FR2888835A1 - Procedure for producing hydrogen from hydrocarbon and oxidant products uses electrical discharge to produce a non-thermic plasma in a spiral reagent flow - Google Patents

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Nicolas Huon
Fabien Boudjemaa
Thierry Planas
Laurent Fulcheri
Jean Damien Rollier
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Abstract

The procedure consists of creating a reaction in a cylindrical chamber (100) between hydrocarbon and oxidant products in a spiral flow, using an electrical discharge to produce a non-thermic plasma, the discharge being selected so that the plasma is moved by the products to occupy the major part of the chamber. The discharge is produced by a high-tension generator fed by a low-tension current source and comprises a single or double resonance converter. The spiral flow of the products is created by a tangential injection of at least one of the reagents through one or more injectors that are preferably spaced at even intervals round the axis of the chamber, and possibly in groups. The reagents are introduced in the form of gases, either separately or pre-mixed.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION D'HYDROGENE A PARTIR D'HYDROCARBURES OU DE COMPOSESPROCESS FOR PRODUCING HYDROGEN FROM HYDROCARBONS OR COMPOUNDS

HYDROCARBONESHYDROCARBON

La présente invention concerne un procédé et un appareil ou système de production d'hydrogène à partir d'hydrocarbures ou de composés hydrocarbonés.  The present invention relates to a method and apparatus or system for producing hydrogen from hydrocarbons or hydrocarbon compounds.

Il est envisagé d'utiliser l'hydrogène notamment pour l'alimentation de piles à combustibles type PEM (Proton Exchange Membrane), qui jouent un rôle de plus en plus important aussi bien pour des applications stationnaires que pour des stations mobiles.  It is envisaged to use hydrogen in particular for the supply of PEM fuel cells (Proton Exchange Membrane), which play an increasingly important role for both stationary and mobile applications.

Il existe actuellement divers procédés pour produire de l'hydrogène. Le plus connu et le plus utilisé est le reformage catalytique d'hydrocarbures. Ce procédé consiste à transformer un hydrocarbure en un gaz contenant majoritairement de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, cette transformation étant effectuée par oxydation partielle, vaporeformage ou reformage autothermique.  There are currently various processes for producing hydrogen. The best known and most used is the catalytic reforming of hydrocarbons. This process consists of converting a hydrocarbon into a gas containing predominantly hydrogen and carbon monoxide, this transformation being carried out by partial oxidation, steam reforming or autothermal reforming.

L'oxydation partielle est une opération exothermique qui consiste à faire réagir un hydrocarbure avec de l'air ou de l'oxygène pur. Le vaporeformage est une réaction endothermique, c'est-à-dire qui nécessite un apport d'énergie par voie externe. Le reformage autothermique consiste en une combinaison des deux réactions précédentes correspondant à des conditions autothermiques.  Partial oxidation is an exothermic operation that involves reacting a hydrocarbon with air or pure oxygen. The steam reforming is an endothermic reaction, that is to say which requires a supply of energy externally. Autothermal reforming consists of a combination of the two previous reactions corresponding to autothermal conditions.

Bien que très utilisé, le reformage catalytique présente de nombreux inconvénients. En particulier, si ce procédé est parfaitement maîtrisé à l'échelle industrielle pour des installations de grande capacité, le passage à des échelles réduites pose d'importants problèmes en terme notamment de compacité, de temps de réponse ou encore d'empoisonnement des catalyseurs. C'est pourquoi on a récemment proposé des procédés utilisant des technologies plasmas. Parmi ces nouveaux procédés on peut distinguer deux catégories: les procédés basés sur l'utilisation de plasmas thermiques, où le plasma agit essentiellement en tant que source d'énergie, et ceux basés sur l'utilisation de plasmas non thermiques, où le plasma agit essentiellement en tant que catalyseur.  Although widely used, catalytic reforming has many disadvantages. In particular, if this process is perfectly controlled on an industrial scale for large capacity installations, the transition to reduced scales poses significant problems in terms in particular of compactness, response time or poisoning of the catalysts. This is why processes using plasma technologies have recently been proposed. Among these new processes we can distinguish two categories: processes based on the use of thermal plasmas, where plasma acts essentially as a source of energy, and those based on the use of non-thermal plasmas, where plasma acts. essentially as a catalyst.

Les procédés basés sur l'utilisation de plasmas thermiques présentent des inconvénients majeurs, en particulier une consommation en énergie électrique élevée et une érosion des électrodes utilisées pour générer le plasma qui conduit à des durées de vie limitées à quelques centaines d'heures.  The methods based on the use of thermal plasmas have major disadvantages, in particular a high electrical energy consumption and erosion of the electrodes used to generate the plasma which leads to lifetimes limited to a few hundred hours.

La présente invention concerne un procédé utilisant des plasmas non thermiques.  The present invention relates to a method using non-thermal plasmas.

Il est connu par le brevet US 6,322,757 B1, d'utiliser un procédé dans lequel on réalise une décharge électrique entre deux électrodes et on introduit ensuite les réactifs entre ces deux électrodes avec une vitesse élevée. Le plasma ainsi créé sert de catalyseur pour accélérer la réaction. Pour l'alimentation en énergie électrique permettant de générer le plasma, ce document antérieur prévoit l'utilisation d'une source de courant continu qui permet le contrôle du courant dans une zone de très forte tension et de faible intensité du courant; mais la description de ce brevet ne fournit aucune solution pour réaliser ce contrôle du courant continu.  It is known from US Pat. No. 6,322,757 B1 to use a method in which an electric discharge is produced between two electrodes and then the reagents are introduced between these two electrodes with a high speed. The plasma thus created serves as a catalyst for accelerating the reaction. For the supply of electrical energy for generating the plasma, this prior document provides for the use of a direct current source which allows the control of the current in a zone of very high voltage and low intensity of the current; but the description of this patent provides no solution for carrying out this control of the direct current.

Des études menées dans le cadre de la présente invention ont montré que si on utilise un montage connu d'alimentation de plasma basé sur un transformateur à haute tension relié à une impédance alimentée soit en courant continu soit en courant alternatif, il se produit obligatoirement un fonctionnement non stationnaire de type glidarc , où la tension et le courant varient très fortement au cours du temps, avec une fréquence qui dépend des conditions d'écoulement. Ces fortes variations ont pour effet de créer un plasma inhomogène et confiné, et donc une réaction qui a un rendement non optimisé.  Studies conducted in the context of the present invention have shown that if one uses a known plasma power supply based on a high voltage transformer connected to an impedance fed either by direct current or alternating current, it necessarily occurs a non-stationary glidarc operation, where the voltage and current vary very strongly over time, with a frequency depending on the flow conditions. These strong variations have the effect of creating an inhomogeneous and confined plasma, and therefore a reaction that has a non-optimized performance.

