INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le gaz de synthèse est un gaz contenant du monoxyde de carbone CO, de l’hydrogène H 2 , de la vapeur d’eau (généralement à saturation) et du dioxyde de carbone CO 2 . Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le ratio molaire H 2 /CO du gaz de synthèse est sensiblement égal à 2. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dioxyde de carbone CO 2 présente une teneur d’environ 10% en volume du gaz de synthèse. La pression des gaz de synthèse les plus fréquemment rencontrés dans l’industrie est généralement comprise entre 2 MPa (20 bars) et 3 MPa (30 bars), mais elle peut atteindre 7 MPa (70 bars). Le gaz de synthèse peut contenir, en outre, des impuretés soufrées (H 2 S, COS…), azotées (NH 3 , HCN…) et halogénées.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le gaz naturel est constitué majoritairement d’hydrocarbures gazeux. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le gaz naturel contient au moins un des composés acides suivants : le dioxyde de carbone CO 2 , le sulfure d’hydrogène H 2 S, des mercaptans, l’oxysulfure de carbone COS et le sulfure de carbone CS 2 . La teneur du gaz naturel en ces composés acides est très variable et peut aller jusqu’à 40% volumiques pour le CO 2 et l’H 2 S. La température du gaz naturel la plus fréquemment rencontrée dans l’industrie peut être comprise entre 20°C et 100°C et sa pression peut être comprise entre 1 MPa (10 bars) et 20 MPa (200 bars).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les condensats de gaz naturel sont constitués d’hydrocarbures liquides dont la production est associée à la production de gaz naturel. Ces mélanges liquides complexes sont très semblables à des bruts pétroliers.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les hydrocarbures liquides de raffinerie comprennent les GPL (coupe C3-C4), les naphtas (coupe C5-C8), les kérosènes et les diesels.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les hydrocarbures liquides d’usine pétrochimique comprennent les GPL (coupe C3-C4) et les essences de craquage (ou « Pyrolysis Gasoline » également appelées « PyGas » selon la terminologie anglo-saxonne).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la mise en contact de l’effluent gazeux ou liquide à traiter avec la masse de captation dans le procédé selon l’invention peut être réalisée à une température comprise entre -50°C et 150°C, préférentiellement entre 0°C et 110°C, et plus préférentiellement entre 20°C et 100°C. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la mise en contact de l’effluent gazeux ou liquide à traiter avec la masse de captation dans le procédé selon l’invention peut être réalisée à une pression absolue comprise entre 0,01 MPa (0,1 bar) et 20 MPa (200 bars), préférentiellement entre 0,1 MPa (1 bar) et 15 MPa (150 bars), et plus préférentiellement entre 0,1 MPa (1 bar) et 12 MPa (120 bars).
L’étape de mise en contact de la charge à traiter avec la masse de captation réjuvénée peut être réalisée avec une vitesse spatiale horaire liquide LHSV (ou « Liquid Hourly Space Velocity » selon la terminologie anglo-saxonne) comprise entre 0,1 h -1 et 50 h -1 , de préférence entre 0,5 h -1 et 20 h -1 , préférentiellement entre 1 h -1 et 11 h -1 . On entend par « LHSV » la vitesse spatiale horaire liquide de la charge par rapport au volume de la masse de captation, c’est-à-dire le volume de la charge liquide divisé par le volume de réacteur et par heure. Le volume de réacteur comprend le volume de la masse de captation et le volume « vide » entre les grains.
L’étape de mise en contact de la charge à traiter avec la masse de captation réjuvénée peut être réalisée avec une vitesse spatiale horaire gazeuse GHSV (ou « Gas Hourly Space Velocity » selon la terminologie anglo-saxonne) comprise 10 h -1 et 5000 h -1 , de préférence entre 50 h -1 et 2000 h -1 , préférentiellement entre 100 h -1 et 1100 h -1 . On entend par « GHSV » la vitesse spatiale horaire gazeuse de la charge par rapport au volume de la masse de captation, c’est-à-dire le volume de la charge gazeuse divisé par le volume de réacteur et par heure. Le volume de réacteur comprend le volume de la masse de captation et le volume « vide » entre les grains.
