INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
étape (2), ajout de l’eau pure dans un réacteur, démarrage de l’agitation, élévation de la température jusqu’à 30 à 98°C, introduction d’un gaz protecteur, pompage de la solution de ferrocyanure de sodium, de la solution de sel de manganèse et de la solution d’agent complexant dans le réacteur simultanément par une pompe doseuse, le débit de la solution d’agent complexant étant de 0,1 à 3 fois le débit de la solution de sel de manganèse, c’est-à-dire le rapport molaire correspondant de 0,1 à 20, pour une réaction de précipitation dans le réacteur pour obtenir une suspension tout en régulant le débit du sel de ferrocyanure pour maintenir la réaction de précipitation à un pH de 6,5 à 9,5, réalisation d’un vieillissement sur la suspension pendant 3 à 48 h, filtration pour obtenir un résidu de filtration et un filtrat, et lavage et séchage du résidu de filtration pour obtenir du blanc de Prusse ; et collecte du filtrat et des eaux usées générées par le lavage pour obtenir des eaux usées de blanc de Prusse raffinées, et réalisation de l’étape (1) à nouveau sur les eaux usées de blanc de Prusse raffinées.
Dans le deuxième aspect, la présente divulgation prévoit l’utilisation du procédé précité de recyclage des eaux usées de blanc de Prusse dans la préparation du blanc de Prusse.
(1) Selon le procédé de recyclage des eaux usées de blanc de Prusse fourni par la présente divulgation, en filtrant les eaux usées de blanc de Prusse pour éliminer un résidu de filtration et en préparant une solution mixte A contenant du ferrocyanure et une solution de sel de manganèse pour une réaction de préparation du blanc de Prusse, les eaux usées générées sont recyclées en continu, ce qui réduit considérablement la quantité totale d’eaux usées. Par exemple, dans le cas de l’utilisation d’un réacteur de 1000 L et de l’utilisation uniquement d’eaux usées de blanc de Prusse pour préparer une solution de ferrocyanure de sodium, environ 1200 L d’eaux usées seront totalement générées, dont environ 900 L de liqueur mère et environ 300 L d’eau de lavage produits en une journée, et le taux de recyclage peut atteindre 33% si 400 L des eaux usées sont réutilisées à chaque fois pour préparer des solutions. De plus, en raison de l’ajout d’eau pure ou d’eau de lavage, les eaux usées n’auront pas une teneur en sel infiniment accrue, mais une teneur en sel stable après avoir été recyclées plusieurs fois, donc dans le cas où les eaux usées sont réutilisées pour préparer des solutions, la teneur en sel ne dépassera pas la solubilité du matériau.
(2) Le procédé de recyclage des eaux usées de blanc de Prusse fourni par la présente divulgation peut également réduire efficacement l’utilisation de l’agent complexant. Dans le cas où les eaux usées, qui contiennent une grande quantité de l’agent complexant, sont utilisées pour préparer une solution de ferrocyanure de sodium, l’agent complexant entrera à nouveau dans le flux du processus et agira pour produire à nouveau un effet de complexation dans le processus de réaction, réduisant ainsi l’utilisation de l’agent complexant utilisé ultérieurement. La quantité d’agent complexant réutilisé peut atteindre 33 à 90% de la quantité utilisée en une seule réaction.
(3) Dans la présente divulgation, les eaux usées de blanc de Prusse sont recyclées pour préparer du blanc de Prusse, et les matériaux utilisés sont les mêmes que les matériaux utilisés dans la réaction initiale, de sorte qu’aucune nouvelle impureté ne sera introduite et que la réaction ne sera pas affectée négativement. Le produit de blanc de Prusse préparé en réutilisant les eaux usées est fondamentalement compatible avec le produit de blanc de Prusse préparé par un processus de production commun, avec une morphologie et une distribution granulométrique normales, ainsi qu’une surface spécifique et une densité après tassement fondamentalement compatibles avec le produit commun. La batterie sodium-ion préparée en l’utilisant présente une bonne capacité spécifique et d’excellentes performances de produit.
