INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente une vue en coupe transversale générale d’une configuration pour un mode de réalisation de la présente invention. Le système ou dispositif global 10 peut comporter au moins une chambre 14 dans laquelle le chauffage des particules (par exemple, des particules de carbone 18) se produit. Les particules sont introduites via une entrée ou une trappe 20 et une fois que le processus est terminé, les particules revêtues de carbone peuvent soit sortir de la même manière par l’entrée 20, soit sortir par une sortie ou une trappe 22. Les particules peuvent être sur un lit ou une autre surface de support 24. Il peut s’agir d’un lit fixe ou mobile. Le gaz ou la vapeur d’hydrocarbure peut être introduit dans la chambre 14 via un tube ou un injecteur ou une alimentation 12. Plusieurs alimentations peuvent être présentes et être réparties uniformément dans la chambre, le cas échéant. Une source d’énergie 16 est située dans la chambre 14 ou adjacente à la chambre 14. L’emplacement de la source d’énergie (ou d’une partie de celle-ci) peut être au-dessous ou au-dessus ou autour des particules 18.
Une fois que les particules revêtues de carbone sont formées, les particules revêtues de carbone sortent par la sortie de la chambre de sorte que les particules revêtues de carbone peuvent être récupérées. Les particules revêtues de carbone peuvent être refroidies pour l’étape de récupération, par exemple par une ou plusieurs étapes de trempe, qui peuvent se produire dans une ou plusieurs zones de trempe. Les particules revêtues de carbone peuvent être récupérées d’une façon identique ou similaire à celle utilisée pour récupérer le noir de carbone vierge à partir de réacteurs à noir de carbone.
La représente une vue simplifiée en coupe transversale d’un autre mode de réalisation d’un système global ou d’une configuration globale 30 de la présente invention dans lequel deux chambres sont utilisées. La première chambre 42 peut, dans un premier temps, recevoir les particules 48 (par exemple, des particules de carbone ou d’autres particules) et un chauffage peut se produire dans la première chambre en l’absence de source d’hydrocarbure. Le chauffage peut être effectué sous une atmosphère d’oxygène, une atmosphère inerte ou sous vide. Le chauffage des particules dans la première chambre peut soit fournir des particules chauffées qui seront suffisamment chaudes pour que lorsqu’elles sont mises en contact avec une source d’hydrocarbure (dans la deuxième chambre 34, la source d’hydrocarbure introduite par l’intermédiaire du tube ou de l’alimentation 32 soit pyrolysée). et enrobe les particules 37, et/ou le chauffage peut être utilisé pour désagréger les particules 48. Le chauffage de la première chambre peut être réalisé avec une source d’énergie 44 quelconque comme décrit présentement ou d’autres types de sources d’énergie (par exemple, un four, un séchoir, et similaire). L’emplacement de la source d’énergie (ou d’une partie de celle-ci) peut être au-dessous ou au-dessus ou autour des particules 48. Une fois le chauffage réalisé dans la première chambre 42, les particules chauffées peuvent être transférées 46 par un moyen conventionnel quelconque (par exemple, plateau, bande transporteuse, conteneur, alimentation) vers une entrée ou une trappe 38 dans la deuxième chambre ou chambre principale 34, où les particules chauffées 37 peuvent être soumises au gaz ou à la vapeur contenant des hydrocarbures qui peut être introduit dans la chambre 34 via un tube ou un injecteur ou une alimentation 32. Une fois les particules revêtues, les particules peuvent soit sortir de la même manière par l’entrée 38, soit sortir via une sortie ou une trappe 50. Les particules peuvent être sur un lit ou une autre surface de support 35. Il peut s’agir d’un lit fixe ou mobile. Plusieurs alimentations peuvent être présentes et être réparties uniformément dans la chambre, le cas échéant. Une source d’énergie 36 peut éventuellement être située dans la chambre 34 ou adjacente à la chambre 34. La source d’énergie supplémentaire 36 peut être utilisée pour maintenir les particules à une température souhaitée et/ou peut être utilisée pour éliminer les substances volatiles des particules. L’emplacement de la source d’énergie (ou d’une partie de celle-ci) peut être au-dessous ou au-dessus ou autour des particules 37.