Par ailleurs ce type d'alimentation électrique se caractérise nécessairement par de très mauvais rendements.  Moreover this type of power supply is necessarily characterized by very poor performance.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention: L'invention concerne un procédé de production d'hydrogène à partir d'un produit hydrocarboné et d'un produit oxydant, la réaction étant effectuée dans une enceinte dans laquelle circulent les produits et dans laquelle on crée une décharge électrique produisant un plasma non thermique (également appelé plasma froid ou plasma hors équilibre thermodynamique), la décharge électrique étant sélectionnée pour que le plasma soit tel qu'il soit entraîné par les produits afin d'occuper la majeure partie de l'enceinte.  The invention aims to remedy these drawbacks. The invention relates to a process for producing hydrogen from a hydrocarbon product and an oxidizing product, the reaction being carried out in an enclosure in which the products circulate and in which an electrical discharge is produced producing a non-thermal plasma (also called cold plasma or plasma out of equilibrium thermodynamic), the electric discharge being selected so that the plasma is such that it is driven by the products to occupy most of the enclosure.

La circulation des produits réactifs permet, au passage devant l'arc électrique, d'entraîner la décharge dans toute l'enceinte.  The circulation of the reactive products makes it possible, when passing in front of the electric arc, to drive the discharge throughout the enclosure.

Selon une réalisation, la décharge est stable et occupe toute la longueur de l'enceinte.  In one embodiment, the discharge is stable and occupies the entire length of the enclosure.

Selon une réalisation, la décharge électrique est produite par un générateur électrique à courant continu, qui comprend un convertisseur de courant continu en courant alternatif de type à résonance. Un convertisseur à résonance, dont un exemple sera décrit plus loin, permet de régler le courant de manière précise. De plus, il permet de maintenir l'intensité du courant à une valeur constante et stable. Ceci permet un contrôle dynamique du plasma en faisant varier le courant de manière très précise, et on peut ainsi obtenir des conditions réactives particulièrement favorables pour la conversion des réactifs en gaz riche en hydrogène.  In one embodiment, the electric discharge is produced by a DC electric generator, which includes a resonance-type AC DC converter. A resonance converter, an example of which will be described later, makes it possible to regulate the current precisely. Moreover, it makes it possible to maintain the intensity of the current at a constant and stable value. This allows a dynamic control of the plasma by varying the current very precisely, and one can thus obtain particularly favorable reactive conditions for the conversion of the reagents into hydrogen-rich gas.

Dans une variante, le générateur produit un courant continu constant.  In a variant, the generator produces a constant direct current.

Selon une réalisation, l'intensité du courant servant à alimenter le plasma présente une valeur inférieure à 1 ampère. Le convertisseur à résonance garantit la stabilité et la possibilité de régler le courant même pour des faibles valeurs d'intensité, typiquement inférieures à 1 ampère. Le niveau de tension étant défini par la géométrie du système et les conditions d'écoulement, et ayant généralement une valeur élevée, il est important de pouvoir contrôler le courant même pour des faibles valeurs d'intensité afin d'utiliser au mieux le procédé dans toutes les conditions.  In one embodiment, the intensity of the current used to supply the plasma has a value of less than 1 ampere. The resonance converter guarantees stability and the ability to adjust the current even for low intensity values, typically less than 1 ampere. Since the voltage level is defined by the geometry of the system and the flow conditions, and generally having a high value, it is important to be able to control the current even for low intensity values in order to make the best use of the process. all the conditions.

Selon une réalisation, le convertisseur à résonance utilisé dans le générateur électrique est à simple ou double résonance, de préférence à double résonance. L'utilisation d'un convertisseur à double résonance permet de générer soit une forte puissance électrique, soit une puissance quasi-nulle, en fonction des conditions de fréquence utilisées. Un exemple d'un tel convertisseur sera décrit plus loin.  In one embodiment, the resonance converter used in the electrical generator is single or double resonance, preferably double resonance. The use of a double resonance converter makes it possible to generate either a high electrical power or a quasi-zero power, depending on the frequency conditions used. An example of such a converter will be described later.

Selon une réalisation, le générateur électrique est alimenté par une source de basse tension continue, et il comprend trois éléments: le convertisseur de tension continue en tension alternative de type à résonance, un élévateur de tension et un convertisseur de tension alternative en haute tension continue. L'élévateur de tension, ou transformateur, permet d'augmenter la tension pour obtenir des valeurs relativement élevées (de l'ordre de plusieurs kV) dont le niveau est fonction de la géométrie et des dimensions de l'enceinte, ainsi que des conditions réactives. Le convertisseur alternatif/ continu permet de redresser la haute tension obtenue en sortie du transformateur.  According to one embodiment, the electric generator is powered by a DC low voltage source, and it comprises three elements: the resonant type AC voltage DC voltage converter, a voltage booster and a high voltage DC voltage converter. . The voltage booster, or transformer, increases the voltage to obtain relatively high values (of the order of several kV) whose level is a function of the geometry and dimensions of the enclosure, as well as the conditions reactive. The AC / DC converter is used to rectify the high voltage obtained at the output of the transformer.

Selon une réalisation, l'enceinte présente une symétrie cylindrique autour d'un axe, et on crée un écoulement hélicoïdal des réactifs, cet écoulement étant effectué selon cet axe. Cet écoulement hélicoïdal permet d'obtenir un plasma homogène dans toute l'enceinte, et donc un rendement élevé de conversion.  In one embodiment, the enclosure has a cylindrical symmetry around an axis, and a helical flow of reagents is created, this flow being effected along this axis. This helical flow makes it possible to obtain a homogeneous plasma throughout the enclosure, and therefore a high conversion efficiency.

Il est à noter que cet écoulement hélicoïdal peut s'utiliser indépendamment du générateur utilisant un convertisseur à résonance, par exemple avec un générateur classique tel que ceux utilisés dans les dispositifs existants.  It should be noted that this helical flow can be used independently of the generator using a resonance converter, for example with a conventional generator such as those used in existing devices.

Selon une réalisation, pour créer cet écoulement hélicoïdal, on injecte les réactifs de manière sensiblement tangentielle dans l'enceinte par des injecteurs répartis dans au moins une section de l'enceinte.  According to one embodiment, to create this helical flow, the reactants are injected substantially tangentially in the chamber by injectors distributed in at least one section of the enclosure.

Les injecteurs peuvent être équirépartis autour de l'axe de l'enceinte et leur nombre est de préférence compris entre 2 et 6. La répartition uniforme des injecteurs permet d'augmenter l'homogénéité du plasma créé et donc d'augmenter encore le rendement.  The injectors can be equidistributed around the axis of the enclosure and their number is preferably between 2 and 6. The uniform distribution of the injectors makes it possible to increase the homogeneity of the plasma created and therefore to further increase the efficiency.

Selon une réalisation, on prévoit plusieurs groupes d'injecteurs. Un groupe est situé sur une section différente de celle sur laquelle se trouve un autre groupe. Cette disposition permet de répartir l'injection dans plusieurs sections situées en aval de la première, et ainsi de maintenir, voire de renforcer, l'écoulement sur toute la longueur de l'enceinte.  According to one embodiment, several groups of injectors are provided. One group is located on a different section than the one on which another group is located. This arrangement makes it possible to distribute the injection in several sections located downstream of the first, and thus to maintain or even reinforce the flow over the entire length of the enclosure.