Préalablement à la mise en contact de l’effluent liquide ou gazeux à traiter avec la masse de captation (de départ ou réjuvénée), ledit effluent gazeux ou liquide peut être prétraité. Ce prétraitement peut consister en un chauffage ou un refroidissement, en une compression ou en une détente, et/ou en un traitement de purification permettant d’éliminer ou de diminuer la teneur de l’effluent en un composé jugé indésirable. Par exemple, le prétraitement peut comprendre une étape de diminution de l’humidité relative d’un effluent gazeux. La diminution de l’humidité relative d’un effluent gazeux peut être obtenue à l’aide de tout moyen connu de l’homme du métier, notamment une masse de captation de l’eau, par exemple un tamis moléculaire à base de zéolithe, un procédé au glycol tel que décrit par exemple dans le document WO 2005/047438, une étape de chauffage de l’effluent dans un échangeur de chaleur permettant d’élever sa température, par exemple de 3°C à 10°C ou une étape de refroidissement de l’effluent.
L’enveloppe interne de protection 3 comporte un volume interne Vi pouvant comporter des médias de broyage Mb, par exemple des billes, des boulets, entre autres, visibles sur les figures 1 et 2. Elle présente avantageusement une géométrie similaire à celle de la cuve de broyage 2, étant de plus faible dimension de sorte à s’insérer dans la cuve de broyage 2.
L’enveloppe interne de protection 3 est constituée majoritairement de dioxyde de carbone solidifié CO 2 (s), soit du CO 2 à l’état solide compact, avec une densité au moins égale à 60 % de la densité théorique. Celui-ci peut être obtenu par solidification de dioxyde de carbone liquide CO 2 (l) par refroidissement ou par compaction de neige carbonique ou par usinage.
Il faut noter qu’en contact avec un gaz liquéfié à des températures voisines de -200°C à la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone solidifié devient un matériau relativement dur puisqu’il passe d’une dureté voisine de 1,5 sur l’échelle de Mohs à une dureté proche de 8 sur la même échelle.
Par ailleurs, pour augmenter les phénomènes d’attrition, l’enveloppe interne de protection 3 comporte des pions d’attrition 6 sur sa paroi interne, qui comprennent du dioxyde carbone solidifié CO 2 (s), obtenu par solidification de dioxyde de carbone liquide CO 2 (l) par refroidissement ou par compaction de neige carbonique ou par usinage. La longueur des pions d’attrition 6 est avantageusement d’un ordre de grandeur inférieur à un sixième du diamètre du mobile de broyage et de mélange 4.
En outre, comme toujours visibles sur les figures 1 et 2, le dispositif de broyage et de mélange 1 comporte un mobile de broyage et de mélange 4 disposé dans le volume interne Vi de l’enveloppe interne de protection 3.
Le mobile de broyage et de mélange 4 est entraîné en rotation par le biais d’un système de motorisation avec bras de transmission. Le mobile de broyage et de mélange 4 peut ainsi transmettre la puissance mécanique délivrée par la motorisation au fluide à broyer sous la forme de mouvements convectifs par agitation à mouvement circulaire. La motorisation peut avantageusement comporter un moteur électrique équipé d’un variateur de vitesse permettant de régler celle-ci entre quelques dizaines de tours par minute, typiquement de l’ordre de 50 tours/min, à quelques milliers de tours par minute, potentiellement jusqu’à 10000 voire 20000 tours/min.
Le mobile de broyage et de mélange 4 peut être de différentes natures, par exemple de type turbine, pales inclinées ou non, mobile d’attrition ou hélice. Il présente un diamètre du mobile de broyage et de mélange tel que le rapport entre le diamètre de la cuve sur le diamètre du mobile de broyage et de mélange soit compris entre 0,2 et 0,9.
