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La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation pour la production de vapeurs complète- ment oxydées à entropie élevée par des processus d'oxydation partielle, Elle concerne plus particulièrement un procédé et une installation destinés à augmenter les caractéris- tiques énergétiques des vapeurs condensables telles que celles formées lors de l'oxydation partielle d'une matière combustible en dispersion dans l'eau.
On a décrit -dans le brevetaméricain N 2.665.249 du 5 Janvier 1954 un procédé de combustion sensiblement complète en phase aqueuse de dispersions carbonées,
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en particulier pour l "élimination des matières rêsiduaires, rais il apparaît évident, à la suite du procédé décrit dans ce breveta qu'un surplus d'énergie sous forme de vapeur est obtenu à l'état de sous-produit résultant de l'oxydation en phase liquide par rapport à la quantité nécessaire pour rendre le procédé auto-entretenu. Divers essais ont été effectués, avec des degrés de succès différents, pour pouvoir transformer cette vapeur en énergie.
Les quantités de vapeur sont abondantes, mais la qualité de la vapeur empêche son utilisation économique pour la production d'énergie. La. raison de cette absence de qualité de la vapeur présente une certaine relation avec l'@@ des problèmes que cherche à résoudre le procédé décrit dans le brevet américain précité. Des recherches ont montré qu'il était nécessaire, pour assurer une oxydation complète dans les limites déterminées, de maintenir les matières combustibles en dispersion aqueuse au moins en partie en phase liquide au cours du processus d'oxydation. Ceci était nécessaire pour empêcher une dessiccation de la zone de réaction et pour éviter qu'il ne se produise une occlusion de l'équipe- ment.
Ainsi, les vapeurs quittant la zone de réaction sont saturées, afin de maintenir une oxydation en phase aqueuse ce qui licite la température des vapeurs à des gammes inférieures à la température critique de la vapeur d'eau.
Tant que les vapeurs émises à partir de la zone de réaction sont sensiblement saturées, il demeure toujours dans la zone de réaction une quantité d'eau suffisante pour entraîner les sels non combustibles solubles et insolubles et les cendres, liais le maintien de conditions de saturation dans les matières quittant l'appareil de réaction ne constitue
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pas un procédé utilisable pour augmenter la qualité de la vapeur en vue de sa conversion en énergie.
Bien que des quantités de vapeur considérables soient produites lors d'un processus d'oxydation complète, cette vapeur ne se présente pas dans l'état particulièrement désirable utili- sable pour une conversion en énergie étant donné que cette condition de'saturation est rendue nécessaire au cours du 'processus d'oxydation auto-entretenue en phase aqueuse. Si la matière pouvait être surchauffée-pour augmenter l'entropie des vapeurs saturées, on peut penser que l'accroissement énergétique ainsi obtenu rendrait possible, sur le plan pratique, la production d'énergie à l'échelle industrielle à partir des gaz de réaction quittant l'appareil.
On a soumis à des essais diverses techniques de sur- chauffe, qui toutes se sont montrées déficientes sur un certain point particulier. L'utilisation de chaleur provenant d'une source extérieure éventuelle réduit le potentiel économique du processus étant donné que la chaleur extérieure requise est à la fois coûteuse et d'une utilisation complexe.
Tous les essais effectués ont reposé sur la'conception fondamentale du chauffage des gaz de réaction quittant 1'-appareil après leur prélèvement à la zone de réaction.
Bien que les expériences effectuées antérieurement comme indiqué dans le brevet américain précité envisageaient une oxydation sensiblement complète, le fonctionnement de l'équipement fournissait parfois un effluent contenant une fraction complexe combustible-vapeur à cause des conditions dans lesquelles l'oxydation pouvait temporairement évoluer.
Les recherches qui ontconduit à l'invention ont montré que, dans ces conditions, la matière en phase vapeur contenant
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un combustible (et par conséquent non complètement oxydée) entraînée avec l'effluent constituait une matière utile, et le procédé, objet de l'invention, repose sur cette conception fondamentale que la fraction combustible de la phase vapeur peut être'utilisée avec des résultats très avantageux pour la production d'énergie.