Selon une réalisation, les réactifs sont introduits sous forme gazeuse dans l'enceinte. Les réactifs sont injectés soit séparément, soit de manière pré mélangée.  According to one embodiment, the reactants are introduced in gaseous form into the chamber. The reagents are injected either separately or pre-mixed.

Selon une réalisation, on munit l'enceinte d'une zone post-réactive maintenue à haute température.  In one embodiment, the chamber is provided with a post-reactive zone maintained at high temperature.

Cette zone est utilisée notamment dans le cas d'un fonctionnement avec de grandes quantités d'eau, afin de maintenir les réactifs à une température suffisante pour que la réaction chimique soit complète.  This zone is used especially in the case of operation with large amounts of water, in order to maintain the reagents at a temperature sufficient for the chemical reaction to be complete.

Cette zone post-réactive peut, de plus, comporter un catalyseur.  This post-reactive zone may, in addition, comprise a catalyst.

Selon une réalisation, le produit hydrocarboné est compris dans le groupe comportant: les hydrocarbures purs, les carburants automobiles, les carburants utilisés pour la propulsion aérienne et maritime, les alcools, les éthers et les esters.  According to one embodiment, the hydrocarbon product is included in the group comprising: pure hydrocarbons, automotive fuels, fuels used for aerial and marine propulsion, alcohols, ethers and esters.

Selon une réalisation, le produit oxydant est compris dans le groupe comportant: l'air, l'eau, l'air enrichi en oxygène et les mélanges eau/air (enrichi en oxygène ou non).  According to one embodiment, the oxidizing product is included in the group comprising: air, water, oxygen enriched air and water / air mixtures (enriched with oxygen or not).

Selon une réalisation l'enceinte réactionnelle est maintenue à une pression comprise entre 1 et 20 bars.  According to one embodiment the reaction chamber is maintained at a pressure of between 1 and 20 bar.

Selon une réalisation, le générateur de courant est relié à deux électrodes concentriques: l'une axiale et l'autre en forme de tube cylindrique de même axe.  According to one embodiment, the current generator is connected to two concentric electrodes: one axial and the other in the form of a cylindrical tube of the same axis.

L'électrode tubulaire comporte une membrane perméable à l'hydrogène. Cette membrane permet notamment de modifier la pression en hydrogène dans l'enceinte et ainsi de déplacer l'équilibre thermodynamique et d'augmenter la conversion en hydrogène.  The tubular electrode comprises a membrane permeable to hydrogen. This membrane makes it possible in particular to modify the hydrogen pressure in the chamber and thus to shift the thermodynamic equilibrium and to increase the conversion to hydrogen.

Selon une réalisation, une couche mince diélectrique est déposée sur la surface interne de l'électrode tubulaire. Cette couche permet une meilleure répartition des charges électriques au niveau de la surface, et ainsi une plus grande homogénéité de la décharge.  In one embodiment, a dielectric thin film is deposited on the inner surface of the tubular electrode. This layer allows a better distribution of electric charges at the surface, and thus a greater homogeneity of the discharge.

Selon une réalisation, l'électrode tubulaire comporte un catalyseur. Elle est par exemple constituée d'un alliage à base de nickel.  In one embodiment, the tubular electrode comprises a catalyst. It is for example made of a nickel-based alloy.

Le catalyseur permet d'accélérer les réactions chimiques au contact de l'électrode.  The catalyst makes it possible to accelerate the chemical reactions in contact with the electrode.

Description détaillée:Detailed description:

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention pourront être mieux compris à l'aide de la description de certains modes de réalisation, décrits à titre non limitatifs et illustrés à l'aide des dessins sur lesquels: - la figure 1 est une section axiale d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure la montre un dispositif analogue à celui de la figure 1, dans lequel l'intérieur de l'enceinte est recouvert d'une couche diélectrique mince, - la figure 2 est une vue en section radiale du dispositif montré sur la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 dans laquelle le dispositif est muni d'un échangeur de chaleur conforme à l'invention - la figure 4 montre une zone post-réactive ajoutée au dispositif représenté sur les figures 1 et 2, la figure 4a montre un dispositif analogue à celui de la figure 4, dans lequel la zone post-réactive contient un catalyseur, - la figure 5 est un schéma de principe d'un générateur électrique faisant partie d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 5a montre un exemple de réalisation d'un convertisseur continu/alternatif à double résonance, - la figure 6 illustre le phénomène d'arc glissant apparaissant dans un dispositif conforme à l'invention, - la figure 6a montre des courbes représentant les variations d'intensité et de courant dans le cas d'un fonctionnement du générateur en mode glidarc , - la figure 6b montre des courbes représentant les variations d'intensité et de courant dans le cas d'un fonctionnement continu du générateur, - la figure 7 montre un dispositif conforme à l'invention comportant un disque de type nid d'abeille qui permet de confiner la décharge dans une zone délimitée, - la figure 7a montre un dispositif conforme à l'invention dans lequel l'extrémité de l'électrode tubulaire est constituée d'un col et d'un divergent, - la figure 8 montre un dispositif conforme à l'invention qui permet de séparer l'hydrogène des autres éléments présents dans le gaz, et - la figure 9 montre un dispositif conforme à l'invention comportant à l'intérieur de l'électrode tubulaire un disque permettant le mélange des réactifs et un refroidissement de l'électrode centrale.  Other characteristics and advantages of the invention will be better understood by means of the description of certain embodiments, described in non-limiting manner and illustrated with the aid of the drawings in which: FIG. 1 is a section axial view of a device according to the invention, - Figure la shows a similar device to that of Figure 1, wherein the interior of the enclosure is covered with a thin dielectric layer, - Figure 2 is a radial section view of the device shown in FIG. 1; FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 1 in which the device is provided with a heat exchanger according to the invention; FIG. After the post-reactive reaction is added to the device shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4a shows a device similar to that of FIG. 4, in which the post-reactive zone contains a catalyst; FIG. 5 is a block diagram of FIG. an electric generator f 5a shows an exemplary embodiment of a dual-resonance DC / AC converter; FIG. 6 illustrates the sliding-arc phenomenon appearing in a device according to the invention; FIG. 6a shows curves representing the intensity and current variations in the case of a generator operation in glidarc mode; FIG. 6b shows curves representing the intensity and current variations in the in the case of continuous operation of the generator, - Figure 7 shows a device according to the invention comprising a honeycomb type disk which allows to confine the discharge in a defined area, - Figure 7a shows a device according to the invention in which the end of the tubular electrode consists of a neck and a divergent, - Figure 8 shows a device according to the invention for separating hydrogen from other elements present in the gas, and - Figure 9 shows a device according to the invention having inside the tubular electrode a disk for mixing reagents and a cooling of the central electrode.

