INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour le processus à stades multiples, les procédés pour préparer le composite comprennent l'étape consistant à charger ou introduire dans un premier mélangeur au moins a) un ou plusieurs élastomères solides b) une ou plusieurs charges, où au moins une charge ou une partie d'au moins une charge est une charge humide, telle que décrite ici (par exemple, une charge humide qui comprend une charge et un liquide présent en une quantité d'au moins 15 % en poids sur la base du poids total de la charge humide). La combinaison de l'élastomère solide avec une charge humide forme un mélange composite pendant cette ou ces étape(s) de mélange, qu’il est possible de considérer comme une première étape ou un premier stade de mélange. Le procédé comprend en outre le mélange du mélange, lors de cette première étape de mélange, dans une mesure telle qu'au moins une partie de liquide est éliminée par évaporation ou un processus d'évaporation qui survient pendant le mélange. Cette première étape de mélange (en une ou plusieurs étapes de mélange) ou ce premier stade de mélange est effectué(e) en utilisant un ou plusieurs des processus décrits ici précédemment, qui forment un composite en comprenant que, après achèvement du premier mélange, il n'est pas nécessaire pour le mélange évacué à partir du mélangeur après la première étape de mélange (par exemple, un mélange évacué) d'avoir une teneur en liquide de pas plus de 10 % en poids. En d'autres termes, avec le ou les processus à stades multiples, le mélange résultant provenant de l'achèvement du premier mélange depuis le premier mélangeur (ou première étape de mélange) peut avoir une teneur en liquide supérieure à 10 % en poids, mais a une teneur en liquide qui est réduite (en pourcentage en poids) par comparaison à la teneur en liquide de l'élastomère solide et de la charge humide combinées au début de la première étape de mélange.
Le procédé comprend ensuite le mélange ou un mélange supplémentaire du mélange dans au moins une seconde étape ou un second stade de mélange en utilisant le même mélangeur (c'est-à-dire, le premier mélangeur) ou en utilisant un ou plusieurs seconds mélangeurs qui sont différents du premier mélangeur. Le mélange avec le deuxième mélangeur peut être tel que le deuxième mélangeur ou le second mélange est mis en œuvre à une pression de piston plongeur de 5 psi ou moins, et/ou avec le piston plongeur élevé jusqu'à 75 % du niveau de piston plongeur le plus élevé (comme au moins 85 %, au moins 90 %, au moins 95 % au moins 99 % ou 100 % du niveau de piston plongeur le plus élevé), et/ou un piston plongeur actionné en mode flottant, et/ou un piston plongeur positionné de telle sorte qu'il ne vient sensiblement pas en contact avec le mélange ; et/ou un mélangeur exempt de piston plongeur ; et/ou un taux de remplissage du mélange dans la plage de 25 % à 70 %. Le procédé comprend ensuite l'évacuation depuis le dernier mélangeur utilisé du composite qui est formé, de telle sorte que le composite a une teneur en liquide de pas plus de 10 % en poids sur la base du poids total du composite.
Après le premier mélange, la ou les étapes de mélange supplémentaires effectuée(s) pour le mélange à stades multiples peuvent utiliser un quelconque ou plusieurs des procédures ou paramètres ou étapes de mélange utilisés dans la première étape de mélange telle que décrite ici. Ainsi, lors de de la mise en œuvre de l'étape ou du stade de mélange supplémentaire, la conception de mélangeur identique ou différente et/ou des paramètres de fonctionnement identiques ou différents par rapport au premier mélangeur peuvent être utilisés dans le stade de mélange supplémentaire. Les mélangeurs et leurs options décrits précédemment pour la première étape de mélange et/ou les paramètres de fonctionnement décrit précédemment pour l'étape de mélange peuvent facultativement être utilisés dans l'étape de mélange supplémentaire ou deuxième étape de mélange (par exemple, les étapes de mélange, telles que décrites ici, qui incluent une vitesse de pointe d'au moins 0,5 m/s pendant au moins 50 % du temps, ou d’au moins 0,6 m/s pendant au moins 50 % du temps et/ou une énergie spécifique résultante d'au moins 1 100, d'au moins 1 400, d'au moins 1 500 kJ/kg de composite, et/ou un mélange à une température indiquée d'au moins 120°C, et/ou un taux de remplissage de pas plus de 7 %, et/ou une Tz de 40°C ou plus, de 50°C ou plus, de 60°C ou plus, ou de 65°C ou plus, et/ou un débit d'évaporation et/ou un nombre de rotors et/ou un type de rotor et/ou un moyen de commande de température et/ou une puissance spécifique moyenne d'au moins 2,5 kW/kg est appliquée au cours du temps de mélange et/ou un mélange continu, et analogues). Une quelconque ou plusieurs ou la totalité de ces options peuvent être utilisées par rapport à la ou aux étapes de mélange supplémentaire, telles que décrites précédemment. La ou les deuxièmes étapes de mélange ou plus peuvent utiliser un paramètre de processus différent de celui utilisé dans la première étape de mélange. Une quelconque combinaison de ces paramètres de mélange peut être utilisée dans le mélange plusieurs stades. Ainsi, un quelconque des procédés décrits ici comprend en outre un procédé de préparation d'un composite dans un mélange à stades multiples, dans lequel un ou plusieurs des paramètres suivants peuvent être utilisés dans au moins une des étapes de mélange, au moins deux des étapes de mélange, ou la totalité des étapes de mélange.