Au cours des essais effectués pour traiter'la matière non oxydée, on a pu observer qu'une oxydation partielle contrôlée pouvait fournir une quantité de chaleur addition- nelle afin d'augmenter l'entr opie de la matière enphase vapeur. Cette observation a été poursuivie, étant donné qu'il est simple d'interrompre l'admission stoéchiométrique de gaz contenant de l'oxygène à l'état libre dans le système et d'obtenir une distillation de l'effluent, de sorte que la vapeur combustible non oxydée se mélange alors avec les matières condensables présentes à l'état de saturation dans la vapeur quittant l'appareil de réaction. Il semble que le réglage de la température et (ou) de la pression (ou encore des deux) ait le même effet.sur le réglage du pouvoir calorifique des vapeurs produites par la réaction.
Il est possible de régler l'oxydation, et les vapeurs produites présentent alors des pouvoirs. calorifiques déterminés.
Il restait donc 2 créer un procédé simple capable d'être intégré, au processus d'oxydation partielle de manière à assurer une sur chauffe et à produire des vapeurs à énergie intrinsèque plus élevée pouvant, "être transformées aisément en énergie par suite de leur entropie élevée.
Alors que la réaction fondamentale fournissait la vapeur saturée chargée de cornus tille s'effectuait en phase aqueuse ou liquide, une seconde phase d'utilisation de ces matières combustibles
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doit nécessairementêtre une phase vapeur et doit pouvoir réaliser ce que l'on a considéré longtemps comme impossible,
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c'est-à-dire une oxydation en phase vapeur auto-cutreteruc dans laquelle les pouvoirs calorifiques disponibles dans l'effluent quittant l'appareil de réaction à la suite d'une oxydation partielle sont utilisés de manière à assurer la surchauffe du mène courant continu de vapeur saturée.
L'invention répond à ce but, et on remarquera plus loin que l'effluent quittantl'appareil de réaction après l'oxydation partielle en phas.e aqueuse de la matière combus- tible est traité de manière à libérer les constituants combustibles entraînés, afin, de réaliser une réaction auto-entretenue et de fournir une vapeur à énergie intrin- sèque élevée pouvant être transformée en travail. On remarquera en outre que leprocédé de production de gaz condensables à entropie élevée réalise un échange thermique intime, qui fait suite à la réaction, sans l'intervention des barrières ou cloisons métalliques usuelles.
On remarquera par ailleurs qu'il en résulte finalement une oxydation sensiblement complète et que les conditions de pression et do température relativement élevées régnant à l'intérieur de la première zone d'oxydation peuvent être réduites, de sorte qu'il en résulte des économies d'inves-
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tissement J Gc 5 ."....?w1t ..'w :'.J.:
S T'ir.s ù4 ..',.w4..';y^.; nécessaire à la mise en oeuvre de ce procédé est 13:,.1,.J;.0,1 et il suffit de prévoir une seconde aonc t ,. u.-i dispositif d'échange thermique sono J'c:':y',;J.ot. et un dispositif d'échange thermique capable d'utiliser unepartie de la chaleur exothermique libérée par la seconde oxydation afin d'amener le mélange afférent d'oxygène, de combustible et de vapeur à des
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températures auxquelles les valeurscombustibles en@@@@ @@ sontoxydées.
Les réglages de température et de pressio- peuvent alors permettre une oxydation partielle en phase liquide,le gaz contenant de l'oxygène à l'état libre en une quantité stoéchiométrique calculée en vue d'une oxydation complète étant alors disponible pour assurer l'entreties de l'oxydation en phase vapeur à un état de surchauffe par oxygénation.
Quand la quantité de gaz contenant de l'oxygène @@@tat libre est limitée pour n'assurer qu'une oxydation participe libre est limitée pour 'assurer qu'une oxydation partic@@e en phase liquide, du gaz frais contenant de.l'oxygène l'état libre est injecté dans l'effluent en phase vapeur quittant la zone de réaction en phase liquide avant son admission dans la zone de réaction en phase vapeur.