En outre, le dispositif de broyage et de mélange 1 comporte des aimants permanents 7 situés au niveau de l’enveloppe interne de protection 3. Ces aimants permanents 7 sont insérés dans l’enveloppe interne de protection 3, comme représenté, ou alternativement placés entre l’enveloppe interne de protection 3 et la cuve de broyage 2.
Par ailleurs, le dispositif de broyage et de mélange 1 comporte également des aimants d’entraînement 8a, 8b, pour la mise en rotation, flèche R sur les figures 3 et 4, de l’enveloppe interne de protection 3 par interaction avec les aimants permanents 7, situés à l’extérieur de la cuve de broyage 2 en vis-à-vis des aimants permanents 7.
Dans le mode d’entraînement de la , les aimants d’entraînement 8a, 8b comportent des électroaimants d’entraînement alternatifs fixes 8a, sans entraînement en rotation, placés à l’extérieur de la cuve de broyage 2.
Dans le mode d’entraînement de la , les aimants d’entraînement 8a, 8b comportent des aimants d’entraînement mobiles 8b, entraînés en rotation par le biais d’une motorisation d’entraînement 9.
Les aimants permanents 7 et les aimants d’entraînement 8a, 8b sont disposés de façon axisymétrique par rapport à l’axe de rotation X de la cuve de broyage 2. Les aimants permanents 7 peuvent être disposés par sertissage et/ou par forçage.
Le dispositif de broyage et de mélange 1 conforme à l’invention permet donc à la fois l’usage d’une enveloppe interne de protection 3 à base de dioxyde de carbone solidifié (CO 2 (s)) mais aussi la mise en rotation de cette enveloppe 3 à des vitesses angulaires potentiellement équivalentes à celles du mobile de broyage et de mélange 4.
L’enveloppe interne de protection 3 est mise en rotation dans le sens inverse de la rotation du mobile de broyage et de mélange 4. La vitesse de rotation est inférieure ou égale à la vitesse de rotation du mobile de broyage et de mélange 4.
La mise en rotation de l’enveloppe interne de protection 3 est assurée par le biais de la motorisation d’entraînement 9 et des aimants mobiles 8b ou par le biais des électroaimants alternatifs 8a.
A ce titre, les figures 3 et 4 illustrent la mise en mouvement de l’enveloppe interne de protection 3 par le biais d’électroaimants alternatifs 8a.
Selon une variante possible, ledit organe mobile est mobile en translation entre ses positions d’engagement et de désengagement suivant un axe parallèle à l’axe de rotation dudit moteur.
Selon une variante possible, ledit au moins un organe mobile comprend deux plaques latérales et une plaque centrale solidarisée auxdites plaques latérales par lesdits éléments d’amortissement, ledit au moins un organe mobile étant lié en rotation à ladite cage au moyen d’aiguilles parallèles à l’axe de rotation dudit moteur, ladite plaque centrale comprenant des réservations permettant le passage sans contact desdites aiguilles d’une plaque latérale à l’autre.
Selon une variante possible, ledit élément d’amortissement comprend deux feuilles de matériau amortissant disposées entre ladite plaque centrale et chacune desdites plaques latérales.
Selon une variante possible, ledit au moins un élément mobile comprend un axe comprenant ladite portion de liaison à ladite cage et une portion de frappe comprenant ladite au moins une deuxième surface de frappe liées entre elles par ledit élément d’amortissement, ladite portion de frappe n’étant en contact avec ladite cage dans aucune des positions dudit organe mobile.
Selon une variante possible, ledit au moins un élément mobile comprend un axe, ladite cage comprenant une portion de solidarisation audit rotor et une portion d’entrainement dudit axe, les deux portions de ladite cage étant solidarisées entre elles au moyen dudit élément d’amortissement.
une cloche liée en rotation audit rotor ; une bague comprenant ledit élément de frappe muni de ladite au moins une deuxième surface de frappe,
ladite bague et ladite cloche étant liées l’une à l’autre au moyen dudit élément d’amortissement.