i. le au moins un moyen de commande de température est réglé à une température Tz de 65°C ou plus pendant ledit mélange ; et/ou
ii. pendant ledit mélange, les uns ou plusieurs rotors fonctionnent, pendant au moins 50 % du temps de mélange, à une vitesse de pointe d’au moins 0,6 m/s ; et/ou
iii. appliquer une puissance spécifique moyenne d’au moins 2,5 kW/kg au cours du temps de mélange ; et/ou
iv. le chargement (a) comprend le chargement d’un mélangeur avec au moins un élastomère solide comprenant au moins 50 % en poids de caoutchouc naturel et une charge humide, où un taux de remplissage, sur une base de poids sec, du au moins un élastomère et de la charge humide n’est pas supérieur à 68 % ; et/ou
v. le mélange est continu ; et/ou
vi. facultativement, ajouter au moins un additif sélectionné parmi des antidégradants et des agents de couplage pendant ledit chargement (a) ou ledit mélange (b), et facultativement ajouter un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc après que le mélange ait atteint une température de 120°C ou plus ; et/ou
vii. ledit chargement (a) et ledit mélange (b) avant que le mélangeur atteigne la température indiquée sont effectués en l'absence substantielle des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc ; et/ou
viii. le mélangeur a un taux de remplissage, et le taux de remplissage, sur une base de poids sec, du au moins un élastomère solide et de la charge humide n'est pas supérieur à 72 %, pas supérieur à 70 %, ou pas supérieur à 68 %.
Dans un tel processus de mélange à stades multiples, au moins un des paramètres mentionnés ci-dessus peut être utilisé dans la première étape de mélange, au moins deux des paramètres ci-dessus peuvent être utilisés dans la première étape de mélange, ou au moins trois des paramètres mentionnés ci-dessus peuvent être utilisés dans la première étape de mélange, ou au moins quatre des paramètres mentionnés ci-dessus peuvent être utilisés dans la première étape de mélange, ou la totalité des paramètres mentionnés ci-dessus peuvent être utilisés dans la première étape de mélange. Et, dans un tel processus de mélange à stades multiples, au moins un des paramètres mentionnés ci-dessus peut être utilisé dans la ou les seconde étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires, au moins deux des paramètres mentionnés ci-dessus peuvent être utilisés dans la ou les secondes étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires, ou au moins trois des paramètres mentionnés peuvent être utilisés dans la ou les secondes étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires, ou au moins quatre des paramètres mentionnés peuvent être utilisés dans la ou les secondes étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires, ou la totalité des paramètres mentionnés peuvent être utilisés dans la ou les secondes étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires. Les paramètres utilisés dans la première étape de mélange ou le premier stade de mélange peuvent être identiques ou différents des paramètres utilisés dans la ou les secondes étapes de mélange ou la ou les étapes de mélange supplémentaires. Le mélangeur utilisé dans la première étape de mélange peut être identique ou différent de la ou des étapes de mélange ou de la ou des étapes de mélange supplémentaires.
