroidissement rapide, les gaz et le noir de carbone refroidis passent en aval dans de quelconques moyens de refroidissement et de séparation classiques moyennant lesquels le produit est récupéré. La séparation du noir de carbone du courant de gaz est accomplie facilement par des moyens classiques tels qu’un précipitateur, un séparateur cyclonique, un filtre à sac ou d’autres moyens connus de l’homme du métier. Après que le noir de carbone est séparé du courant de gaz, le noir de carbone peut être éventuellement soumis à une étape de granulation.
Pour n’importe quels des procédés de la présente invention, en option, le noir de carbone produit n’est pas un noir de carbone avec un noyau et un revêtement.
Pour n’importe quels des procédés de la présente invention, en option, le noir de carbone est entièrement formé in-situ dans le réacteur.
En option, l’un quelconque ou plusieurs des matières premières ou autres composants utilisés dans les procédés de la présente invention peut/peuvent être préchauffé(s) avant introduction dans le réacteur. Des températures de préchauffage et/ou techniques de préchauffage appropriées peuvent être utilisées dans la présente invention comme énoncé par exemple, dans le brevet US n° 3 095 273 délivré le 25 juin 1963 à Austin ; le brevet US n° 3 288 696 délivré le 29 novembre 1966 à Orbach ; le brevet US n° 3 984 528 délivré le 5 octobre 1973 à Cheng et al. ; le brevet US n° 4 315 901 délivré le 16 février 1982 à Cheng et Al ; le brevet US n° 4765 964 délivré le 23 août 1988 à Gravley et al. ; le brevet US n° 5 997 837 délivré le 7 décembre 1999 à Lynum et al., le brevet US n° 7097 822 délivré le 29 août 2006 à Godal et al. ; le brevet US n° 8 871 173B2, délivré le 28 octobre 2014 à Nester et al. ou le document CA 682982. En variante ou en plus, la matière première de noir de carbone à faible rendement peut être préchauffée à une température supérieure à ce qui est habituel pour une matière première à rendement plus élevé. Par exemple, la matière première de noir de carbone à faible rendement peut être chauffée à une température dépassant 600 °C, par exemple de 600 à 800 °C, y compris à pression ambiante. Comme la matière première de noir de carbone à faible rendement a une faible concentration d’asphaltènes, le chauffage à une température aussi élevée ne génère pas de quantités significatives de coke ou autre espèce hors noir de carbone solide. En variante ou en plus, l’une quelconque ou plusieurs des matières premières de noir de carbone peu/peuvent être combinée(s) avec un fluide de dilution avant introduction dans le réacteur, par exemple, comme décrit dans le brevet US n° 10 829 642 délivré à Unrau, dont le contenu est incorporé aux présentes à titre de référence dans son intégralité.
En option, le procédé est conduit en l’absence d’au moins une substance qui est ou qui contient au moins un élément du Groupe IA ou du Groupe IIA (ou ion de celui-ci) du tableau périodique.
La nacelle 3 comporte un inverseur de poussée 30 comprenant d’une part une structure fixe 31 solidaire du carter de soufflante 11, et d’autre part un système 29 mobile par rapport à la structure fixe 31. Le système mobile 29 de l’inverseur 30 comprend au moins un ensemble 32’ de grilles de déviation 32, les capots mobiles d’inverseur 33 précités, des volets d’obturation 34 et des biellettes 35.
La montre l’inverseur 30 dans une configuration de poussée directe. Dans cette configuration, les capots mobiles 33 et l’ensemble 32’ du système mobile 29 sont dans une position de fermeture, ou position avancée, dans laquelle les capots d’inverseur 33 sont en appui sur la structure fixe 31. Dans cette même position du système mobile 29, les grilles 32 sont logées dans un espace délimité radialement par le carter de soufflante 11 d’une part, et par les capots de soufflante 14 d’autre part. En configuration de poussée directe, et à titre d’exemple illustratif seulement parmi d’autres solutions connues, les volets d’obturation 34 sont rétractés au sein d’une cavité 36 (voir ) formée par les capots mobiles 33. L’inverseur 30 permet ainsi de canaliser le flux secondaire 20B vers l’arrière de l’ensemble propulsif 1, de manière à générer une poussée. Ainsi, sur la , les grilles 32 et les capots mobiles 33, qui sont solidaires axialement les uns des autres, sont dans une position avancée dite de poussée directe.