Aufur età mesure que se produit la réaction en phase vapeur, une partie de la chaleur provenant de l'oxydation assure le séchage ou la surchauffe de la vapeur d'eau entraînée @t une autre partie de cette chaleur sert à déclencher de manière continue l'oxydation d'une matière en phase Tapeur additionnelle pénétrant dans le système et -introduite de façon continue dans la zone de réaction. Cette chaleur !.l'est pas perdue puisqu'elle chauffe la vapeur afférente .chargée de combustible, et elle s'ajoute à-cette vapeur afférente avant l'oxydation en phase vapeur se produisant dansla. seconde zone de réaction.
On voit que le'fonctionnement est ainsi continu et qu'il en résulte une conjugaison avec un processus d'oxydation partielle auto-entretenue se produisant en phase vapeur. L'invention est donc matérialisée dans une version modifiée du procédé décrit dans le brevet américain précité et dans l'adjonction d'une seconde zone
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de réaction destinée surchauffer les vapeurs saturées quittant la zone de réaction en phase liquide, et dans laquelle la seconde réaction est déclenchée automatiquement 'et est auto-entretenue.
L'invention a donc pour buts de créer un procédé et une installation pour la transformation d'un proc@@@@@d'oxy- dation partielle en un proc@@@@d'oxydation complète, en vue de la conversion des vapeurs saturées contenant des combustibles en phase vapeur afin de les amener à des conditions surchauffées correspondant à une entropie élevée et permettant une transformation aisée en énergie, de réaliser une oxydation en phase vapeur dans laquelle la réaction exothermique en phase vapeur se produit sans intervention de barrières ou de cloisons métalliques de transfert de la chaleur, de réaliser la surchauffe de la vapeur par auto-déclenchement,
de créer un procédé et une installation pour l'obtention de vapeur surchauffée dénuée de propriétés oorrsives et qui soit oxydée d'une façon sensiblement complète, et enfin'de -créer un procédé et une installation pour le traitement en dispersion aqueuse de matière combustible, de façon à produire tout d'abord une vapeur partiellement oxydée par une réaction en phase liquide, puis ensuite une vapeur surchauffée complètement oxydée.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, et sur lesquels :
La fig. 1 est une vue schématique montrant une oxydation partielle en phase aqueuse dans laquelle une
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quantité stoéchiométrique de gaz contenant de l'oxygène est entraînée dans le produit quittant la zone de réaction, les vapeurs étant acheminées à une zone de réaction en phase vapeur.
La fig. 2 est un schéma montrant l'introduction d'un gaz contenant de l'oxygène dans des vapeurs partiellement oxydées avant leur admission dans la zone de réaction en phase vapeur.
La fig. 3 est une vue schématique montrant l'entraîne- ment de la matière combustible et du gaz contenant de l'oxygène quand le courant de vapeur est formé par une matière qui est à peu près complètement oxydée, comme la vapeur d'eau.
La fig. 4 est une vue schématique 'dans laquelle la zone de réaction en phase vapeur contient un catalyseur et représente une variante permettant d'obtenir une réduction notable de la température d'oxydation de la matière combus- tible entraînée.
D'une façon générale, le mode de mise en oeuvre préfé- rentiel de l'invention consiste à prélever à une zone d'oxydation partielle contrôlée une vapeur-contenant au moins une certaine quantité de matière organique' partiellement non oxydée, è chauffer cette vapeur par échange thermique en contre-courant avec un effluent chaud provenant d'une seconde zone d'oxydation, à faire passer la vapeur ainsi chauffée dans cette seconde zone d'oxydation en vue d'assurer une oxydation sensiblement totale de la matière oxydable entraînée avec les vapeurs, en élevant ainsi le niveau énergétique et l'entropie des vapeurs par échange thermique direct dans la zone d'oxydation en phase vapeur, à acheminer l'effluent à niveau énergétique élevé,
oxydé d'une façon
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à peu près complète et provenant du second appareil d'oxydation, à contre-cour an t par rapport à la vapeur partiellement oxydée prélevée au premier appareil de réaction (en phase liquide) afin de réaliser un échange thermique et enfin à récupérer sous forme 'd'énergie utilisable l'énergie libre de la matière à peu près complètement oxydée.