Ainsi, pour le ou les processus de mélange à stades multiples, dans au moins une option, le premier mélangeur utilisé dans la première étape de mélange est utilisé dans la seconde étape de mélange, ou étape de mélange supplémentaire. Avant que le premier mélangeur ou un autre mélangeur soit utilisé dans la seconde étape de mélange, comme option supplémentaire, il peut y avoir un temps de repos où le composite formé à partir du premier mélange est au repos ou refroidi, ou les deux dans le premier mélangeur ou dans un autre contenant ou emplacement (par exemple, mélange, arrêt, et ensuite mélange supplémentaire). Par exemple, ce temps de repos peut être tel que le mélange obtient une température de matériau inférieure à 180°C avant que l'étape de mélange supplémentaire ne commence (par exemple, un mélange évacué peut avoir une température de matériau dans la plage d'environ 100°C à environ 180°C, d'environ 70°C à 179°C, ou d’environ 100°C à environ 170°C, ou d’environ 120°C à environ 160°C). Sinon, le temps de repos avant que l'étape de mélange supplémentaire ne commence peut-être d'environ une minute à 60 minutes ou plus. La température de matériau peut être obtenue par plusieurs procédés connus dans la technique, par exemple, en insérant un thermocouple ou un autre dispositif de mesure de température dans le mélange ou le composite.
h) traité dans une unité d’hydrogénation catalytique, et/ou
i) traité dans une unité d’hydrotraitement, et/ou
j) utilisé tel quel ou séparé en des flux utilisables pour la préparation de carburants et combustibles tels que GPL, essence, diesel, fuel lourd, pour la préparation de lubrifiants et/ou pour la préparation de fluides spéciaux.
L’effluent de l’étape d) ou de l’étape e) peut être soumis aux traitements f) à j) seul ou en mélange avec une charge hydrocarbonée d’origine fossile.
Les expressions % en poids et % en masse (aussi noté % m) ont une signification équivalente et se réfèrent à la proportion de la masse d’un produit rapportée à 100 g d’une composition le comprenant.
Par « bio-huile » ou « huile de biomasse », on entend une huile issue de la pyrolyse de biomasse et/ou une huile issue de la liquéfaction hydrothermale de biomasse.
Par « biomasse », on entend un matériau organique de type bois (feuillus, résineux), paille, cultures énergétiques (taillis à courte rotation (TCR), taillis à très courte rotation (TTCR), miscanthus, switch grass, sorgho…), résidus de biomasse forestière ou agricole tels que écorces, copeaux, sciures, bagasses, déchets organiques ménagers...
Par « huile de pyrolyse de biomasse », on entend ici une huile brute résultant de la pyrolyse de biomasse, optionnellement prétraitée, par exemple par distillation sous vide (pour éliminer l’eau) et/ou filtration/adsorption et/ou extraction liquide/liquide. La pyrolyse est une décomposition thermochimique de biomasse à température élevée en absence d’oxygène.
Le terme « pyrolyse » inclut différents modes de pyrolyse, tels que, par exemple, la pyrolyse rapide, la pyrolyse sous vide, la pyrolyse catalytique, la pyrolyse en présence d’hydrogène, et la pyrolyse lente ou la carbonisation, etc
Par « liquéfaction hydrothermale » (ou HTL pour « Hydrothermal Liquefaction » en anglais), on entend un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisant l’eau en tant que solvant, réactif et catalyseur des réactions de dégradation de la matière organique, l’eau étant typiquement dans un état sous-critique ou supercritique.
La pression atmosphérique est la pression réelle mesurée. Elle varie par conséquent autour de la pression atmosphérique normale (1013,25 mbar).
La teneur de carbone Conradson (notée CCR) est définie par la norme ASTM D 482 et représente pour l'homme du métier une évaluation bien connue de la quantité de résidus de carbone produit après une pyrolyse sous des conditions standards de température et de pression.
L’indice total d’acide (TAN) peut être déterminé selon la norme ASTM D664-18e2 par titrage potentiométrique.
La teneur en carbone, hydrogène et azote, peut être mesurée selon la norme ASTM D5291-21.
La teneur en oxygène peut être mesurée selon la norme ASTM D5622-17.
Un calcinateur de clinker de ciment innovant selon la présente invention comprend
Dans le calcinateur selon la présente invention, le gaz (p. ex. de l'air tertiaire) s'écoule le long du canal de volute inférieur et entre finalement tangentiellement, via la sortie, dans la partie de volute inférieure pour générer des tourbillons. Ensuite, le flux d'air monte principalement sous la forme de tourbillons dans le corps central de calcinateur. Ensuite, le flux d'air passe à travers la partie rétrécie au fond du corps de supérieur calcinateur pour produire un effet de jaillissement, le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons, et enfin le flux d'air entre dans la partie de volute supérieure et se transforme à nouveau en tourbillons inversés. Le gaz entre dans le canal de volute inférieur par l'entrée d'air et le combustible est introduit dans le gaz par la première entrée de combustible. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur, le gaz doit tourner au moins sous un certain angle dans le canal de volute inférieur avant de s'échapper. De cette manière, le temps de séjour du combustible dans le gaz est augmenté. Le gaz de combustion tourbillonne principalement dans le calcinateur, ce qui augmente le temps de séjour du gaz de combustion dans le calcinateur er le temps de calcination du combustible. L'effet de jaillissement et la rotation inversée du flux d'air augmentent fortement l'effet de mélange du gaz de combustion, du matériau à calciner (tel que de la farine brute pour la production de ciment) et du combustible ainsi que l'efficacité de l'échange thermique entre eux, et favorise la vitesse de décomposition du matériau à calciner.