Dans ce mode de réalisation préféré de l’invention, la structure fixe 31 est équipée d’éléments de guidage des grilles 32 lors de leur déplacement entre les positions avancée et reculée, ces éléments comprenant des rails axiaux 40. Par exemple, ce sont deux rails 40 solidaires d’une partie supérieure de l’anneau, et deux autres rails 40 solidaires d’une partie inférieure de ce même anneau. Ici, les rails 40 sont fixés à la structure fixe 31 par leur extrémité arrière, tandis que leur extrémité avant est fixée à un autre carter (non représenté sur la ). Les rails 40 assurent ainsi une fonction de guidage des grilles 32 lors du déplacement axial de celles-ci, mais également, en configuration d’inversion de poussée, une fonction de reprise d’efforts aérodynamiques, principalement radiaux et tangentiels.
Ainsi, chaque ensemble de grilles 32’ comporte plusieurs grilles de déviation 32, et s’étend sur un secteur angulaire proche de 180°. Les deux ensembles 32’ sont préférentiellement écartés latéralement l’un de l’autre au niveau de leurs extrémités en regard deux à deux, pour ménager des espaces supérieur et inférieur respectivement dédiés au passage du mât 42 et d’une poutre longitudinale inférieure 44. Chaque ensemble de grilles 32’ comporte également une structure arrière 45 de support de grilles, sur laquelle est fixée une extrémité arrière de chacune des grilles de déviation 32 de l’ensemble 32’. Ces structures arrière 45 sont également dénommées « cadres arrière de grilles », et elles s’étendent chacune circonférentiellement tout le long de leur ensemble latéral 32’ associé, selon un secteur angulaire identique ou similaire comme cela est visible sur la . L’extrémité arrière de chaque grille 32 est donc destinée à être fixée sur sa structure arrière associée 45, par des moyens de fixation conventionnels.
De manière analogue, des structures avant de support de grilles (non représentées sur la ) peuvent être prévues pour fixer l’extrémité avant des grilles.
Cette configuration est particulièrement bien adaptée dans le cas d’une conception de nacelle dans laquelle les capots 18 du deuxième tronçon sont montés articulés, l’inverseur 30 présentant alors une architecture dite « en D », connue sous l’appellation anglo-saxonne « D-Duct ». Néanmoins, l’étendue circonférentielle des ensembles de grilles 32’ peut être aisément adaptée en fonction de la conception de l’inverseur et de la nacelle, pouvant par exemple adopter une architecture dite « en C », connue sous l’appellation anglo-saxonne « C-Duct », ou encore une architecture dite « en O », connue sous l’appellation anglo-saxonne « O-Duct ».
L’ensemble de grilles 32’ comprend des éléments axiaux inter-grilles 47, 47’ agencés entre les grilles 32, selon la direction circonférentielle 43 de la nacelle et de son inverseur 30. Ces éléments axiaux inter-grilles 47, 47’ s’étendent sur toute ou partie de la longueur axiale de l’ensemble 32’, et se trouvent donc agencés entre les grilles 32. Avec leur surface radialement extérieure 49, ces éléments 47, 47’ peuvent former des pistes axiales de glissement pour le système mobile 29. De plus, il peut s’agir de plusieurs sortes d’éléments, parmi lesquels des premiers éléments 47 assurant la fonction de jonction mécanique entre les grilles 32, et des seconds éléments 47’ remplissant une fonction additionnelle de renfort mécanique pour un actionneur 52 de l’inverseur. Le renfort 47’ peut prendre la forme d’un fourreau axial logeant intérieurement au moins une partie de l’actionneur 52. D’autres formes d’éléments de renfort peuvent néanmoins être envisagées, sans sortir du cadre de l’invention. En outre, il est noté que de manière connue, l’extrémité avant des actionneurs 52 est destinée à être fixée sur la structure arrière de support 45, à l’aide d’organes de fixation dédiés.
En référence à présent à la , il est montré l’un des deux capots de soufflante 14 qui présente ici la particularité d’être monté pivotant entre une position ouverte de maintenance, et une position fermée de vol représentée sur cette . Le montage pivotant est réalisé à l’aide de charnières 54 espacées axialement les unes des autres, et qui définissent conjointement un axe de pivotement 56 du capot 14. Cet axe 56 est parallèle à l’axe A1, ou sensiblement parallèle à ce dernier. Un montage symétrique est prévu pour le second capot de soufflante pivotant (non représenté sur la ).