Suivant le mode de mise en oeuvre préférentiel de l'in- vention, les conditions régnant à l'intérieur de la seconde zone d'oxydation sont déterminées de manière à déclencher et à maintenir une oxydation auto-entretenue en phase vapeur des matières combustibles entraînées.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux dessins, on prélève des vapeurs contenant une matière organique partiellement oxydée (en une quantité comprise entre 0,1 et 5% environ-de matière combustible par rapport aux vapeurs sensiblement inertes) à la partie supérieure d'une zone de réaction auto-entretenue en: phase aqueuse contrôlée 11, Un séparateur 12 traité la vapeur sensiblement saturée pour assurer l'évacuation du liquide présent. L'effluent à l'état de vapeur quittant le séparateur 12 est envoyé dans un
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échangeur de ohaleur 13 à- contre-courant par rapport à un fluide de chauffage, de façon que la température de l'effluent sous forme de vapeur soit augmentée de 55 à.
330 G environ par rapport à la température à laquelle il quitte la zone de réaction en phase liquide contrôlée. Les vapeurs à haute température sont introduites dans une seconde zone de réaction 14 dans laquelle une réaction exothermique s'effectue en phase vapeur.
Les vapeurs chaudes sont introduites dans cette zone en une quantité telle et avec un débit tel au'il en résulte une oxydation sensiblement
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complète de la totalité de la matière combustible pendant le passage à travers la seconde zone de réaction'14. Les vapeurs chaudes à peu près complètement oxydées prélevées à cette seconde zone sont envoyées dans l'échangeur de chaleur 13 à contre-courant par rapport aux vapeurs oxydables afférentes non oxydées. La chute de température des vapeurs à peu près complètement oxydées dans l'échangeur 18 est comprise entre 55 à 555 C environ.
Après passage à travers l'échangeur de chaleur 13, les vapeurs chaudes à peu près complètement oxydées sont introduites dans un convertisseur d'énergie 15, dans lequel l'énergie à l'état libre des vapeurs est transformée en énergie utilisable. Le convertisse d'énergie représenté schématiquement ici est constitué par une turbine conjuguée à un générateur 17, mais on comprendra que l'on peut employer des convertisseurs d'énergie de n'importe quel type bien connu, comme des dispositifs à détente de différents types.
Il est généralement judicieux d'introduire de l'oxygène ou un gaz transportant de l'oxygène, en une quantité suffisante pour assurer l'oxydation complète du combustible dans l'appareil .de réaction en phase aqueuse. Le réglage de la réaction d'oxydation à l'intérieur de l'appareil d'oxydation en phase aqueuse en vue d'y réaliser une oxydation partielle est obtenu par régulation de la tempé- rature et (ou) de la pression maintenues à l'intérieur de l'appareil de réaction, ou bien encore par réduction des quantités de matières admises à l'intérieur de l'appareil de réaction.
Toutefois, un fonctionnement satisfaisant est obtenu en introduisant dans l'appareil d'oxydation - en phase aqueuse une quantité d'oxygène ou de gaz
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transperçant de. l'oxygène insuffisante, en prélevant à cet appareil une vapeur chargée de combustible mais non d'oxygène, et en introduisant ensuite dans les vapeurs une quantité additionnelle d'oxygène ou de gaz transportant de l'oxygène, avant la seconde sone d'oxydation (en phase vapeur). La pression des vapeurs prélevées à la première zone d'oxydation est comprise, de préférence, entre 10,5 et 455 kg/cm2 environ. Les faibles pressions correspondent à l'entraînement d'un pourcentage plus élevé de matière non oxydée avec les vapeurs.
La température des vapeurs prélevées à la première zone de réaction (en phase.aqueuse) est comprise entre 165 et 343 C environ, et elle varie en raison directe de la pression d'oxydation. Pour maintenir une phase' aqueuse dans la première zone de réaction, il faut y prélever une matière à l'état sensiblement saturé.
Les conditions de température et de pression préférentielles à l'intérieur du premier appareil de réaction travaillant en phase aqueuse sont comprises entre 56 et.420 kg/cm2 environ et entre 165 et 3430 C environ.