Facultativement, une troisième entrée de matériau à calciner et/ou une troisième entrée de combustible sont agencées sur une paroi latérale de la partie conique. Un matériau à calciner introduit dans la troisième entrée de matériau à calciner peut être de la farine brute pour la production de ciment. Un combustible introduit dans la troisième entrée de combustible peut aussi être un combustible classique tel que du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde. Ayant un pouvoir calorifique élevé et une forte teneur en matières volatiles, le combustible peut être rapidement pyrolysé en CO dans une atmosphère à haute température pauvre en oxygène. Du fait que le gaz de combustion introduit depuis l'équipement frontal (tel qu'un gaz de combustion à haute température introduit depuis un four rotatif) a une forte teneur en NOx et une faible teneur en oxygène, l'émission directe du gaz de combustion endommagerait l'environnement. Le combustible introduit par la troisième entrée de combustible est brûlé dans une atmosphère pauvre en oxygène pour produire du CO qui subit une réaction de réduction avec du NOx pour produire du CO2 et du N2, éliminant ainsi le NOx produit dans le four rotatif. Le matériau à calciner introduit par la troisième entrée de matériau à calciner absorbe la chaleur et se décompose, contrôlant ainsi la température d'un champ de flux de la partie conique.
Facultativement, les matériaux à calciner introduits dans les première, deuxième et troisième entrées de matériaux à calciner sont de la farine brute pour la production de ciment, l'entrée d'air est configurée pour introduire de l'air tertiaire et l'entrée de fond de la partie conique est configurée pour introduire le gaz de combustion du four rotatif.
Facultativement, un angle de rotation tangentiel du canal de volute inférieur est supérieur à 180°, de préférence supérieur à 270°.
Facultativement, au moins une des première, deuxième et troisième entrées de matériau à calciner est aussi équipée d'un préchauffeur.
Facultativement, le canal de volute inférieur est configuré pour s'étendre près de la paroi latérale de la partie de volute inférieure et le long d'une direction circonférentielle de la paroi latérale de la partie de volute inférieure, et le canal de volute inférieur a un diamètre diminuant progressivement le long d'une direction d'écoulement du gaz.
Facultativement, un sommet du corps supérieur de calcinateur est configuré comme une partie hémisphérique fermée formant dôme et au moins une partie de la partie formant dôme est située au-dessus de la sortie supérieure.
Facultativement, le canal de volute supérieur de la partie de volute supérieure est en communication tangentielle avec la sortie latérale supérieure du corps supérieur de calcinateur, en forme de 8 vu de dessus.
En utilisant une des solutions techniques susmentionnées selon la présente invention, les effets bénéfiques qui peuvent être obtenus sont au moins les suivants :
1. Le gaz entre dans le canal de volute inférieur par l'entrée d'air et une partie du combustible est introduite dans le gaz par la première entrée de combustible. Du fait de l'obstruction du canal de volute inférieur, le gaz doit tourner au moins à 180° avant de s'écouler du canal de volute inférieur. Ainsi, le temps de séjour du combustible dans le gaz est augmenté, ce qui est propice à la combustion rapide du combustible.
2. Le combustible introduit dans la partie conique par la troisième entrée de combustible peut éliminer le NOx dans le gaz de combustion introduit et réduire l'émission de NOx, et le taux de dénitrification peut atteindre 50% ou plus.
3. Le corps central de calcinateur sert de zone de combustion principale, des tourbillons principalement composés de gaz (p. ex. d'air tertiaire) sont proches d'une zone extérieure (dotée d'une teneur en oxygène élevée) de l'espace interne du corps central de calcinateur et le flux d'air composé principalement du gaz de combustion introduit (doté d'une faible teneur en oxygène) est principalement proche d'une zone centrale. Du fait de la force centrifuge des tourbillons, le combustible est principalement situé dans la zone extérieure dotée d'une teneur en oxygène élevée, ce qui est propice à la combustion et au dégagement de chaleur du combustible.