Selon une variante possible, ledit élément d’inertie est apte à tourner dans le sens du dévissage à l’issue de chacune desdites phases d’impact.
Selon une variante possible, ledit élément d’amortissement est réalisé dans un matériau élastomère.
Selon une variante possible, ledit matériau élastomère appartient au groupe comprenant :
les caoutchoucs naturels ; les caoutchoucs synthétiques ; le néoprène ; le nitrile.
la illustre une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de vissage/dévissage selon un premier mode de réalisation comprenant un mécanisme de frappe de type twin hammer ;
la illustre une vue en éclatée du mécanisme de frappe du dispositif de la ;
la illustre une vue en coupe selon l’axe A-A du dispositif de la dont les marteaux sont en position de dégagement ;
Habituellement, les mélanges de gaz sont conditionnés sous forme comprimée dans des récipients, en particulier des bouteilles. Le remplissage d’une bouteille de gaz s’effectue en mode séquentiel, les constituants du mélange étant introduits les uns après les autres dans la bouteille, en commençant par le constituant dont la teneur est la plus faible. Pour chaque constituant, un contrôle de la quantité de gaz introduit dans la bouteille est réalisé, soit par suivi de la pression dans la bouteille pendant et après l’introduction du constituant, soit par pesée de la bouteille lors de l’introduction du constituant. Une telle installation de conditionnement de mélanges de gaz est notamment décrite dans le document WO2010/031940A1.
Afin de garantir à l’utilisateur la fiabilité et la reproductibilité des performances de ses équipements, il est nécessaire de réaliser des mélanges de gaz offrant une grande précision sur les concentrations de chaque constituant. Selon les applications, la tolérance maximale de variation des valeurs effectives des concentrations par rapport aux valeurs cibles peut être de 1 % (% relatif), voire 0,7 % ou même moins. De telles tolérances sont d’autant plus difficiles à respecter que le nombre de constituants est grand et/ou que leurs teneurs sont faibles.
Selon la précision requise, les méthodes de conditionnement actuelles peuvent se révéler insuffisantes. En particulier, le conditionnement manométrique par contrôle de la pression offre une précision limitée intrinsèquement par la précision du capteur de pression et par les variations de la température qui influence le calcul de la quantité de gaz. A l’incertitude sur les valeurs de concentration du mélange de gaz fabriqué s’ajoute les écarts de concentrations entre les mélanges conditionnés dans différentes bouteilles.
Le conditionnement gravimétrique par pesée des constituants offre une plus grande précision sur la composition du mélange mais impose toujours un remplissage séquentiel des bouteilles. Après l’introduction de chaque constituant, un temps d’attente est nécessaire pour stabiliser les conditions de mesure avant de contrôler la quantité de gaz introduit. De plus, une étape finale d’homogénéisation du mélange est nécessaire, par exemple en mettant la bouteille en mouvement à l’aide d’un rouleur de bouteille.
En outre, l’analyse du mélange est effectuée après le remplissage. S’il y a un écart par rapport aux valeurs cibles de concentration, la correction est difficile, voire impossible. C’est le cas notamment lorsque l’introduction des constituants doit suivre un ordre donné et que certains ne peuvent être réintroduits par la suite, comme les constituants inflammables. Et comme les analyses sont effectuées individuellement sur chaque bouteille, la reproductibilité des teneurs du mélange est difficile à garantir d’une bouteille à l’autre.
Un autre inconvénient des méthodes de conditionnement actuelles est leur efficacité limitée, typiquement à une cadence journalière de 8 à 10 bouteilles par station de remplissage. Par ailleurs, les bouteilles sont remplies une par une, ce qui impose des opérations de déconnexion et de reconnexion à chaque changement de bouteille. Enfin, le choix de la composition du mélange est limité par les constituants présents sur la station de remplissage, ce qui laisse peu de liberté dans la gamme de mélanges qui peuvent être fabriqués.