Les conditions de réaction à l'intérieur de la zone d'oxydation en phase vapeur (seconde zone) correspondent à une température supérieure à 165 C environ et comprise de préférence entre 204 et 650 C environ, et à une pression manométrique supérieure à 10,5 kg/cm2 environ et comprise de préférence entre 56 et 455 kg/cm2 environ, La garnie préférentielle est comprise entre 56 et 210 kg/cm2 environ (pression manométrique).
Un fonctionnement satis- faisant est obtenu dans la gamme inférieure de températures et de pressions, mais le niveau énergétique du système est alors plus baset un équipement plus volumineux
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est nécessaire pour transf orner 1' énergie libre eu énergie utilisable.
Lors de la mise en oeuvre du procédé décrit dans le brevet américain précité sous une pression de 63 kg/cn2 et avec une température d'effluent quittant la zone de réaction
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aqueuse de 2oxo 0 G environ, et alors que des quantités d'oxygène inférieures à la quantité stoécl0triqu8 sont introduitesdansla première zone de réaction 11, on constate que lesvapeurs saturées contiennent de 0,1 à 5 @@ de matière combustible. L'analyse de ces vapeurs montre que la fraction combustible a la composition suivante : 1 - Aldéhydes, alcools, cétones, etc...
2 - Haltères organiques volatiles (composition inconnue)
3 - Acides volatils, comme l'acide acétique, ayant une concentration de 31,9 grammes par litre environ d'eau condensée, ce qui donne un pH égal à 3,5 environ.
Quand on utilise une matière basique dans la première zone de réaction 11, celle-ci est formée par une liqueur résiduaire semi-chimique provenant- de la fabrication de pâte à papier.
Les vapeurs quittant la première zone de réaction
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après mélange avec une quantité stoéchiométrique de gaz contenant de l'oxygène (air) pénètrent dans l'échangeur de chaleur 13, où on les amène à une température de 450 C environ, en vue de déclencher une oxydation en phase vapeur.
Lesvapeursquittant la zone de réaction 14 sont à une
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e.:;¯ :e 55r r. Q U. ^ . -.-is Lin- t" ;r...:.,u. a température de 557 C. Au moins une partie des vapeurs surchauffées quittant la seconde zone de réaction 14 sont
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C-l/ ¯.j 11 V l! à contre-courant avec les vapeurs quittant la ",VI(> ;('-'8 none de réaction il¯ dans 1 VJT¯¯.,. i LA chaleur 13.
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en vue de réaliser un échange thermique, de sorte que la température des vapeurs quittant la seconde zone, de réaction
14 tombe de 557 à 360 C environ.
La vapeur ainsi surchauffée est acheminée à un bloc convertisseur d'énergie 15, et l'énergie fournie dépasse, comme on le constate, la totalité des exigences énergétiques à l'entrée du processus considéré .dans son ensemble.
L'analyse des vapeurs surchauffées quittant l'échangour de chaleur indique qu'aucune matière combustible n'est entraînée, et que la combustion a été sensiblement complète.
Les matières combustibles admises initialement dans la première zone de réaction ll sont constituées par une liqueur résiduaire provenant de la fabrication de la pâte à papier, par des issues de boucherie ou par des eaux d'égoût, bien que l'on puisse utiliser pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, n'importe quelle matière combustible à l'état finement divisé en dispersion 'dans l'eau, comme différentes eaux-vannes ou produits résiduairesindustriels.
Des recherches ont montré .également que l'on obtient une surchauffe exceptionnellement satisfaisante et une entropie très élevée en utilisant l'équipement considère ici et en injectant une matière à pouvoir calorifique élève dans la phase vapeur entraînée dans le gaz contenant de l'oxygène en une quantité stoéchiométrique.
On fait réagir ensuite ce combustible en phase vapeur dans la zone de traitement en phase vapeur cornue indiqué précédemment, afin d'au@@enter 1 pouvoir stioue de la vapeur d'eau d'augmenter le pouvoir énergétique de la vapeur d'eau ou desgasnon conter, sables. On introduit par exemple du mutai dans l'effluent en phase vapeur à peu près complètement
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oxydé provenant d'un appareil de réaction en phase aqueuse, avec des quantités appropriées d'oxygène,
et il en résulte une augmentation satisfaisante des vapeurs chargées d'énergie. Les résultats obtenus (probablement grâce à la suppression de barrières ou cloisons de transfert thermique métalliques) fournissent des conditions de surchauffe aisément contrôlées qui, comme on le constate, sont préfé- rables à n'importe quelle source de chaleur extérieure utilisée à titre de source de sur chauffage.