Selon une option, les particules de base peuvent être revêtues selon un processus en deux étapes. Par exemple, les particules 18 sortant de la chambre 14 peuvent être dirigées vers une chambre supplémentaire similaire à la chambre 14 ou à la chambre 34 pour être revêtues de carbone supplémentaire. La chambre supplémentaire peut être maintenue à une température plus élevée ou plus basse que celle de la chambre 14. En variante ou en outre, les particules 38 sortant de la chambre 14 peuvent être dirigées vers une chambre supplémentaire similaire à la chambre 14 ou à la chambre 34 pour être revêtues de carbone supplémentaire. La chambre supplémentaire peut être maintenue à une température plus élevée ou plus basse que celle de la chambre 34. L’utilisation d’une température plus élevée ou plus basse peut influencer l’une ou plusieurs parmi la cinétique de dépôt de carbone et la proportion de carbone désordonné et graphitique comme décrit par I D /I G . Sans être lié par une quelconque théorie particulière, il est estimé que des températures plus élevées sont corrélées à des rapports I D /I G plus faibles et donc, à des proportions plus élevées de carbone graphitique et/ou des tailles de cristallite graphitique La plus grandes.
Selon une option, les particules de base de départ, avant que les particules de base de départ soient introduites dans la chambre, peuvent être soumises à un ou plusieurs processus de réduction de taille tels qu’un broyage mécanique. Le broyage mécanique peut réduire la taille des agglomérats éventuels pour former les particules de carbone de départ ou d’autres particules. Cependant, le broyage mécanique ne réduira pas la taille d’agrégat de particules telles que rC. Généralement, le broyeur peut être configuré pour pulvériser, broyer et/ou fragmenter les particules de carbone de départ ou d’autres particules en agglomérats plus petits. Le broyeur peut comprendre un broyeur à marteaux, un broyeur à billes, un broyeur à jet, un broyeur à vapeur et/ou une autre machine de broyage, de pulvérisation ou de broyage quelconque. Les étapes et/ou techniques de broyage ainsi que les paramètres des particules de départ et des particules broyées tels que décrits dans la publication internationale (PCT) n° WO2023122582 déposée le 20 décembre 2022, peuvent être utilisés présentement aux fins de la présente invention.
Le broyeur peut être directement raccordé à l’entrée de la chambre. Par exemple, du rC ou d’autres particules peut être introduit dans le broyeur et le broyeur introduit directement le rC broyé ou les autres particules dans la chambre. Selon une option, le broyeur peut être séparé de la chambre, dans laquelle les particules, telles que rC, sont broyées dans un premier temps, puis transportées vers l’entrée de la chambre.
Une fois que les particules revêtues de carbone sont formées, le procédé de la présente invention peut comprendre l’étape de trempe.
Selon une option, la sortie de la chambre peut conduire à une entrée d’une chambre de trempe ou d’une zone de trempe. La chambre de trempe peut pulvériser un fluide de trempe, tel que de l’eau, sur les particules revêtues de carbone. En général, la trempe sert à refroidir les particules de base de départ. Éventuellement, la trempe peut être à plusieurs étages ou se produire à plusieurs points dans la chambre de trempe. Une pulvérisation sous pression, une pulvérisation atomisée par gaz ou d’autres techniques de trempe peuvent être utilisées. En ce qui concerne la trempe complète des particules revêtues de carbone ou d’autres particules, un moyen conventionnel quelconque pour tremper les particules revêtues de carbone ou d’autres particules en aval de la chambre peut être utilisé et est connu de l’homme du métier. Par exemple, un fluide de trempe peut être injecté, qui peut être de l’eau ou d’autres fluides adaptés pour refroidir les particules revêtues de carbone ou d’autres particules.