Le dispositif que l'on va décrire avec les figures présente une géométrie cylindrique de révolution. Il comporte une enceinte 100 dans laquelle s'effectue la réaction, et deux électrodes 10 et 12 (figure 1). La première électrode 10 est dans une position centrale suivant l'axe de l'enceinte. Elle a un diamètre de 1,5 mm, et est constituée d'un matériau métallique qui possède une importante conductivité électrique, une température de fusion élevée et une importante résistance à la corrosion. La seconde électrode 12 a la forme d'un tube cylindrique de diamètre intérieur 15 mm et de longueur 120 mm. Elle est réalisée en acier inoxydable et constitue le corps du réacteur. Dans la suite de la description, on n'établira pas de distinction entre l'enceinte 100 et l'électrode 12.  The device that will be described with the figures has a cylindrical geometry of revolution. It comprises an enclosure 100 in which the reaction takes place, and two electrodes 10 and 12 (Figure 1). The first electrode 10 is in a central position along the axis of the enclosure. It has a diameter of 1.5 mm, and is made of a metallic material that has a high electrical conductivity, a high melting temperature and a high corrosion resistance. The second electrode 12 has the shape of a cylindrical tube with an internal diameter of 15 mm and a length of 120 mm. It is made of stainless steel and is the body of the reactor. In the remainder of the description, no distinction will be made between the enclosure 100 and the electrode 12.

L'ensemble du dispositif est isolé thermiquement grâce à un manchon 14 qui entoure l'électrode tubulaire 12, pour limiter au maximum les pertes vers l'extérieur. Ce manchon est par exemple réalisé en un matériau à base de fibres d'alumine, de 5 cm d'épaisseur.  The entire device is thermally insulated by a sleeve 14 which surrounds the tubular electrode 12, to minimize the losses to the outside. This sleeve is for example made of a material based on alumina fibers, 5 cm thick.

Les deux électrodes 10 et 12 sont isolées électriquement entre elles par la mise en place d'un second manchon isolant 16 d'épaisseur 2 mm autour de l'électrode 10. L'isolant est par exemple un élément céramique à base d'oxyde métallique.  The two electrodes 10 and 12 are electrically insulated from each other by the introduction of a second insulating sleeve 16 of thickness 2 mm around the electrode 10. The insulator is for example a ceramic element based on metal oxide .

Les électrodes 10 et 12 sont connectées respectivement aux bornes 18 et 20 d'un générateur électrique décrit ci-après.  The electrodes 10 and 12 are respectively connected to terminals 18 and 20 of an electric generator described below.

L'électrode tubulaire 12 comprend, dans un exemple détaillé plus loin, une membrane perméable à l'hydrogène. Elle comporte aussi, dans un exemple, une couche mince constituée d'un matériau diélectrique 23 (figure la) à base d'alumine de 5 micromètres d'épaisseur sur sa face interne. Cette couche diélectrique permet une meilleure répartition des charges électriques au niveau de la surface de la couche mince et une plus grande homogénéité de la décharge. En variante, l'électrode tubulaire comporte un substrat formé par exemple d'un alliage à base de Nickel sur sa face interne.  The tubular electrode 12 comprises, in an example detailed below, a membrane permeable to hydrogen. It also comprises, in one example, a thin layer made of a dielectric material 23 (Figure la) based on alumina 5 microns thick on its inner face. This dielectric layer allows a better distribution of electric charges at the surface of the thin layer and a greater homogeneity of the discharge. Alternatively, the tubular electrode comprises a substrate formed for example of a nickel-based alloy on its inner face.

Le mélange réactif est composé d'un produit hydrocarboné (hydrocarbure, alcool, ester, éther ou tout autre produit contenant de l'hydrogène et du carbone) et d'un produit oxydant (air, eau, air enrichi en oxygène ou mélange d'eau et d'air, enrichi ou non).  The reactive mixture is composed of a hydrocarbon product (hydrocarbon, alcohol, ester, ether or any other product containing hydrogen and carbon) and an oxidizing product (air, water, oxygen-enriched air or a mixture of water and air, enriched or not).

Les réactifs sont introduits dans l'enceinte 12 avec une vitesse élevée. On injecte ces réactifs de manière sensiblement tangentielle par des injecteurs 24 et 25 (Figure 2). Ces injecteurs, de diamètre 1 mm, sont au nombre de quatre et ils sont uniformément répartis sur une section située à 1 cm en amont de l'extrémité de l'électrode 10. Chaque injecteur forme ainsi un angle de 90 dans le plan de la section avec chacun de ses deux voisins. Ceci permet de créer un écoulement hélicoïdal 22 dans la direction axiale. Cet écoulement hélicoïdal a pour avantage de créer un milieu homogène à l'intérieur de l'enceinte.  The reagents are introduced into the chamber 12 with a high speed. These reactants are injected substantially tangentially by injectors 24 and 25 (FIG. 2). These injectors, of diameter 1 mm, are four in number and they are uniformly distributed over a section located 1 cm upstream of the end of the electrode 10. Each injector thus forms an angle of 90 in the plane of the section with each of his two neighbors. This makes it possible to create a helical flow 22 in the axial direction. This helical flow has the advantage of creating a homogeneous medium inside the enclosure.

Les réactifs sont introduits dans l'enceinte sous forme gazeuse, généralement à une température de 120 C. Ils peuvent être introduits soit séparément soit pré-mélangés.  The reactants are introduced into the chamber in gaseous form, generally at a temperature of 120 ° C. They can be introduced either separately or premixed.

Dans un exemple, on dispose de plusieurs groupes d'injecteurs situés dans différentes sections de l'enceinte (sections 1, 2 et 3 sur la figure 1). Ceci permet d'injecter des réactifs à différents niveaux de l'enceinte, c'est-à-dire dans différentes sections situées en aval de la première, afin de maintenir ou de renforcer l'écoulement hélicoïdal sur toute la longueur de l'enceinte.  In one example, there are several groups of injectors located in different sections of the enclosure (sections 1, 2 and 3 in Figure 1). This makes it possible to inject reagents at different levels of the enclosure, that is to say in different sections located downstream of the first, in order to maintain or reinforce the helical flow over the entire length of the enclosure .

Un générateur électrique représenté sur la figure 5 permet de générer le plasma. Ce générateur est alimenté par une source de basse tension continue, et il comporte trois éléments: un convertisseur de tension continue en tension alternative 31 de type à résonance, un élévateur de tension 32 de type transformateur et un convertisseur de tension alternative en tension continue 33 pour redresser la haute tension de sortie.  An electric generator shown in FIG. 5 makes it possible to generate the plasma. This generator is powered by a DC low-voltage source, and it comprises three elements: a resonant-type DC voltage converter 31, a transformer-type voltage booster 32 and a DC voltage converter 33 to straighten the high output voltage.