est un organigramme montrant un procédé utilisé dans le recyclage des eaux usées de blanc de Prusse dans l’Exemple 1.
est une image MEB (Microscope Électronique à Balayage) du produit de blanc de Prusse préparé dans l’Exemple 1.
est une image MEB du produit de blanc de Prusse préparé dans l’Exemple Comparatif 1.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Afin de mieux faire comprendre à l’homme du métier les solutions techniques de la présente divulgation, les exemples suivants sont donnés à titre illustratif. Il est à noter que les exemples suivants ne limitent pas la portée de protection de la présente divulgation.
Les matières premières, réactifs ou dispositifs utilisés dans les exemples suivants, sauf indication contraire, sont disponibles dans le commerce ou peuvent être obtenus en utilisant les procédés connus.
De préférence, à l’étape (1), la solution mixte A contient le ferrocyanure à une concentration de 0,3 à 0,6 mol/L. De préférence encore, la solution mixte A contient le ferrocyanure à une concentration de 0,4 à 0,6 mol/L.
De préférence, à l’étape (1), le sel de manganèse dans la solution de sel de manganèse est choisi dans le groupe constitué par le sulfate de manganèse, le nitrate de manganèse, le chlorure de manganèse, l’oxalate de manganèse et un mélange de ceux-ci. Dans le cas où l’oxalate de manganèse est choisi comme étant le sel de manganèse, la solution de sel de manganèse est en fait une suspension.
De préférence, à l’étape (1), la solution de sel de manganèse contient le sel de manganèse à une concentration de 0,4 à 2,0 mol/L. De préférence encore, la solution de sel de manganèse contient le sel de manganèse à une concentration de 1,0 à 2,0 mol/L.
Lors de la préparation d’une solution, à condition que la concentration en sel ne dépasse pas la solubilité du matériau et ne diminue pas significativement l’efficacité de dissolution du sel, il est préféré de préparer la solution à une concentration plus élevée, de sorte que moins d’eaux usées seront générées. La recherche a montré que la régulation de la solution mixte A à une concentration de ferrocyanure de 0,3 à 0,6 mol/L et de la solution de sel de manganèse à une concentration de sel de manganèse de 0,4 à 2,0 mol/L peut réduire efficacement la quantité d’eaux usées et est propice à une réaction continue et stable, ce qui permet de préparer le blanc de Prusse avec une qualité stable.
De préférence, à l’étape (1), la solution de sel de manganèse est préparée en utilisant des eaux usées de blanc de Prusse ou de l’eau pure.
La solution de sel de manganèse peut être préparée en utilisant de l’eau pure ou des eaux usées. L’utilisation d’eau pure pour préparer la solution de sel de manganèse peut efficacement diluer la concentration en sel dans les eaux usées ; et, en combinaison avec l’utilisation des eaux usées, peut réguler la concentration en sel dans les eaux usées tout en permettant le recyclage complet des eaux usées de blanc de Prusse.
De préférence, dans le cas de l’utilisation d’eaux usées de blanc de Prusse, la préparation comprend :
l’ajout d’un sel de manganèse dans les eaux usées de blanc de Prusse une première fois, la filtration pour éliminer un résidu de filtration, et l’ajout d’un sel de manganèse une deuxième fois pour obtenir la solution de sel de manganèse.
Avant de préparer la solution de sel de manganèse, un sel de manganèse est ajouté dans les eaux usées de blanc de Prusse pour permettre à l’excès de ferrocyanure dans les eaux usées de blanc de Prusse de réagir complètement avec le sel de manganèse de manière à obtenir des scories de blanc de Prusse qui sont ensuite éliminées par filtration, empêchant ainsi efficacement la précipitation de se reproduire à nouveau dans la solution, et empêchant l’obstruction de la pompe doseuse et de la conduite d’entrée de liquide du réacteur. Les scories de blanc de Prusse obtenues peuvent être renvoyées dans les processus de coprécipitation et de vieillissement, ce qui n’affectera pas les performances globales du produit, car elles ont une petite taille de particules et peuvent être facilement dissoutes et recristallisées.