L'acide acétique en phase vapeur présente un intérêt tout aussi élevé dans l'appareil de réaction en phase vapeur, où la température finale de la vapeur d'eau et des gaz non condensables est augmentée pour parvenir à des conditions de surchauffe.
Il semble que l'oxydation en phas.e vapeur se produise dans la seconde zone de réaction quand la matière combus- tible en phase vapeur atteint une condition thermique se rapprochant d'un point d'inflammation, des matières comb@@ tibles entraînées. Quand ce point a été atteint, il se produit une oxydation quand une quantité au moins stoéchioétrique de gaz contenant de l'oxygène libre est présente..
L'invention fournit ainsi un procédé de trai@@@@@@ auto-entretenu permettant d'obtenir l'augmentation de température nécessaire pour atteindre ces températures d'inflammation, tout en fournissant des vapeurs de sortie surchauffées. Quand il est désirable de réduire le point d'inflammation des matières combustibles entraînées, on veut intro@@ire dans la seconde sone de réaction différente catalyseu@s. Lors de l'introduction de ces catalyseurs favorisent 1 * oxydation,
le. température de 1 Affluent
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quittant la première sodé de réaction peut être abaissée, et la quantité de chaleur exothermique devant être utilisée pour augmenter la température de l'effluent jusqu'aux conditions de combustion est alors plus faible.. Ces eux résultats peuvent être également obtenus conjointement.
Les catalyseurs particuliers (Fig. 4) capables d'abaisser le point d'inflammation des combustibles entraînas peuvent avoir une composition extrêmement variable. Cn peut utiliser par exemple des types de catalyseu@s à absorption ou tensio-actifs, ou des catal @urs du type métallique..
Comme catalyseurs utilisables, on peut- citer par exemple les catalyseurs, tensio-actifs, comme l'acier inoxydable, l'acier pour outils et d'autres types d'acier en forme de granulés, de copeaux de rabotage et sous forme de fils, les composés de silice activée tels que ceux utilisa dans les colonnes de fractionnement catalytique du pétrole, le gel de silice, la terre de Floride, le kieselguhr, etc... c'est-à-dire une matière présentant une surface relativement grande et qui n'est pas contaminée en ce qui concerne la réaction d'oxydation décrite ici, les métaux, les oxydes métalliques et les alliages contenant ces métaux, y compris par exemple l'osmium, le platine, le palladium, le cotait, le fer, le nickel, le chrome, le cuivre,
etc... c'està-dire .un métal ou une matière métallique stable dans les conditions de la. réaction. Quand les gaz à haute température et (ou) sous pression élevée provenant de la réaction doivent être envoyés à travers une turbine ou un autre dispositif collecteur d'énergie, le choix du catalyseur doit s'effec- tuer dans une garnie moins vaste étant donné que certaines des matières citées vont être dissociées par les températures
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et les pressions élevées utilisées.
Ces matières dissociées peuvent produire un endommagement considérable des turbines ou d'autres dispositifs, et pour cette raison on doit choisi:. ave c soin le catal ys eur par ticulier utilisé.
Alors que le procédé décrit ici est auto-entretenu une fois qu'il a été amorcé, l'amorçage de la seconde sone de réa ction exige l'apport d'une quantité de chaleur suffisante pour amener la température de la vapeur provenant de la première zone de réaction 11 au point d'inflammation du combustible entraîné. On parvient à ce résultat à l'aide d'un dispositif de chauffage 16. Ce dispositif de chauffage fournit la quantité de chaleur suff isante pour déclencher l'oxydation dans la seconde zone de réaction 14.