4. La partie rétrécie au fond du corps supérieur de calcinateur change l'état tourbillonnaire du flux d'air dans le corps central de calcinateur. Dans la zone du corps supérieur de calcinateur, le flux d'air est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons, ce qui favorise l'effet de mélange du flux de combustion, du matériau à calciner et du combustible. La partie hémisphérique en forme de dôme du corps de supérieur calcinateur peut prolonger le temps de séjour du flux d'air.
5. La partie de volute supérieure inverse à nouveau le sens de rotation du flux d'air, renforçant ainsi encore l'effet de mélange du gaz de combustion, du matériau à calciner et du combustible et prolongeant le temps de séjour du flux d'air dans le cylindre de connexion situé derrière.
Comme le montre la , dans le calcinateur 100 selon la présente invention, une deuxième entrée de combustible 16 et une deuxième entrée de matériau à calciner 17 peuvent être agencées sur la paroi latérale de la partie de volute intérieure 12. La deuxième entrée de combustible 16 est aussi configurée pour introduire un combustible (qui peut être du charbon, du coke de pétrole, du gaz naturel ou de l'huile lourde). La deuxième entrée de matériau à calciner 17 est configurée pour introduire de la farine brute. Le combustible introduit par la deuxième entrée de combustible 16 peut, par ailleurs, éliminer le NOx pour la deuxième fois dans le gaz de combustion à haute température introduit depuis le four rotatif par l'entrée de gaz de combustion 11 pour réduire encore la teneur en NOx, et peut, d'un autre côté, être complété dans la partie de volute inférieure 12 pour la combustion. La farine brute introduite par la deuxième entrée de matériau à calciner 17 peut absorber la chaleur générée par la combustion du combustible et ensuite se décomposer. L'ajustage de la quantité de farine brute permet en outre de contrôler la température dans la partie de volute inférieure 12 et aussi d'augmenter la capacité de calcination de farine brute et le rendement du calcinateur 100. Une ou plusieurs (plus de deux) deuxièmes entrées de combustible 16 et une ou plusieurs (plus de deux) deuxièmes entrées de matériau à calciner 17 peuvent être prévues.
Comme le montre la , le fond du corps supérieur de calcinateur 40 communique avec le sommet du corps central de calcinateur 30 via une partie rétrécie 41. La partie rétrécies 41 est configurée pour avoir un diamètre augmentant progressivement le long d'une direction verticale vers le haut. Le corps supérieur de calcinateur 40 a un sommet fermé et une sortie latérale supérieure 42 communiquant avec la partie de volute supérieure 50 est agencée sur un côté du corps supérieur de calcinateur 40. De préférence, le corps supérieur de calcinateur 40 peut être doté d'une partie hémisphérique fermée formant dôme 43 pour obturer le sommet de corps supérieur de calcinateur 40, et au moins une partie de la partie formant dôme 43 est située au-dessus de la sortie latérale supérieure 42. De préférence, la totalité de la partie formant dôme 43 est au-dessus de la sortie latérale supérieure 42. De cette manière, le gaz de combustion se précipite vers le haut dans la partie formant dôme 43, puis retourne vers et le bas et entre ensuite horizontalement dans la partie de volute supérieure 50 depuis le côté du corps supérieur de calcinateur 40 via la sortie latérale supérieure 42, améliorant ainsi l'effet de rotation inversée du gaz de combustion dans la partie de volute supérieure 50. Bien la figure montre que la partie formant dôme 43 est de forme hémisphérique, d'autres formes telles qu'une forme de parapluie, une forme de cône ou autres peuvent aussi être utilisées.
La partie de volute supérieure 50 comprend un canal de volute supérieur (non représenté) et une entrée du canal de volute supérieur est configurée pour communiquer tangentiellement avec la sortie latérale supérieure 42. De cette manière le flux d'air dans le corps supérieur de calcinateur 40 est dominé par un flux laminaire au lieu de tourbillons après son entrée dans la partie de volute supérieure 50. Le sens de rotation du canal de volute supérieur est opposé au sens de rotation du canal de canal inférieur 20. Autrement dit, le flux d'air dans le canal de volute supérieur tourne verticalement vers le haut et dans le sens horaire, et ensuite, le flux d'air dans le canal de volute inférieur 20 tourne verticalement vers le bas et dans le sens antihoraire. Ou le flux d'air dans le canal de volute supérieur tourne verticalement vers le haut et dans le sens antihoraire, et ensuite, le flux d'air dans le canal de volute inférieur 20 tourne verticalement vers le bas et dans le sens horaire.