Un exemple de réalisation du convertisseur à résonance est montré sur la figure 5a. Il s'agit d'un convertisseur à double résonance à pont complet. Le principe d'un tel convertisseur est le suivant: la tension d'entrée continue est tout d'abord découpée par deux interrupteurs à semiconducteurs (ci après nommés transistors, de type IGBT ou MOSFET par exemple) 40 et 42 placés respectivement en parallèle de diodes 44 et 46 et deux transistors 60 et 62 placés respectivement en parallèle de diodes 64 et 66. Les transistors 40 et 62 sont à l'état passant durant tout ou partie de la première demi période de fonctionnement. Durant toute cette demi période de fonctionnement les transistors 42 et 60 sont bloqués. Durant tout ou partie de la deuxième demi période de fonctionnement les transistors 40 et 62 sont à l'état passant. Durant toute cette deuxième demi période de fonctionnement les transistors 42 et 60 sont bloqués. Lorsqu'un transistor n'est pas à l'état passant durant sa demi période de fonctionnement c'est sa diode en antiparallèle qui est à l'état passant. Une tension découpée est ainsi créée aux bornes d'un circuit 38 monté en série avec le primaire du transformateur 32; ce circuit 38 dit à double résonance comprend une inductance 48, en série avec un ensemble constitué d'une inductance 50 et d'un condensateur 52, eux-mêmes montés en parallèle. La tension découpée peut ainsi exciter deux résonances: la résonance du circuit constitué par l'inductance 50 et le condensateur 52, et la résonance du circuit constitué par l'inductance 48 et le condensateur 52. Ainsi, l'amplitude du courant traversant l'enroulement primaire du transformateur 32 dépend de la fréquence de découpage, ce qui permet de contrôler la puissance électrique qui transite par ce transformateur. La forme d'onde du courant traversant l'enroulement primaire du transformateur 32 dépend des valeurs des inductances 48 et 50 et de la capacité du condensateur 52. L'utilisation d'un convertisseur à double résonance est privilégiée car, à une fréquence de découpage élevée, une forte puissance électrique peut être générée, alors qu'à une fréquence plus basse une puissance quasi-nulle peut être générée. La réciproque est possible selon les valeurs des composants 48,50 et 52 choisis. Ainsi lors de la présence de l'arc une tenue à ce court-circuit peut être contrôlée à l'aide de ce circuit à double résonance.  An embodiment of the resonance converter is shown in Figure 5a. It is a full bridge double resonance converter. The principle of such a converter is as follows: the DC input voltage is first cut by two semiconductor switches (hereinafter referred to as transistors, of the IGBT or MOSFET type, for example) 40 and 42 respectively placed in parallel with each other. diodes 44 and 46 and two transistors 60 and 62 respectively placed in parallel of diodes 64 and 66. The transistors 40 and 62 are in the on state during all or part of the first half operating period. During all this half-life, the transistors 42 and 60 are blocked. During all or part of the second half-operating period, the transistors 40 and 62 are in the on state. During all this second half of operation, the transistors 42 and 60 are blocked. When a transistor is not in the on state during its half operating period it is its antiparallel diode which is in the on state. A cut-off voltage is thus created across a circuit 38 connected in series with the primary of the transformer 32; this double resonance circuit 38 comprises an inductor 48, in series with an assembly consisting of an inductor 50 and a capacitor 52, themselves connected in parallel. The cut-off voltage can thus excite two resonances: the resonance of the circuit constituted by the inductance 50 and the capacitor 52, and the resonance of the circuit formed by the inductor 48 and the capacitor 52. Thus, the amplitude of the current flowing through the The primary winding of the transformer 32 depends on the switching frequency, which makes it possible to control the electrical power that passes through this transformer. The waveform of the current flowing through the primary winding of the transformer 32 depends on the values of the inductors 48 and 50 and the capacitance of the capacitor 52. The use of a double-resonance converter is preferred because, at a switching frequency high, a high electric power can be generated, while at a lower frequency almost zero power can be generated. The reciprocal is possible according to the values of the components 48,50 and 52 chosen. Thus during the presence of the arc a resistance to this short circuit can be controlled using this double resonance circuit.

Le convertisseur alternatif/ continu est un redresseur de réalisation classique ou avec un multiplieur de tension. Les composants le constituant jouent, comme dans le convertisseur continu/alternatif, le rôle d'interrupteurs qui permettent de redresser le signal et d'obtenir une haute tension continue.  The AC / DC converter is a rectifier of conventional construction or with a voltage multiplier. The constituent components play, as in the DC / AC converter, the role of switches that can rectify the signal and obtain a high DC voltage.

Les expériences menées dans le cadre de la présente invention ont montré que l'utilisation de ce type de générateur permet: - De maintenir la tension aux bornes des électrodes à un niveau très élevé (pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de kV), constant et parfaitement stable. Le niveau de tension est défini par la géométrie de l'enceinte et les conditions d'écoulement (composition du gaz, débit, pression).  The experiments carried out in the context of the present invention have shown that the use of this type of generator makes it possible: to maintain the voltage across the electrodes at a very high level (up to several tens of kV), constant and perfectly stable. The voltage level is defined by the geometry of the enclosure and the flow conditions (gas composition, flow, pressure).

- De maintenir à un niveau constant, parfaitement stable et réglable le courant dans la décharge, et ce quelle que soit la valeur du courant, y compris pour de très faibles valeurs (1A).  - To keep the current in the discharge at a constant, perfectly stable and adjustable level, whatever the value of the current, even for very low values (1A).

Lorsque le générateur est mis en marche, une décharge électrique 70 se crée à l'endroit où l'espace entre les électrodes est minimum, cette décharge donne naissance à un phénomène d'arc glissant, illustré par les figures 6 et 6a. Après quelques secondes, cette décharge se stabilise. Comme les réactifs sont introduits avec une certaine vitesse, leur déplacement conduit à une diffusion du plasma. La décharge est entraînée par les réactifs jusqu'à atteindre une très grande longueur et se stabiliser dans l'ensemble de l'enceinte. Cette décharge a pour conséquence la création d'un plasma homogène à l'intérieur de l'enceinte. Lorsque l'écoulement s'effectue de manière hélicoïdale, la décharge est stabilisée sous forme d'un vortex.  When the generator is turned on, an electrical discharge 70 is created where the space between the electrodes is minimum, this discharge gives rise to a sliding arc phenomenon, illustrated by Figures 6 and 6a. After a few seconds, this discharge stabilizes. As the reagents are introduced with a certain speed, their displacement leads to a diffusion of the plasma. The discharge is driven by the reagents to reach a very long length and stabilize throughout the enclosure. This discharge results in the creation of a homogeneous plasma inside the enclosure. When the flow is helical, the discharge is stabilized as a vortex.

On voit sur les courbes de la figure 6b que l'intensité du courant 72 est très faible (inférieure à 1A), et la tension 74 relativement élevée (de l'ordre de quelques kV).  It can be seen from the curves of FIG. 6b that the intensity of the current 72 is very small (less than 1A), and the voltage 74 is relatively high (of the order of a few kV).

Grâce à ce générateur électrique, la décharge électrique obtenue se stabilise dans des conditions électriques très particulières de haute tension (typiquement entre 1 et 10 kV) et de très faible intensité du courant (typiquement inférieure à 1A). De plus, le générateur électrique permet de régler parfaitement le courant délivré, et ainsi de contrôler dynamiquement le plasma. On obtient alors un plasma très homogène, ce qui permet à une grande fraction des réactifs de passer devant la zone active constituée de la décharge électrique. Le rendement de conversion ainsi obtenu est relativement élevé.  Thanks to this electric generator, the electric discharge obtained stabilizes under very specific electrical conditions of high voltage (typically between 1 and 10 kV) and very low intensity of the current (typically less than 1A). In addition, the electric generator makes it possible to perfectly adjust the delivered current, and thus to dynamically control the plasma. A very homogeneous plasma is thus obtained, which allows a large fraction of the reactants to pass in front of the active zone consisting of the electric discharge. The conversion yield thus obtained is relatively high.