L’invention a pour but de pallier tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus, notamment en proposant une installation de conditionnement d’un mélange de gaz offrant plus de précision, de reproductibilité et de flexibilité dans la composition du mélange, ainsi qu’un remplissage plus rapide et efficace des récipients de fluide.
A cette fin, la solution de l’invention est une installation de conditionnement d’un mélange de gaz dans au moins un récipient, ladite installation comprenant :
une source d’un gaz minoritaire, une source d’un gaz porteur, un dispositif mélangeur relié fluidiquement à la source de gaz minoritaire et à la source de gaz porteur, ledit dispositif mélangeur étant configuré pour produire à une sortie un mélange de gaz comprenant le gaz porteur et le gaz minoritaire, un premier circuit de transfert reliant fluidiquement la source de gaz minoritaire au dispositif mélangeur, le premier circuit de transfert comprenant un premier dispositif régulateur de débit configuré pour réguler le débit de gaz minoritaire s’écoulant vers le dispositif mélangeur suivant une première consigne de débit déterminée en fonction d’une teneur cible du mélange de gaz en le gaz minoritaire, un deuxième circuit de transfert reliant fluidiquement la source d’un gaz porteur au dispositif mélangeur, un circuit de distribution configuré pour distribuer le mélange de gaz depuis le dispositif mélangeur vers ledit au moins un récipient, le circuit de distribution comprenant un deuxième dispositif régulateur de débit configuré pour réguler le débit du mélange de gaz s’écoulant vers le au moins un récipient suivant une deuxième consigne de débit, caractérisée en ce que le premier dispositif régulateur de débit comprend un ensemble d’organes régulateurs agencés en parallèle dans le premier circuit de transfert, les organes régulateurs étant configurés pour réguler le débit de gaz minoritaire sur des plages de débit respectives ayant des valeurs minimales de débit distinctes et des valeurs maximales de débit distinctes, l’installation comprenant une unité de commande reliée aux organes régulateurs et configurée pour sélectionner au moins un des organes régulateurs sur la base d’au moins une comparaison de la première consigne de débit avec une valeur minimale et/ou une valeur maximale d’au moins une plage de débit respective, l’unité de commande étant configurée pour commander les organes régulateurs de façon à permettre un écoulement du gaz minoritaire entre la source de gaz minoritaire et le dispositif mélangeur via ledit au moins un organe régulateur sélectionné et de façon à empêcher un écoulement du gaz minoritaire entre la source de gaz minoritaire et le dispositif mélangeur via le ou les organes régulateurs non sélectionnés.
Selon le cas, l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques énoncées ci-après.
L’unité de commande est configurée pour sélectionner un organe régulateur pour lequel la première consigne de débit est comprise entre la valeur minimale de débit et la valeur maximale de la plage de débit dudit organe régulateur.
Lorsque la première la consigne de débit est supérieure à la valeur maximale la plus élevée des plages de débit des organes régulateurs, l’unité de commande est configurée pour sélectionner l’organe régulateur dont la plage de débit présente la valeur maximale la plus élevée, pour déterminer au moins une nouvelle consigne de débit égale à la différence entre la première consigne de débit et ladite valeur maximale la plus élevée et pour sélectionner au moins un autre organe régulateur de sorte que la nouvelle consigne de débit intermédiaire est comprise entre la valeur minimale de débit et la valeur maximale de la plage de débit dudit autre organe régulateur.
Le premier dispositif régulateur de débit comprend plusieurs organes régulateurs configurés pour réguler le débit de gaz minoritaire vers le dispositif mélangeur sur des plages de débit successives présentant des valeurs minimales croissantes et des valeurs maximales croissantes, la valeur maximale d’au moins une plage de débit étant comprise entre la valeur minimale et la valeur maximale de la plage de débit successive, l’unité de commande étant configurée pour sélectionner l’organe régulateur ayant la valeur minimale de débit la plus petite lorsque la consigne de débit ou la nouvelle consigne de débit est comprise entre la valeur maximale de ladite au moins une plage de débit et la valeur minimale de ladite plage de débit successive.