Les charnières 54 peuvent être fixées sur le carter de soufflante 11 directement, et/ou sur une extrémité avant du mât, et/ou sur une extension avant de mât également dénommée berceau (aussi connue sous l’appellation anglo-saxonne « cradle »). Néanmoins, une solution à capots de soufflante fixes est également couverte par la présente invention.
Dans la suite de la description et dans les revendications, tous les dosages de polymère exprimés en g.t -1 ou kg.t -1 sont donnés en poids de polymère par tonne de matière sèche. La matière sèche correspond à l’extrait sec obtenu après évaporation de l’eau de la suspension fibreuse utilisée dans un procédé de fabrication d’une feuille de papier ou de carton. La matière sèche est avantageusement constituée de fibres cellulosiques et de charges. La matière sèche n’inclut pas le composé de micro-cellulose du polymère P3 . Le terme « fibres cellulosiques » englobe toute entité cellulosique, incluant les fibres, les fines, les microfibrilles ou les nanofibrilles. Par suspension fibreuse, on entend la pâte épaisse ou la pâte diluée qui sont à base d’eau et de fibres cellulosiques. La pâte épaisse ( Thick Stock ), ayant une concentration massique en matière sèche généralement supérieure à 1 %, voire supérieure à 3 %, est en amont de la pompe de mélange ( fan-pump ). La pâte diluée ( Thin Stock ), ayant une concentration massique en matière sèche généralement inférieure à 1 %, est située en aval de la pompe de mélange.
Le terme « polymère », désigne aussi bien les homopolymères que les copolymères d’au moins deux monomères distincts.
Un polymère amphotère est un polymère comprenant des charges cationiques et des charges anioniques, préférentiellement autant de charges anioniques que de charges cationiques.
Tel qu’utilisé ici, le terme « polymère hydrosoluble » désigne un polymère qui donne une solution aqueuse sans particule insoluble lorsqu’il est dissous sous agitation pendant 4 heures à 25°C et avec une concentration de 20 g.L -1 dans l’eau déionisée.
Les plages de valeurs incluent les bornes inférieure et supérieure. Ainsi, les plages de valeurs « entre 0,1 et 1,0 » et « de 0,1 à 1 » incluent les valeurs 0,1 et 1,0.
Le polymère hydrosoluble P1 est un polymère d’au moins un monomère non ionique choisi parmi l’acrylamide, le méthacrylamide, le N,N-diméthylacrylamide, et l’acrylonitrile. Préférentiellement, le polymère P1 contient au moins 50 mol% d’au moins un de ces monomères non ioniques.
Le polymère P1 peut aussi contenir des monomères anioniques et/ou cationiques et/ou zwitterioniques. Le polymère P1 est avantageusement dépourvu de monomère non ionique qui ne soit pas choisi parmi l’acrylamide, le méthacrylamide, le N,N-diméthylacrylamide, et l’acrylonitrile.
Les monomères anioniques sont préférentiellement choisis dans le groupe comprenant les monomères possédant une fonction acide carboxylique et leurs sels, dont l’acide acrylique, l’acide méthacrylique, l’acide itaconique, l’acide maléique, les monomères possédant une fonction acide sulfonique et leurs sels, dont l’acide acrylamido tertio butyl sulfonique (ATBS), l’acide allyl sulfonique et l’acide méthallyl sulfonique, et leurs sels ; et les monomères ayant une fonction acide phosphonique et leurs sels.
De manière générale, les sels de monomères anioniques du polymère P1 sont des sels d’un métal alcalin, d’un métal alcalino-terreux ou d’un ammonium (préférentiellement un ammonium quaternaire).
Les monomères cationiques sont préférentiellement choisis dans le groupe comprenant l’acrylate de diméthylaminoéthyle (ADAME) quaternisé ou salifié, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisé ou salifié, le chlorure de diallyldiméthylammonium (DADMAC), le chlorure d’acrylamidopropyltriméthylammonium (APTAC), et le chlorure de méthacrylamidopropyltriméthylammonium (MAPTAC).
De manière avantageuse, les monomères cationiques du polymère P1 ont comme contre-ion un halogénure, de préférence un ion chlorure.
Les monomères zwitterioniques sont préférentiellement choisis dans le groupe comprenant les monomères sulfobétaïnes comme le sulfopropyl diméthylammonium éthylméthacrylate, le sulfopropyl diméthylammonium propylméthacrylamide, ou le sulfopropyl 2-vinylpyridinium ; les monomères phosphobétaïnes, comme le phosphato éthyltriméthylammonium éthylméthacrylate ; et les monomères carboxybétaïnes.