Une fois cettje oxydation déclen chée, la chaleur exothermique provo- nant de l'oxydation des matières combustibles en présence
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de quantités stoéchiométriques d'oxygène est suffisante pour amener les vapeurs quittant la première zone de réaction 11 à la température de combustion en phase vapeur, et on obtient ainsi directement des vapeurs surchauffées quittant la seconde zone de réaction 14. La chaleur extérieure fournie par le dispositif de chauffage 16 n'est alors plus nécessaire et ce dispositif de chauffage peut être mis .au repos.
Bien que le dispositif'de chauffage représenté ici soit du type
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électrique, .o t'(;"7,ß'i'û¯::I''. que l'on peut utiliser n'importe quelle source de @@@@ @@@ extérieure appropriée pour amener
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les vs.or.rs ;'ri tt4¯ â: la première zone de réaction 11 aux ocn3.itic:is de ccrr.stion en phase vapeur.
Une a;..-iG:'ïon F est utilisée, corne montré eur la fig. 1, peur que la valeur surchauffée puisse contourner si désiré l'échangeur de chaleur 13¯. De cette manière,
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les vapeurs surchauffées provenant de la seconde zone de réaction 14 sont acheminées directement' vers l'équipement de conversion en énergie. Cet agencement permet d'obtenir pour l'échangeur de chaleur 13 des conditions moins critiques étant donné que la quantité de chaleur nécessaire dans cet échangeur- 13 peut être réglée aisément.
Quand cette déri- vation est utilisée, les vannes V et V' (représentées sché- matiquement) sont utilisées pour régler l'écoulement.
Les indications suivantes, qui ne tiennent pas compte des pertes de chaleur par rayonnement et par conduction, montrent les conditions d'équilibre thermique qui paraissent exister dans le procédé et dans l'appareil décrits ici, et Rv1 désigne la chaleur (chaleur réelle Ht1 et potentielle
Hc1)présente dans les vapeurs quittant la première zone de réaction 11. A Hex représente la quantité de chaleur ajoutée aux vapeurs quittant la première zone de réaction 11 pour déclencher l'oxydation en phase vapeur et Rv2 représente les conditions thermiques de l'effluent 'quittant la seconde zone de réaction 14. On remarquera 'que @ Hex 'demeure contenu dans la valeur de.
R v2 et qu'il se ' produit dans l'ôchangeur un échange de chaleur afin-d'amener Rv1 aux conditions thermiques nécessaires pour libérer la chaleur potentielle Hc1 présente'dans la matière combustible entraînée.
L'analyse des vapeurs surchauffées provenant de la seconde zone de réaction 14 révèle la présence d'azote, de petites quantités d'oxygène, d'anhydride carbonique et de quantités notables de vapeur d'eau. Aucune matière combus- tible n'est présente dans l'effluent de la seconde zone de 'réaction 14, ce qui indique que toutes les matières oxydables
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ont été utilisées dans 'jette seconde zone de réaction l@.
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Lors du fonctionnement de groupes COilver iisseus ? t é¯ oß à l'aide de vapeur surchauffée, aucune corrosion inha- bituelle n'a été observée.
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Il = Ej.- .: (R- potentielle) vl " P, VI E - conditions régnant dans l'échangent? v.L - Coil;,iûLOns i'é:Za:l'G .ils t--'GLÛ.'I;e'.uT de chaleur, si .I:. , est la quantité de chaleur nécessaire ex pour que 1'oxydation en phase vapeur libère une quantité de chaleur Hcl.
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R =. R . * A 3- v2 V.L ex ÏÏ r t,l -b H 01 Rvl (où H représente le pouvoir calorifique à l'entrée du convertisseur d'énergie et H la chaleur libérée).
Cl
Ainsi Hcl, qui est le pouvoir calorifique du combus- tible entraîné, participe à la surchauffe des vapeurs admises dans un équipement de conversion d'énergie quel- conque.
Lors d'une utilisation avec l'appareil assurant l'oxydation en phase aqueuse des matières, on obtient un fonctionnement beaucoup plus satisfaisant .en ce sens que des conditions de surchauffe sont alors obtenues dans les vapeurs acheminées vers des turbines ou vers des dispositifs à détente appropriés.
Les détails de réalisation et de mise 'en oeuvre peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences
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techniques sans s-1 écarter de l'invention.