De préférence, la quantité molaire de sel de manganèse ajoutée une première fois est de 2 à 3 fois la quantité molaire du ferrocyanure dans les eaux usées de blanc de Prusse.
De préférence, dans le cas de l’utilisation d’eau pure pour préparer la solution de sel de manganèse, la solution de sel de manganèse peut être préparée seule, ou peut être préparée en solution mixte en association avec un agent complexant.
De préférence, à l’étape (1), l’agent complexant est choisi dans le groupe constitué par l’acide citrique, l’acide maléique, l’acide médlarique, l’acide éthylène diamine tétra acétique, le citrate de sodium, l’ammoniaque et un mélange de ceux-ci.
De préférence, à l’étape (1), la solution d’agent complexant a une concentration de 0,4 à 15 mol/L. De préférence encore, la solution d’agent complexant a une concentration de 0,4 à 3 mol/L.
De préférence, à l’étape (2), l’atmosphère protectrice est de l’azote.
De préférence, à l’étape (2), les débits de la solution mixte A, de la solution de sel de manganèse et de la solution d’agent complexant sont régulés par une pompe doseuse. Le débit de la solution d’agent complexant est de 0,1 à 3 fois le débit de la solution de sel de manganèse.
De préférence, à l’étape (2), la réaction de précipitation est maintenue à un pH de 6,5 à 9,5 en régulant le débit du ferrocyanure. De préférence encore, à l’étape (2), la réaction de précipitation est maintenue à un pH de 7,0 à 8,5 en régulant le débit du ferrocyanure.
Convertisseur DC/DC comprenant deux modules de conversion électrique La présente invention concerne le domaine technique des installations de transport de courant continu haute tension multi-terminaux (HVDC) dans lesquels des stations intègrent des convertisseurs modulaires multi-niveaux (MMC). La présente invention concerne plus précisément un convertisseur de tension modulaire multi-niveaux (MMC) de type DC/DC permettant de convertir une première tension continue en une seconde tension continue. Un tel convertisseur est particulièrement adapté pour être connecté dans une installation HVDC.
Les convertisseurs modulaires multi-niveaux comprennent traditionnellement une ou plusieurs chaine(s) de sous-modules commandables, lesdits sous-modules comprenant chacun un condensateur. En commandant lesdits sous-modules afin d’insérer ou non leurs condensateurs dans la chaine de sous-modules associée, il est possible d’ajuster la tension du bras dans lequel est connectée cette chaine de sous-modules.