Après la trempe, les particules revêtues de carbone refroidies ou d’autres particules passent en aval dans un moyen de refroidissement et de séparation conventionnel quelconque grâce auquel les particules revêtues de carbone sont récupérées. Des moyens conventionnels quelconques pour récupérer les particules revêtues peuvent être utilisés, et ces moyens peuvent comprendre, sans toutefois s’y limiter, un précipitateur, un séparateur cyclonique, un filtre à manches ou d’autres moyens connus de l’homme du métier. Une fois que les particules revêtues de carbone sont récupérées, elles peuvent éventuellement être soumises à une étape de granulation, similaire au noir de carbone vierge.
Pour granuler les particules revêtues de carbone dans un mélangeur, une buse de pulvérisation peut mouiller les particules revêtues de carbone ou d’autres particules avec un agent liant, tel que de l’eau, du toluène, de l’huile minérale ou similaire. Le mélangeur mélange le liant et les particules revêtues de carbone en un mélange sensiblement homogène qui s’agglomère (ou s’agglutine) en granulés de particules revêtues de carbone. Les granulés peuvent ensuite être séchés jusqu’à une teneur en humidité particulière, par exemple inférieure à 1 % en poids. En réduisant la teneur en humidité des granulés, le procédé de la présente invention peut empêcher l’introduction d’humidité indésirable dans le mélange de caoutchouc qui peut contribuer aux émissions de gaz (ou dégazage) qui sont émises lorsque les granulés sont chauffés dans un mélangeur de caoutchouc et/ou un mélangeur de mélange maître de matière plastique. Ces émissions de gaz peuvent transporter des composants toxiques, tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques, dans l’air d’une installation de fabrication lorsque l’humidité résiduelle présente dans les agglomérats s’évapore sous l’effet de la chaleur.
Les particules revêtues de carbone de la présente invention peuvent être utilisées comme substitut ou combinées avec du noir de carbone ou d’autres agents de renforcement en tant que composant dans des produits en élastomère ou en caoutchouc. Les particules revêtues de carbone peuvent être utilisées en tant qu’agent de renforcement ou charge dans des matériaux, tels que des produits en caoutchouc, par exemple des composants de pneus.
Dans un mode de réalisation l’organe de réglage peut être réglé en amont du vol du dispositif autonome. Dans un autre mode de réalisation, l’organe de réglage peut de lui-même régler l’inclinaison à partir des données transmises par l’unité de calcul à l’unité de contrôle.
Avantageusement, le deuxième châssis est monté sur le premier châssis par une liaison pivot prévue au niveau d’une première extrémité du deuxième châssis et le système d’actionnement est relié à une deuxième extrémité du deuxième châssis, opposée à la première extrémité.
Dans un autre mode de réalisation, le premier châssis peut comporter deux systèmes d’actionnement reliant chacun une extrémité du premier châssis à une extrémité du deuxième châssis. Dès lors, chacun des systèmes d’actionnement peut rentrer l’une des extrémités du deuxième châssis mobile par rapport au premier châssis.
Ainsi, il peut être possible d’incliner l’objet à poser sans avoir à incliner le dispositif autonome.
Avantageusement, le système d’actionnement comporte un vérin comprenant un cylindre et une tige montée coulissante dans le cylindre, l’une des extrémités du cylindre et de la tige étant relié au premier châssis et l’autre du cylindre et de la tige étant relié à la deuxième extrémité du deuxième châssis.
Le vérin peut être un vérin de traction. Le vérin peut être un vérin de poussée. Le vérin peut être un vérin rotatif. Le vérin peut être un vérin à double effet, c’est-à-dire de poussée et de traction. Le vérin peut être remplacé par un système de poulie.
Dans un mode de réalisation, le cylindre peut être relié au premier châssis par une liaison pivot et la tige peut être reliée au deuxième châssis par une liaison pivot ou rotule. Dans un autre mode de réalisation, le cylindre peut être relié au premier châssis par une liaison pivot ou rotule et la tige peut être reliée au deuxième châssis par une liaison pivot.