Dans un exemple utilisant un dispositif conforme à la figure 1, maintenu à la pression atmosphérique, on introduit un mélange air-eau-isooctane dans les proportions suivantes: - Air: 5.3 Nm3/h, -Isooctane: 0.3 g/s, - Eau: 0.7 g/s.  In an example using a device according to Figure 1, maintained at atmospheric pressure, is introduced an air-water-isooctane mixture in the following proportions: - Air: 5.3 Nm3 / h, -Isooctane: 0.3 g / s, - Water 0.7 g / s.

Il est à noter que l'unité Nm3, qui signifie normal m3 , représente la quantité de gaz, exempt de vapeur d'eau, qui, à une température de 0 C et une pression absolue de 1.01325 bars, occupe un volume de 1 m3.  It should be noted that the unit Nm3, which means normal m3, represents the quantity of gas, free of water vapor, which, at a temperature of 0 C and an absolute pressure of 1.01325 bar, occupies a volume of 1 m3 .

Après amorçage de l'arc, il s'établit une tension continue de 4800 V aux bornes des électrodes et le courant dans la décharge est maintenu à 200 mA, ce qui correspond à une puissance dissipée dans la décharge de 960 W. En sortie de réacteur on obtient un mélange de composition volumique (ou molaire) suivant: - Hydrogène (H2) : 22%, - Monoxyde de carbone (CO) : 14%, - Dioxyde de carbone (CO2) : 7%, - Méthane (CH4) : 1%, - Azote (N2) : 56%.  After ignition of the arc, a DC voltage of 4800 V is established at the terminals of the electrodes and the current in the discharge is maintained at 200 mA, which corresponds to a power dissipated in the discharge of 960 W. At the output of The reactor obtained a mixture of volume composition (or molar) following: - Hydrogen (H2): 22%, - Carbon monoxide (CO): 14%, - Carbon dioxide (CO2): 7%, - Methane (CH4) : 1%, - Nitrogen (N2): 56%.

Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 3, on prévoit un échangeur de chaleur 26 dans le dispositif afin de vaporiser des réactifs introduits sous forme liquide, et qui doivent donc être transformés en gaz avant de pouvoir réagir. Dans cet exemple on introduit dans le dispositif de l'isooctane sous forme liquide (0.3 g/s), et de l'air (5 Nm3/h) . L'électrode 12 est, dans ce cas, constituée d'un alliage métallique à base de nickel. L'isooctane est introduit dans le système sous forme liquide à 20 C. Il est préchauffé et totalement vaporisé avant d'être introduit dans le réacteur grâce aux injecteurs 24. L'air est, quant à lui, introduit à 20 C par les injecteurs 25.  In an embodiment shown in FIG. 3, a heat exchanger 26 is provided in the device in order to vaporize reagents introduced in liquid form, and which must therefore be transformed into gas before being able to react. In this example isooctane is introduced into the device in liquid form (0.3 g / s), and air (5 Nm3 / h). The electrode 12 is, in this case, made of a nickel-based metal alloy. The isooctane is introduced into the system in liquid form at 20 C. It is preheated and totally vaporized before being introduced into the reactor through injectors 24. The air is, meanwhile, introduced at 20 C by the injectors 25.

Après amorçage de l'arc, il s'établit une tension continue de 5400 V et le courant est maintenu à 180 mA, ce qui correspond à une puissance dissipée dans la décharge de 972 W. En sortie de réacteur on obtient un mélange de composition volumique (ou molaire) suivant: - Hydrogène (H2) : 16%, Monoxyde de carbone (CO) : 20%, - Dioxyde de carbone (CO2) : 4%, - Méthane (CH4) : 0.5%, - Azote (N2) : 59,5%.  After ignition of the arc, a DC voltage of 5400 V is established and the current is maintained at 180 mA, which corresponds to a power dissipated in the discharge of 972 W. At the outlet of the reactor, a mixture of compositions is obtained. volume (or molar) according to: - Hydrogen (H2): 16%, Carbon monoxide (CO): 20%, - Carbon dioxide (CO2): 4%, - Methane (CH4): 0.5%, - Nitrogen (N2) ): 59.5%.

Dans un autre exemple, le dispositif est prolongé par une zone postréactive, comme montré sur la figure 4.  In another example, the device is extended by a post-reactive zone, as shown in FIG.

Cette chambre post-réactive 28 comporte un cylindre en acier inoxydable de longueur 500 mm. Dans cette chambre on introduit un tube d'alumine 29 de longueur 500 mm et 25 mm de diamètre intérieur, qui permet de maintenir la chambre à haute température.  This post-reactive chamber 28 comprises a stainless steel cylinder 500 mm in length. In this chamber is introduced a tube of alumina 29 of length 500 mm and 25 mm internal diameter, which keeps the chamber at high temperature.

On introduit un mélange air-eau-isooctane dans les proportions suivantes: - Air: 5.3 Nm3/h, - Isooctane: 0.3 g/s, - Eau: 0.7 g/s.  An air-water-isooctane mixture is introduced in the following proportions: - Air: 5.3 Nm3 / h, - Isooctane: 0.3 g / s, - Water: 0.7 g / s.

Les réactifs sont introduits pré-mélangés et la pression dans l'enceinte est maintenue à une valeur de 2 bars.  The reactants are introduced premixed and the pressure in the chamber is maintained at a value of 2 bars.

Après amorçage de l'arc, il s'établit une tension continue de 5900 V et le courant est maintenu à 310 mA, ce qui correspond à une puissance dissipée dans la décharge de 1829 W. En sortie de réacteur on obtient un mélange de composition volumique (ou molaire) suivant: - Hydrogène (H2) : 23%, Monoxyde de carbone (CO) : 17%, - Dioxyde de carbone (CO2) : 6%, - Méthane (CH4) : 1%, - Azote (N2) : 53%.  After ignition of the arc, a DC voltage of 5900 V is established and the current is maintained at 310 mA, which corresponds to a power dissipated in the discharge of 1829 W. At the outlet of the reactor, a mixture of compositions is obtained. volume (or molar) according to: - Hydrogen (H2): 23%, Carbon monoxide (CO): 17%, - Carbon dioxide (CO2): 6%, - Methane (CH4): 1%, - Nitrogen (N2) ): 53%.

Dans un autre exemple, on utilise un dispositif représenté sur à la figure 4a. On introduit à l'intérieur du tube d'alumine 29 un pain catalytique 30 constitué d'une structure de type nid d'abeille réalisée en alumine. Ce pain catalytique, qui permet la circulation des gaz, comporte un dépôt en couche mince de nickel métallique sur sa surface externe, d'une épaisseur de 8 micromètres.  In another example, a device shown in FIG. 4a is used. A catalytic bread 30 consisting of a honeycomb structure made of alumina is introduced inside the alumina tube 29. This catalytic bread, which allows the circulation of gases, comprises a deposition thin layer of nickel metal on its outer surface, a thickness of 8 microns.