L’étendue de ladite au moins une plage de débit est définie comme la différence entre sa valeur minimale et sa valeur maximale et l’étendue de la zone de recouvrement est définie comme la différence entre la valeur maximale de ladite au moins une plage de débit et la valeur minimale de ladite plage de débit successive, la zone de recouvrement représentant entre 15 et 50 %, de préférence entre 15 et 30%, de l’étendue de ladite au moins une plage de débit.
Chacun des organes régulateurs peut se déplacer entre une position fermée dans laquelle le débit de gaz minoritaire est nul et une position totalement ouverte dans laquelle le débit de gaz minoritaire présente sa valeur maximale, les organes régulateurs pouvant occuper au moins une position intermédiaire entre la position fermée et la position ouverte dans laquelle le débit de gaz minoritaire présente sa valeur minimale, la valeur minimale correspondant à un débit de gaz minoritaire égal à au moins 20%, de préférence à au moins 25%, de préférence encore à au moins 35%, de la valeur maximale respective.
Le premier circuit de transfert comprend des moyens d’isolation fluidique associés à chacun des organes régulateurs, lesdits moyens d’isolation fluidique étant actionnables de façon à autoriser l’écoulement du gaz minoritaire entre la source de gaz minoritaire et le dispositif mélangeur via ledit au moins un organe régulateur sélectionné et à empêcher l’écoulement du gaz minoritaire entre la source de gaz minoritaire et le dispositif mélangeur via le ou les autres organes régulateurs non sélectionné.
Ce disque préparé en tant que tel est successivement recouvert d'une couche dure et de couches supérieures à base de PTFE telles que décrites précédemment.
Après une seule cuisson à 415°C, le revêtement présente une surface légèrement rugueuse au toucher, il ne se fissure pas.
Contre-Exemple 1 :
Une calotte en aluminium d’épaisseur de 45/10 ème , est dégraissée puis grenaillée ou sablée avant de suivre un traitement de surface adapté pour éliminer les contaminants organiques. Ra est de l’ordre de 5 µm.
Ce disque préparé en tant que tel est recouvert de couches supérieures à base de PTFE telles que décrites précédemment.
Contre - Exemple 2 :
Ustensile de cuisson selon le procédé ci-dessous
- Une calotte en aluminium d’épaisseur de 45/10 ème , est dégraissée puis grenaillée ou sablée avant de suivre un traitement de surface adapté pour éliminer les contaminants organiques. La rugosité a un Ra de l’ordre de 5 µm, l’état de surface a été décrit plus haut.
Un revêtement liquide à base d’une dispersion aqueuse de PEEK de la société PFLUON est appliqué par spray coating sur la surface en aluminium. Une première étape de frittage à 415°C de cette couche, suivi d’un refroidissement à l’ambiante.
L’épaisseur de cette première couche sans ou avec résine fluorée est comprise entre 50 µm et 100 µm.
Une fois la surface de ce revêtement refroidie à température ambiante, l’enduction par spray des couches fluorées supérieures est réalisée. Après une seconde cuisson à 415°C, le revêtement présente une surface très rugueuse au toucher et de forte épaisseur, supérieure à 80 µm.
Les paramètres clefs de la rugosité en 2D (norme ISO4287) et en 3D sont les suivantes :
- Ra est de l’ordre de 7µm.
Le dispositif de vanne 23 comprend une vanne papillon de type Damper.
Ce dispositif de vanne 23 peut également ne pas être présent, et la régulation de débit de la fumée entrant dans l’unité aval se fait par un compresseur ou une soufflante.
Le procédé comporte l’étape suivante :
réguler à l’aide de l’unité de contrôle 4 le débit de fumée vers l’unité aval 3 de traitement en vue de maintenir la pression de fonctionnement en sortie de l’unité amont 2 à la pression de fonctionnement nominale.