Avantageusement, la tige est adaptée pour coulisser dans le cylindre entre une position rétractée et au moins une position déployée ; le vérin est un ressort à gaz de type traction agencé pour rappeler la tige vers la position rétractée et le vérin est équipé d’un organe de verrouillage de la tige en position rétractée, l’unité de contrôle étant agencée pour contrôler l’organe de verrouillage pour déverrouiller la tige lorsqu’elle reçoit une instruction de préhension ou de pose de l’objet.
La position rétractée de la tige dans le cylindre peut correspondre à l’inclinaison de référence, dite « de vol », dans laquelle le deuxième châssis est sensiblement parallèle au premier châssis. La position déployée de la tige par rapport au cylindre peut correspondre à la deuxième inclinaison, dite « de préhension », dans laquelle le deuxième châssis est sensiblement incliné par rapport au premier châssis. La position déployée de la tige par rapport au cylindre peut correspondre à la troisième inclinaison, dite « de pose », ou à la troisième inclinaison, dite « de pose », dans laquelle le deuxième châssis est sensiblement incliné par rapport au premier châssis.
Le cylindre du vérin peut comporter un gaz, par exemple de l’azote. Sous l’effort créé par le gaz du vérin lorsqu’il est comprimé par un piston de la tige en position déployée, la tige est rappelée vers la position rétractée. Le verrouillage peut être libéré d’une simple pression sur le mécanisme d’encliquetage.
L’organe de verrouillage peut permettre un verrouillage mécanique automatique, par exemple par encliquetage de la tige dans la position rétractée. Le verrouillage automatique peut être réversible et contrôlable, notamment par l’utilisation d’un électroaimant.
Ce système d’organe de verrouillage peut permettre d’inhiber l’intervention humaine dans le processus de pose de l’objet par le dispositif autonome.
Avantageusement, chaque organe de préhension comporte une ventouse et une pompe à vide contrôlable par l’unité de contrôle.
L’utilisation de la ventouse peut permettre de limiter le poids de l’organe de préhension ainsi que la consommation d’énergie. L’organe de préhension peut être du type préhenseur à dépression dans lequel la pompe à vide peut être embarquée. Dans un autre mode de réalisation, l’organe de préhension peut être du type magnétique, notamment un électroaimant. Dans un autre mode de réalisation, l’organe de préhension peut être de type pince.
Chaque organe de préhension peut notamment maintenir des charges jusqu’à 170 kg, notamment jusqu’à 200 kg.
Avantageusement, le dispositif comporte au moins un premier module de stockage d’énergie électrique adapté pour alimenter électriquement le propulseur et l’organe de préhension, ledit module de stockage et d’alimentation en énergie étant monté amovible dans un logement intérieur dudit dispositif.
A chaque étage de compression, le flux gazeux 72 est refroidi dans un réfrigérant, à une température fixée par les conditions de site, par exemple 40°C. Avantageusement, un refroidisseur final au propylène réfrigérant peut être implémenté pour diminuer la température du flux 76 par exemple entre 15°C et 20°C et optimiser ainsi davantage la récupération de condensats.
Un condensat d’hydrocarbures 74 est récupéré. Ce courant contient notamment (base sèche) du benzène (par exemple entre 60 % massique et 80 % massique), du toluène (par exemple entre 15 % massique et 25 % massique), des hydrocarbures en C4 (par exemple entre 5 % massique et 15 % massique), des hydrocarbures en C3 et plus légers (typiquement moins de 5% massique), des hydrocarbures en C5 (typiquement moins de 2% massique) , ainsi que des traces de gaz dissous, de l’eau, et des impuretés telles que les composés soufrés ou autres.
La coupe 74 est avantageusement envoyée vers l’installation aval 22, pour permettre l’extraction des composés ayant une valeur commerciale, par exemple le benzène, le toluène et le butadiène.