On introduit un mélange air-eau-isooctane dans les proportions suivantes: - Air: 11 Nm3/h, - Isooctane: 0.6 g/s, - Eau: 1 g/s.  An air-water-isooctane mixture is introduced in the following proportions: - Air: 11 Nm3 / h, - Isooctane: 0.6 g / s, - Water: 1 g / s.

Les réactifs sont introduits pré-mélangés et la pression dans l'enceinte est maintenue à une valeur de 5 bars.  The reactants are introduced premixed and the pressure in the chamber is maintained at a value of 5 bars.

Après amorçage de l'arc, il s'établit une tension continue de 12000 V et le courant est maintenu à 150 mA, ce qui correspond à une puissance dissipée dans la décharge de 1800 W. En sortie de réacteur on obtient un mélange de composition volumique (ou molaire) suivant: - Hydrogène (H2) : 24%, - Monoxyde de carbone (CO) : 15%, - Dioxyde de carbone (CO2) : 5%, Méthane (CH4) : 0.5%, - Azote (N2) : 55.5%.  After ignition of the arc, a DC voltage of 12000 V is established and the current is maintained at 150 mA, which corresponds to a power dissipated in the 1800 W discharge. At the outlet of the reactor, a composition mixture is obtained. volume (or molar) according to: - Hydrogen (H2): 24%, - Carbon monoxide (CO): 15%, - Carbon dioxide (CO2): 5%, Methane (CH4): 0.5%, - Nitrogen (N2) ): 55.5%.

On utilise dans un autre exemple un dispositif représenté sur la figure 7. On insère, à l'extrémité de l'électrode tubulaire 12, un disque en alumine 80 de type nid d'abeille, d'épaisseur 5 mm. Ce disque permet le passage des réactifs tout en maintenant une légère surpression dans la chambre de décharge, ce qui permet de confiner la décharge dans une zone délimitée et de stabiliser les réactions de combustion liées à la propagation du front de flamme.  In another example, a device represented in FIG. 7 is used. At the end of the tubular electrode 12 is inserted a honeycomb-type alumina disk 80 of thickness 5 mm. This disc allows the passage of reagents while maintaining a slight overpressure in the discharge chamber, which allows to confine the discharge in a defined area and stabilize the combustion reactions related to the propagation of the flame front.

On introduit un mélange air-eau-isooctane dans les proportions suivantes: - Air: 4.7 Nm3/h, - Isooctane: 0.3 g/s, - Eau: 0.8 g/s.  An air-water-isooctane mixture is introduced in the following proportions: - Air: 4.7 Nm3 / h, - Isooctane: 0.3 g / s, - Water: 0.8 g / s.

Les réactifs sont introduits pré-mélangés et la pression dans l'enceinte est maintenue à une valeur de 5 bars.  The reactants are introduced premixed and the pressure in the chamber is maintained at a value of 5 bars.

Après amorçage de l'arc, il s'établit une tension continue de 4200 V et le courant est maintenu à 300 mA, ce qui correspond à une puissance dissipée dans la décharge de 1260 W. En sortie de réacteur on obtient un mélange de composition volumique (ou molaire) suivant: - Hydrogène (H2) : 24%, Monoxyde de carbone (CO) : 18%, - Dioxyde de carbone (CO2) : 5%, - Méthane (CH4) : 0.5%, - Azote (N2) : 52.5%.  After ignition of the arc, a DC voltage of 4200 V is established and the current is maintained at 300 mA, which corresponds to a power dissipated in the discharge of 1260 W. At the outlet of the reactor, a composition mixture is obtained. volume (or molar) according to: - Hydrogen (H2): 24%, Carbon monoxide (CO): 18%, - Carbon dioxide (CO2): 5%, - Methane (CH4): 0.5%, - Nitrogen (N2) ): 52.5%.

Dans une autre réalisation, conforme à la figure 7a, l'extrémité de l'électrode tubulaire 12 est constituée d'un col 82 suivi d'un divergent 84. Ce dispositif permet de stabiliser la décharge électrique en confinant l'accrochage de l'arc au niveau du col. Par ailleurs, ce dispositif permettant de contrôler la zone d'accrochage de l'arc, il est possible, en faisant varier la position du col et de son divergent, de faire varier la tension de la décharge et donc de contrôler finement la puissance injectée dans la décharge.  In another embodiment, in accordance with FIG. 7a, the end of the tubular electrode 12 consists of a neck 82 followed by a divergent 84. This device makes it possible to stabilize the electric discharge by confining the attachment of the bow at the collar. Furthermore, this device for controlling the attachment zone of the arc, it is possible, by varying the position of the neck and its divergent, to vary the voltage of the discharge and thus to finely control the power injected in the dump.

Dans un autre exemple, on utilise un dispositif représenté sur la figure 8. Le corps du réacteur comporte un tube 86 qui permet d'assurer le positionnement d'une membrane 88 constituée d'un matériau conducteur perméable à l'hydrogène. Ce dispositif permet de combiner deux fonctions: électrode et séparation in situ de l'hydrogène. L'hydrogène H2 est aspiré en continu à travers un dispositif 90, ce qui permet de réduire lapression partielle de l'hydrogène dans la décharge, et ainsi de déplacer l'équilibre thermodynamique et d'augmenter la conversion en hydrogène En effet, l'hydrogène est extrait de la zone réactive à travers la membrane perméable. Ceci a pour effet de créer un manque, ou une sous-pression partielle d'hydrogène, ce qui augmente la vitesse de conversion.  In another example, a device shown in FIG. 8 is used. The body of the reactor comprises a tube 86 which makes it possible to ensure the positioning of a membrane 88 made of a conductive material that is permeable to hydrogen. This device makes it possible to combine two functions: electrode and in situ separation of hydrogen. The H2 hydrogen is sucked continuously through a device 90, which makes it possible to reduce the partial pressure of the hydrogen in the discharge, and thus to shift the thermodynamic equilibrium and to increase the conversion to hydrogen. hydrogen is extracted from the reactive zone through the permeable membrane. This has the effect of creating a lack, or a partial underpressure of hydrogen, which increases the conversion rate.

Dans un autre exemple, représenté sur la figure 9, on insère à l'intérieur de l'électrode tubulaire 12 un disque 11 réalisé en nitrure de bore, et percé pour laisser passer l'électrode centrale 10. Le positionnement du disque 11 crée une chambre 13 dans laquelle les réactifs ayant été introduits séparément peuvent être mélangés. Ce dispositif permet également de réaliser un refroidissement très efficace de l'électrode centrale 10 et de l'isolant électrique 16 par les gaz injectés. En effet, les gaz emprisonnés dans la chambre de mélange sont à une température plus basse que celle du plasma.  In another example, shown in FIG. 9, a disk 11 made of boron nitride is inserted inside the tubular electrode 12 and pierced to pass the central electrode 10. The positioning of the disk 11 creates a chamber 13 in which the reagents having been introduced separately can be mixed. This device also makes it possible to achieve a very efficient cooling of the central electrode 10 and the electrical insulator 16 by the injected gases. Indeed, the gases trapped in the mixing chamber are at a lower temperature than that of the plasma.