On connait des convertisseurs modulaires multi-niveaux de type DC/DC permettant de convertir une première tension continue en une seconde tension continue, et comprenant : - des premier et deuxième terminaux continus configurés pour être reliés électriquement à un premier réseau d’alimentation électrique continu; - des troisième et quatrième terminaux continus configurés pour être reliés électriquement à un second réseau d’alimentation électrique continu; - au moins un premier module de conversion électrique comprenant au moins une première borne continue reliée électriquement au premier terminal continu et au moins une première borne alternative reliée électriquement à une partie alternative du convertisseur de tension soumise à au moins une composante alternative de tension, le premier module de conversion électrique comprenant en outre au moins une chaine de sous-modules connectés en série entre ladite première borne continue et ladite première borne alternative du premier module de conversion électrique, le premier module de conversion électrique étant configuré pour délivrer ou recevoir une puissance continue à destination ou en provenance dudit premier réseau d’alimentation électrique continu; - au moins un deuxième module de conversion électrique comprenant au moins une première borne continue reliée électriquement au quatrième terminal continu et au moins une première borne alternative reliée électriquement à ladite partie alternative du convertisseur de tension, le deuxième module de conversion électrique comprenant en outre au moins une chaine de sous-modules connectés en série entre ladite première borne continue et ladite première borne alternative du deuxième module de conversion électrique, le deuxième module de conversion électrique étant configuré pour délivrer ou recevoir une puissance continue à destination ou en provenance dudit second réseau d’alimentation électrique continu, les sous-modules des chaines de sous-modules desdits premier et deuxième modules de conversion électrique étant commandables individuellement par un organe de commande propre à chaque sous-module et chaque sous-module comprenant un condensateur, l’organe de commande de chaque sous-module pouvant prendre au moins un premier état dans lequel le condensateur est inséré dans la chaine de sous-modules correspondante et un deuxième état dans lequel le condensateur n’est pas inséré dans ladite chaine de sous-modules, chaque chaine de sous-modules présentant une énergie interne correspondant à l’énergie stockée dans les condensateurs des sous-modules de ladite chaine de sous-modules, le convertisseur comprenant en outre un module de contrôle du convertisseur.
Il est connu que la tension des réseaux DC connectés entre eux au moyen d’un tel convertisseur MMC de type DC/DC est amenée à varier fortement en cas de perturbation en puissance, même faible, sur ces réseaux. Dans le cas où ces variations excèdent des valeurs limites de fonctionnement, lesdits réseaux DC et ledit convertisseur MMC risquent d’être endommagés.
Afin de ne pas être contraint d’interrompre le fonctionnement du convertisseur et des réseaux DC, il est connu d’augmenter la capacité desdits réseaux DC connectés au convertisseur MMC en y introduisant des condensateurs physiques supplémentaires. Ces condensateurs permettent de réduire la vitesse des variations de tension pouvant apparaitre sur ces réseaux DC pour des variations de puissance données. Ces condensateurs augmentent donc l’inertie des réseaux DC et influent sur leur stabilité, réduisant l’impact des perturbations en puissance subies par ces réseaux DC.
Un inconvénient est que ces condensateurs supplémentaires doivent être dimensionnés pour supporter des hautes-tensions. Ces condensateurs se révèlent en outre particulièrement encombrants et coûteux, ce qui n’est pas satisfaisant.
Un but de la présente invention est de proposer un convertisseur MMC de type DC/DC remédiant aux inconvénients précités.
Par convertisseur modulaire multi-niveaux on entend un convertisseur de tension comprenant au moins une chaine de sous-modules commandables, lesdits sous-modules comprenant au moins un condensateur pouvant être inséré ou non dans ladite chaine de sous-modules afin d’ajuster la tension aux bornes de ladite chaine de sous-modules.
Toutefois, l’invention peut également appliquée pour une machine électrique « longue ». Pour une telle machine électrique, le canal de refroidissement longitudinal peut être suffisant. Néanmoins, dans certains cas, un canal de refroidissement peut également être prévu dans le carter pour un refroidissement radial du stator, s’il existe un besoin d’un refroidissement plus important.
La illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique selon une première variante d’un premier mode de réalisation de l’invention. Cette figure est un plan en coupe de la machine électrique selon un plan longitudinal. Sur cette figure, les roulements et les moyens d’étanchéité ne sont pas représentés. La partie gauche de la machine électrique n’est pas détaillée pour la simplification de la figure. Toutefois, cette partie peut se déduire par symétrie par rapport à la partie droite. La machine électrique 1 comprend un rotor 2 agencé coaxialement au sein d’un stator 3. Le stator 3 est traversé par des bobines 6, qui comportent à chaque extrémité longitudinale des têtes de bobines 7. De plus, la machine électrique comprend une enveloppe extérieure formée par un carter 4 et par deux flasques 5. L’arbre du rotor 2 traverse le flasque 5 de droite (il peut traverser ou non le flasque de gauche non représenté). Les têtes de bobines 7 sont enrobées par un matériau d’enrobage 8. Le matériau d’enrobage 8 remplit l’espace annulaire entre le corps de stator 3 et le flasque 5. Un canal de refroidissement 9 pour la circulation d’un fluide de refroidissement est agencé au sein du matériau d’enrobage 8. De cette manière, le fluide de refroidissement est directement en contact avec le matériau d’enrobage 8. Le canal de refroidissement 9 a sensiblement une forme torique, avec une section circulaire.
La illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique selon une deuxième variante d’un premier mode de réalisation de l’invention. Cette figure est un plan en coupe de la machine électrique selon un plan longitudinal. Sur cette figure, les roulements et les moyens d’étanchéité ne sont pas représentés. La partie gauche de la machine électrique n’est pas détaillée pour la simplification de la figure. Toutefois, cette partie peut se déduire par symétrie par rapport à la partie droite. La machine électrique 1 comprend un rotor 2 agencé coaxialement au sein d’un stator 3. Le stator 3 est traversé par des bobines 6, qui comportent à chaque extrémité longitudinale des têtes de bobines 7. De plus, la machine électrique comprend une enveloppe extérieure formée par un carter 4 et par deux flasques 5. L’arbre du rotor 2 traverse le flasque 5 de droite (il peut traverser ou non le flasque de gauche non représenté). Les têtes de bobines 7 sont enrobées par un matériau d’enrobage 8. Le matériau d’enrobage 8 remplit l’espace annulaire entre le corps de stator 3 et le flasque 5. Le matériau d’enrobage 8 est réalisé en deux parties indiquées 8a et 8b, qui sont fixées l’une à l’autre selon un plan transversal (perpendiculaire à l’axe longitudinal de la machine électrique). Un canal de refroidissement 9 pour la circulation d’un fluide de refroidissement est agencé au sein du matériau d’enrobage 8. Pour cela, chaque partie de matériau d’enrobage 8a et 8b peut comprendre une demi-section du canal de refroidissement 9. De cette manière, le fluide de refroidissement est directement en contact avec le matériau d’enrobage 8. Le canal de refroidissement 9 a sensiblement une forme torique, avec une section circulaire.
La illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Cette figure est un plan en coupe de la machine électrique selon un plan longitudinal. Sur cette figure, les roulements et les moyens d’étanchéité ne sont pas représentés. La partie gauche de la machine électrique n’est pas détaillée pour la simplification de la figure. Toutefois, cette partie peut se déduire par symétrie par rapport à la partie droite. La machine électrique 1 comprend un rotor 2 agencé coaxialement au sein d’un stator 3. Le stator 3 est traversé par des bobines 6, qui comportent à chaque extrémité longitudinale des têtes de bobines 7. De plus, la machine électrique comprend une enveloppe extérieure formée par un carter 4 et par deux flasques 5. L’arbre du rotor 2 traverse le flasque 5 de droite (il peut traverser ou non le flasque de gauche non représenté). Les têtes de bobines 7 sont enrobées par un matériau d’enrobage 8. Le matériau d’enrobage 8 remplit l’espace annulaire entre le corps de stator 3 et une pièce rapportée 10. La pièce rapportée 10 est fixée au matériau d’enrobage selon un plan transversal (perpendiculaire à l’axe longitudinal de la machine électrique). De l’autre côté, la pièce rapportée 10 est en appui contre le flasque 5. La pièce rapportée 10 a une forme annulaire. Un canal de refroidissement 9 pour la circulation d’un fluide de refroidissement est agencé entre le matériau d’enrobage 8 et la pièce rapportée 10. Pour cela, le matériau d’enrobage 8 peut comprendre une demi-section du canal de refroidissement 9. De même, la pièce rapportée 10 peut comprendre une demi-section du canal de refroidissement 9. De cette manière, le fluide de refroidissement est directement en contact avec le matériau d’enrobage 8. Le canal de refroidissement 9 a sensiblement une forme torique, avec une section circulaire.
La illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Cette figure est un plan en coupe de la machine électrique selon un plan longitudinal. Sur cette figure, les roulements et les moyens d’étanchéité ne sont pas représentés. La partie gauche de la machine électrique n’est pas détaillée pour la simplification de la figure. Toutefois, cette partie peut se déduire par symétrie par rapport à la partie droite. La machine électrique 1 comprend un rotor 2 agencé coaxialement au sein d’un stator 3. Le stator 3 est traversé par des bobines 6, qui comportent à chaque extrémité longitudinale des têtes de bobines 7. De plus, la machine électrique comprend une enveloppe extérieure formée par un carter 4 et par deux flasques 5. L’arbre du rotor 2 traverse le flasque 5 de droite (il peut traverser ou non le flasque de gauche non représenté). Les têtes de bobines 7 sont enrobées par un matériau d’enrobage 8.. Le matériau d’enrobage 8 remplit l’espace annulaire entre le corps de stator 3 et le flasque 5. Un canal de refroidissement 9 pour la circulation d’un fluide de refroidissement est agencé entre le matériau d’enrobage 8 et le flasque 5. Pour cela, le matériau d’enrobage 8 comprend une demi-section du canal de refroidissement 9. De même, le flasque 5 comprend une demi-section du canal de refroidissement 9. De cette manière, le fluide de refroidissement est directement en contact avec le matériau d’enrobage 8. Le canal de refroidissement 9 a sensiblement une forme torique, avec une section circulaire.
La illustre schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique selon une variante du troisième mode de réalisation de l’invention de la . Cette figure est un plan en coupe de la machine électrique selon un plan longitudinal. Sur cette figure, les roulements et les moyens d’étanchéité ne sont pas représentés. La partie gauche de la machine électrique n’est pas détaillée pour la simplification de la figure. Toutefois, cette partie peut se déduire par symétrie par rapport à la partie droite. En différence avec la réalisation de la , le flasque 5 comprend un épaulement. De plus, la machine électrique comprend une première étanchéité 11 entre le flasque 5 et le matériau d’enrobage 8, ainsi qu’une deuxième étanchéité 12 entre le flasque 5 et le carter 4.
Le procédé décrit ci-dessus produit un oxyde riche en lithium revêtu de carbone.
(1) 2g de polyéthylène glycol et 10g de graphène ont été ajoutés à 2 L d’eau, pour obtenir une solution mixte qui a été utilisée comme solution de base. Tandis que la solution de base était agitée à une vitesse de rotation de 700 tr/min, 1,64 L de solution de sulfate ferreux à une concentration de 1,5 mol/L et 0,98 L de solution d’hydroxyde de sodium à une concentration de 5 mol/L ont été pompés dans la solution de base, respectivement. Le débit de la solution de sulfate ferreux a été maintenu à 10 mL/min, et le débit de la solution d’hydroxyde de sodium a été ajusté pour que la réaction de précipitation ait un pH de 12,0 ± 0,1. La température de la réaction était de 35°C. Après l’achèvement de l’ajout goutte à goutte de la solution de sel métallique et ensuite l’arrêt de l’alimentation, une suspension de précurseur a été obtenue.
(2) La suspension de précurseur a été déshydratée, lavée et séchée pour obtenir un nano-précurseur Fe 3 O 4 @C.
(3) Le précurseur a été mélangé avec le monohydrate d’hydroxyde de lithium selon un rapport Li/Fe= 6,5:1 pour obtenir un mélange.
(4) Le mélange a été maintenu à 600°C pendant 12 h sous une atmosphère d’azote. Après refroidissement, broyage et tamisage, un oxyde riche en lithium revêtu de graphène Li 5 FeO 4 @C a été obtenu.