Un flux gazeux comprimé 76 est formé à la sortie de l’unité de compression/refroidissement 32. Le flux gazeux comprimé 76 est introduit dans l’unité de lavage haute pression 34. Il est mis en contact avec de l’eau de lavage sous pression provenant de l’entrée 50, à une pression supérieure à 10 bar (avantageusement supérieure à 20 bar) et à une température ambiante.
Le lavage du flux gazeux comprimé 76 réduit la quantité d’acide cyanhydrique présente dans le flux gazeux comprimé 76. Contrairement au lavage basse pression 30 qui recircule l’eau, ce lavage haute pression est avantageusement réalisé avec de l’eau circulant en une seule passe (« one-through » en anglais) de telle sorte à maximiser l’élimination de l’acide cyanhydrique. Avantageusement, plus de 75 % de l’acide cyanhydrique contenu dans le flux gazeux comprimé 76 est récupéré dans l’eau sous pression à la sortie 53.
Le flux gazeux lavé 78 produit à la sortie de l’unité de lavage haute pression 34 présente ainsi une teneur en acide cyanhydrique qui dépend de la quantité présente dans le flux gazeux 12, donc du type de déchet alimentant l’unité de pyrolyse 20. Par exemple, la teneur est comprise entre 50 ppmV et 500 ppmV.
Le lavage à haute pression permet également d’atteindre des spécifications plus poussées sur les impuretés déjà abattues dans le lavage basse pression 30. Les teneurs en ammoniac et acide chlorhydrique dans le flux 78 sont par exemple inférieures à respectivement à 2 ppmV et 1 ppmV.
Le flux gazeux lavé 78 est ensuite passé successivement dans chaque unité d’élimination des acides 36, 38.
Dans ces unités, il est mis en contact successivement avec le flux d’amine, et avec l’hydroxyde de sodium, pour éliminer notamment le dioxyde de carbone et le sulfure d’hydrogène contenus dans le flux gazeux lavé 78.
Des coûts opératoires de l’unité aux amines peuvent notamment être engendrés par les produits de dégradation de l’amine qui sont favorisés par la présence dans le flux 78 de composés oxygénés et d’acide cyanhydrique résiduel. Pour réduire ces coûts, l’unité d’amine 36 peut comporter des spécificités comme la présence d’un purificateur (« reclaimer » en anglais) et/ou de systèmes à lit échangeurs d’ions.
Avantageusement, le dioxyde de carbone contenu et le sulfure d’hydrogène contenus dans le flux gazeux lavé 78 sont éliminés dans les unités 36, 38 de sorte à ce que le flux gazeux appauvri en acides 80 produit en sortie des unités 36, 38 comporte de préférence moins de 0,5 ppmV de dioxyde de carbone, et de préférence moins de 0,1 ppmV de sulfure d’hydrogène.
Avantageusement, le lavage aux amines et à la soude des unités 36 et 38 permet également l’abattement de l’acide cyanhydrique résiduel et l’abattement partiel de certains composés soufrés tels que l’oxysulfure de carbone et/ou les mercaptans.
Ensuite, le flux gazeux appauvri en acides 80 est introduit dans l’unité de séchage 39, où sa teneur en eau est réduite. Un flux gazeux sec 82 est ainsi formé.
Le flux gazeux sec 82 présente avantageusement une teneur en eau inférieur à 1 ppm en masse. L’unité 39 peut également avantageusement comporter une fonction d’abattement du mercure jusqu’à des teneurs typiques en dessous de 10 ng/NM 3 .
Puis, le flux gazeux sec 82 est introduit dans l’unité d’élimination des impuretés 40, pour permettre une protection additionnelle quant à l’élimination notamment de l’ammoniac et autres composés azotés, et/ou des composés chlorés, et/ou des composés soufrés (notamment l’oxysulfure de carbone et des mercaptans), et/ou des composés oxygénés (notamment les alcools) pour former un flux gazeux purifié 84. L’unité 40 peut également permettre l’abattement d’autres impuretés (par exemple le silicone). Elle comporte par exemple des adsorbants à lits actifs, notamment des lits métalliques actifs tels que des lits d’alumine active ou autres adsorbants mixtes positionnés en série.