Par ailleurs, les gaz sont accélérés du fait qu'ils sont introduits dans l'enceinte par un conduit de section plus petite que la chambre, ce qui a pour conséquence d'accélérer la vitesse des gaz et donc le refroidissement de la partie de l'électrode 10 se situant au contact du plasma.  Furthermore, the gases are accelerated because they are introduced into the chamber by a duct of smaller section than the chamber, which has the effect of accelerating the speed of the gases and thus the cooling of the part of the chamber. electrode 10 being in contact with the plasma.

2888835 202888835 20

Claims (21)

REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'hydrogène à partir d'un produit hydrocarboné et d'un produit oxydant, la réaction étant effectuée dans une enceinte (100), présentant une symétrie cylindrique autour d'un axe et dans laquelle circulent les produits, un écoulement hélicoïdal des réactifs selon l'axe de l'enceinte étant créé dans cette enceinte, et on crée une décharge électrique (70) produisant un plasma non thermique, la décharge électrique étant sélectionnée pour que le plasma soit tel qu'il soit entraîné par les produits afin d'occuper la majeure partie de l'enceinte.  1. A process for producing hydrogen from a hydrocarbon product and an oxidizing product, the reaction being carried out in a chamber (100), having a cylindrical symmetry about an axis and in which the products circulate, a helicoidal flow of the reactants along the axis of the chamber being created in this chamber, and creating an electric discharge (70) producing a non-thermal plasma, the electric discharge being selected so that the plasma is such that it is driven by products to occupy most of the enclosure. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la décharge est produite par un générateur permettant une décharge stable et occupant toute la longueur de l'enceinte.  2. The method of claim 1 wherein the discharge is produced by a generator for a stable discharge and occupying the entire length of the enclosure. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la décharge électrique (70) est produite par un générateur électrique de courant continu qui comprend un convertisseur de courant continu en courant alternatif de type à résonance (31).  The method of claim 1 or 2 wherein the electric discharge (70) is produced by a DC electric generator which comprises a resonance type AC direct current converter (31). 4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel l'intensité du courant vaut au plus 1 ampère.  4. The method of claim 3 wherein the intensity of the current is at most 1 ampere. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4 dans lequel 25 on utilise un convertisseur à simple ou double résonance, de préférence à double résonance.  5. The method of claim 3 or 4 wherein a single or double resonance converter, preferably double resonance, is used. 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 dans lequel le générateur électrique, alimenté par une source 30 électrique de basse tension continue, comprend: - un convertisseur électrique continu/alternatif de type convertisseur à résonance (31), - un élévateur de tension (32), et un convertisseur électrique alternatif/continu (33).  6. Method according to one of claims 3 to 5 wherein the electric generator, powered by a DC low voltage electrical source, comprises: - a DC / AC converter type resonant converter (31), - an elevator voltage converter (32), and an AC / DC converter (33). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'écoulement hélicoïdal est réalisé grâce à une injection sensiblement tangentielle d'au moins un des réactifs dans la chambre (100), par un ou plusieurs injecteur(s) (24 ou 25) réparti(s) dans l'une au moins des sections (section 1, section 2 ou section 3) de cette chambre.  7. Method according to one of the preceding claims, wherein the helical flow is achieved by a substantially tangential injection of at least one of the reagents into the chamber (100), by one or more injector (s) (24 or 25) distributed in at least one of the sections (section 1, section 2 or section 3) of this chamber. 8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel le nombre d'injecteurs est compris entre 2 et 6 dans chaque section, ces injecteurs étant de préférence équirépartis autour de l'axe.  8. The method of claim 7 wherein the number of injectors is between 2 and 6 in each section, these injectors preferably equidistributed around the axis. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8 dans lequel on prévoit plusieurs groupes d'injecteurs, un groupe se trouvant sur une section différente de la section sur laquelle se trouve un autre groupe.  9. The method of claim 7 or 8 wherein there is provided a plurality of groups of injectors, a group being on a different section of the section on which there is another group. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel les réactifs sont introduits sous forme gazeuse dans le dispositif, soit séparément, soit pré-mélangés.  10. Method according to one of the preceding claims wherein the reagents are introduced in gaseous form into the device, either separately or premixed. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'enceinte comporte une zone post-réactive (28) maintenue à haute température.  11. Method according to one of the preceding claims, wherein the enclosure comprises a post-reactive zone (28) maintained at high temperature. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la 30 zone postréactive contient un catalyseur (30).  The method of claim 11, wherein the post-reactive zone contains a catalyst (30). 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le produit hydrocarboné est un produit compris dans le groupe comportant: les hydrocarbures purs, les carburants automobiles, les carburants utilisés pour la propulsion aérienne et maritime, les alcools, les éthers et les esters.  13. Method according to one of the preceding claims wherein the hydrocarbon product is a product included in the group comprising: pure hydrocarbons, automotive fuels, fuels used for aerial and marine propulsion, alcohols, ethers and esters . 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le produit oxydant est un produit compris dans le groupe comportant: l'air, les mélanges composés d'air et d'eau, l'air plus ou moins enrichi en oxygène, les mélanges composés d'air enrichi en oxygène et d'eau.  14. Method according to one of the preceding claims wherein the oxidizing product is a product included in the group comprising: air, mixtures composed of air and water, air more or less enriched with oxygen, mixtures of oxygen enriched air and water. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'enceinte est maintenue à une pression comprise entre 1 et 20 bars.  15. Method according to one of the preceding claims wherein the enclosure is maintained at a pressure of between 1 and 20 bar. 16. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le générateur de courant est relié à deux électrodes dont l'une est axiale (10) et l'autre est en forme de tube cylindrique de même axe (12).  16. Method according to one of the preceding claims wherein the current generator is connected to two electrodes of which one is axial (10) and the other is in the form of a cylindrical tube of the same axis (12). 17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel 20 l'électrode cylindrique comprend une membrane (88) perméable à l'hydrogène.  17. The method of claim 16 wherein the cylindrical electrode comprises a membrane (88) permeable to hydrogen. 18. Procédé selon la revendication 16 ou 17 dans lequel on utilise une électrode cylindrique présentant une couche mince 25 diélectrique sur sa surface interne.  18. The method of claim 16 or 17 wherein a cylindrical electrode having a dielectric thin film is used on its inner surface. 19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18 selon dans lequel l'électrode cylindrique comporte un catalyseur.  19. Method according to one of claims 16 to 18 according to which the cylindrical electrode comprises a catalyst. 20. Procédé selon la revendication 19 dans lequel l'électrode cylindrique comporte un alliage à base de Nickel.  20. The method of claim 19 wherein the cylindrical electrode comprises a nickel-based alloy. 21. Système de production d'hydrogène mettant en oeuvre 35 le procédé selon l'une des revendications 3 à 9 et 16 à 20.  21. Hydrogen production system implementing the method according to one of claims 3 to 9 and 16 to 20.
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