De préférence, le polymère hydrosoluble P1 est non ionique. En d’autres termes, il ne comprend préférentiellement que des monomères non ioniques. Encore plus préférentiellement, le polymère hydrosoluble P1 est un homopolymère d’acrylamide ou de méthacrylamide.
Le polymère P1 peut être linéaire, structuré ou réticulé. Les agents réticulant permettant la structuration peuvent notamment être choisis parmi l’allyl sulfonate de sodium, le méthallyl sulfonate de sodium, le méthallyl disulfonate de sodium, le méthylènebisacrylamide, la triallylamine, et le chlorure de triallylammonium.
La structuration du polymère P1 peut aussi être obtenue avec au moins un composé polyfonctionnel contenant au moins 3 hétéroatomes choisis parmi N, S, O, P et présentant chacun au moins un hydrogène mobile. Ce composé polyfonctionnel peut notamment être une polyéthylèneimine ou une polyamine.
Le polymère P1 présente un poids moléculaire moyen en poids avantageusement compris entre 100 000 et 20 millions, préférentiellement entre 250 000 et 5 millions de daltons.
La montre l’amortisseur 22 selon une alternative à la réalisation montrée sur la , dans laquelle les tubes 30 agencés parallèlement et coaxialement forment des lignes d’amortisseurs s’étendant localement sur une grande partie, voire sur la totalité ou presque de la largeur du couvercle 6. Dans cette alternative, pour former les lignes, les tubes coaxiaux 30 de faibles longueurs sont agencés bout-à-bout, avec des faibles jeux axiaux entre eux.
Selon encore un autre mode de réalisation préféré montré sur les figures 7 et 8, les tubes 30 ne sont plus droits, mais en forme de tores concentriques et coplanaires. Leurs lignes centrales longitudinales sont donc des cercles 40 tous inscrits dans le même plan P1. La forme et la disposition particulières des tubes 30 permettent ici aussi d’atteindre une densité élevée de tubes au sein de la couche C1, tout en respectant l’écartement transversal minimal « Emin » entre les tores.
Les et 10 montrent une particularité applicable à tous les modes de réalisation, ici avec un tube 30 de section sensiblement annulaire pourvue des méplats 44. Pour faciliter le maintien du tube 30 entre la plaque de répartition 32 et le couvercle 6, le méplat 44 qui coopère avec la surface d’appui de la plaque 32 est équipé d’un tenon 46, ici de forme sensiblement parallélépipédique, de préférence avec sa grande longueur orientée parallèlement à l’axe 40. En effet, ce tenon 46 est logé dans un trou / une mortaise 48 de forme complémentaire pratiqué dans la plaque de répartition d’efforts 32.
Cet agencement permet de manière simple, et sans avoir recours à une main d’œuvre qualifiée puisqu’elle ne nécessite pas de soudage, de garantir le maintien en place des tubes 30 et d’éviter qu’ils ne ripent durant leur déformation en cas de chute de l’emballage, en particulier lors d’une chute oblique. Bien entendu, plusieurs tenons 46 peuvent être prévus sur un même tube, sans sortir du cadre de l’invention. De même, le tenon 46 pourrait se trouver sur la plaque 32, et la mortaise 48 sur le tube 30. Un tel tube 30 est préférentiellement réalisé par usinage, de manière à laisser apparaitre les méplats 44, le diamètre intérieur « Dint », ainsi que le tenon 46 ou la mortaise 48.
Les figures 11 et 12 montrent une alternative pour la fixation des tubes 30. Dans le trou 48 de la plaque de répartition 32, il est logé un pion 50 qui est préférentiellement soudé à cette plaque, et qui fait saillie vers l’intérieur pour pénétrer dans un trou 52 réalisé dans l’épaisseur « E » du tube 30. Plusieurs assemblages de ce type peuvent être prévus le long du tube, comme cela est visible sur la avec la représentation de deux pions 50 soudés sur la plaque 32.
Enfin, les figures 13 à 15 montrent un exemple de réalisation pour la fixation de la plaque de répartition 32, ici en forme de disque, sur le couvercle 6. A sa périphérie, la plaque 32 est équipée d’organes de raccordement 56 soudés sur le couvercle, et espacés circonférentiellement les uns des autres. Cela permet de faciliter le séchage de l’amortisseur interne 22 après que l’emballage ait été sorti de l’eau, puisque celle-ci peut s’évacuer par les extrémités préférentiellement ouvertes des tubes 30, puis par les espaces radiaux 58 définis entre les organes de raccordement 56.