La teneur totale en impuretés dans le flux gazeux purifié 84 est de préférence inférieure à 1 ppm massique.
Ce transfert de la coiffe 30 est déclenché par le départ d’une caisse 10 du poste de repliement 400. A ce moment, la coiffe 30 est entraînée à coulissement le long des rails 841 jusqu’au poste de fermeture 500 par un actionneur 853 de ce sous-ensemble de transfert 850.
Pendant le trajet de la coiffe 30 vers le poste de fermeture 500 et tel qu’illustré par la , des traits de colle thermofusible sont projetés, selon le commandement de capteurs, sur les faces inférieures des deux volets latéraux transversaux 33 partiellement rabattus vers le bas de cette coiffe 30.
Ces traits de colle thermofusible sont classiquement réalisés par des pistolets d’encollage 854 fixés au châssis de la machine 1 et positionnés entre les deux rails 851 de sorte à pouvoir projeter des jets de colle orientés sensiblement horizontalement en direction des faces inférieures des volets latéraux transversaux 33.
Une telle orientation des jets de colle, permise également par le maintien des deux rabats latéraux transversaux 33 dans une position partiellement rabattue vers le bas, limite considérablement les risques d’apparition de salissures répétitives dans la machine 1 et de bouchage des buses de ces pistolets d’encollage 854.
Pendant le trajet de la caisse 10 entre le poste de repliement 400 et le poste de fermeture 500 et tel qu’illustré par la , des traits de colle thermofusible sont également projetés, selon le commandement de capteurs, sur les portions supérieures de la partie restante, après repliement des rabats 19, des parois latérales longitudinales 12.
Ces traits de colle thermofusible sont classiquement réalisés par des pistolets d’encollage 450 fixés au châssis de la machine 1 et positionnés au dessus et de part et d’autre de la table d’avancement 3 de sorte à pouvoir projeter des jets de colle orientés sensiblement horizontalement en direction des portions supérieures des parois latérales longitudinales 12 de la caisse 10.
En référence à la et lorsque la coiffe 30 et une caisse correspondante 10 sont en place de manière superposée l’une sur l’autre dans le poste de fermeture 500, un ascenseur 510 soulève la caisse 10 à coulissement vertical pour la faire entrer dans un guide 520 pilotable par le contrôleur de la machine 1 entre deux positions définissant deux cavités de pressage parallélépipédiques rectangles 521 d’axe vertical et de dimensions différentes adaptées respectivement aux caisses 10 de premier et de second format.
Chaque cavité de pressage 521 présente ainsi une longueur et une largeur légèrement supérieures à celles de la caisse 10 d’un format donné et du panneau central 31 de la coiffe 30 correspondante.
En montant, la caisse 10 se rapproche progressivement de la coiffe 30 jusqu’à ce que le bord sommital de cette caisse 10 vienne au contact du panneau central 31 de la coiffe 30 le long de sa bordure périphérique.
La poursuite de ce mouvement de montée de la caisse 10 entraîne ainsi la coiffe 30 vers le haut qui s’extraie alors des rails de guidage 851 du sous-ensemble de transfert 850 grâce à l’élasticité de ses volets latéraux transversaux 33 qui se déplient autour des lignes de pli 35.
Cette coiffe 30 pénètre ensuite avec la partie supérieure de la caisse 10 dans la cavité de pressage 521 dont les bords inférieurs sont avantageusement évasés de sorte à faciliter leur introduction et le repliement vers le bas des quatre volets latéraux longitudinaux 32 et transversaux 33 de cette coiffe 30 d’un angle légèrement inférieur à 90° (du fait des dimensions légèrement supérieures en longueur et largeur de cette cavité de pressage 521 vis-à-vis de celles du panneau central 31).
Une plaque horizontale lestée 522 montée à libre translation verticale permet de maintenir la coiffe 30 plaquée contre la caisse 10 pendant leur montée à travers cette cavité de pressage 521.