FR3119994A1 - SILICA TRAP SYSTEM AND HYDROGEN PRODUCTION SYSTEM COMPRISING SUCH SYSTEM - Google Patents
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Abstract
SYSTEME DE PIEGEAGE DE SILICE ET SYSTEME DE PRODUCTION D‘HYDROGENE COMPORTANT UN TEL SYSTEME Ce système de piégeage de silice contenue dans un gaz issu de reformage et circulant dans un système de production d’hydrogène, est caractérisé en ce qu’il comporte une enceinte fermée (2) dans laquelle est disposée une cartouche filtrante (3) et munie d’une entrée (4) de gaz non filtré dans la cartouche filtrante et d’une sortie (5) de gaz filtré à la périphérie de cette cartouche. Figure pour l'abrégé : Figure 1SILICA TRAP SYSTEM AND HYDROGEN PRODUCTION SYSTEM COMPRISING SUCH A SYSTEM This system for trapping silica contained in a gas resulting from reforming and circulating in a hydrogen production system is characterized in that it comprises a closed (2) in which is arranged a filter cartridge (3) and provided with an inlet (4) for unfiltered gas in the filter cartridge and with an outlet (5) for filtered gas at the periphery of this cartridge. Figure for the abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne un système de piégeage de silice.The present invention relates to a silica trapping system.
Plus particulièrement l’invention concerne un système de piégeage de la silice contenue dans un gaz issu de reformage et circulant dans un système de production d’hydrogène.More particularly, the invention relates to a system for trapping silica contained in a gas resulting from reforming and circulating in a hydrogen production system.
L’invention concerne également un système de production d‘hydrogène comportant un tel système de piégeage.The invention also relates to a hydrogen production system comprising such a trapping system.
On sait que dans ces systèmes de production d’hydrogène par reformage, la température peut atteindre pratiquement 1000°C.It is known that in these hydrogen production systems by reforming, the temperature can reach almost 1000°C.
À ces températures, certains matériaux utilisés pour la réalisation de certaines pièces, libèrent de la silice sous forme gazéifiée.At these temperatures, certain materials used to make certain parts release silica in gasified form.
Dans des zones à basse température, cette silice gazéifiée peut repasser sous une forme solide.In areas of low temperature, this gasified silica can return to a solid form.
Certaines pièces du système en particulier présentent des surfaces de contact qui favorisent le dépôt de silice, ce qui peut entraîner le bouchage progressif par exemple du réacteur de gaz à l’eau inverse (pour « Water Gas Shift » en anglais) et par conséquent la dégradation des performances de celui-ci.Certain parts of the system in particular have contact surfaces which promote the deposition of silica, which can lead to the gradual clogging, for example, of the reverse water gas reactor (for “Water Gas Shift”) and consequently the degradation of its performance.
Il est alors nécessaire de procéder à une maintenance relativement lourde du réacteur en démontant et en remplaçant par exemple certaines pièces.It is then necessary to carry out relatively heavy maintenance of the reactor by dismantling and replacing certain parts, for example.
On conçoit que tout ceci présente un certain nombre d’inconvénients notamment au niveau du temps requis et du coût de ce type d’opérations sans parler de problèmes par exemple liés aux dégradations de performances voire d’indisponibilité du système par exemple d’énergie dans un contexte opérationnel.It is understood that all this has a certain number of drawbacks, particularly in terms of the time required and the cost of this type of operation, not to mention problems, for example, related to performance degradation or even unavailability of the system, for example energy in an operational context.
Le but de l’invention est donc de résoudre ces problèmes.The object of the invention is therefore to solve these problems.
À cet effet, l’invention a pour objet un système de piégeage de silice contenue dans un gaz issu de reformage et circulant dans un système de production d’hydrogène, caractérisé en ce qu’il comporte une enceinte fermée dans laquelle est disposée une cartouche filtrante et munie d’une entrée de gaz non filtré dans la cartouche filtrante et d’une sortie de gaz filtré à la périphérie de cette cartouche.To this end, the subject of the invention is a system for trapping silica contained in a gas resulting from reforming and circulating in a hydrogen production system, characterized in that it comprises a closed enclosure in which is placed a cartridge filtering and provided with an unfiltered gas inlet in the filter cartridge and with a filtered gas outlet at the periphery of this cartridge.
Suivant d’autres caractéristiques du système selon l’invention, prises seules ou en combinaison :According to other characteristics of the system according to the invention, taken alone or in combination:
- la cartouche filtrante est une cartouche cylindrique placée en regard de l’entrée de gaz ;the filter cartridge is a cylindrical cartridge placed opposite the gas inlet;
- l’entrée de gaz est ménagée dans le fond de l’enceinte ;the gas inlet is arranged in the bottom of the enclosure;
- l’entrée de gaz est ménagée au centre de l’enceinte ;the gas inlet is arranged in the center of the enclosure;
- la sortie de gaz est ménagée dans une paroi latérale de l’enceinte ;the gas outlet is arranged in a side wall of the enclosure;
- l’enceinte comporte un couvercle amovible pour faciliter le changement de la cartouche ;the enclosure has a removable cover to facilitate changing the cartridge;
- le couvercle est fixé par boulonnage sur le reste de l’enceinte ;the cover is bolted to the rest of the enclosure;
- la cartouche comporte un panier dans lequel sont placées des pastilles de piégeage en céramique ;the cartridge comprises a basket in which ceramic trapping pellets are placed;
- les pastilles sont réalisées dans un matériau choisi dans le groupe comprenant de la cérine, de l’alumine ou de la zircone.the pellets are made of a material chosen from the group comprising ceria, alumina or zirconia.
Selon un autre aspect l’invention a également pour objet un système de production d‘hydrogène comportant un système de piégeage de silice tel que décrit précédemment.According to another aspect, the invention also relates to a hydrogen production system comprising a silica trapping system as described above.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel :The invention will be better understood on reading the following description, given solely by way of example and made with reference to the attached drawing, in which:
-
On a en effet illustré sur cette
Ce système de piégeage permet de bloquer la silice gazéifiée contenue dans un gaz issu de reformage et circulant dans un système de production d’hydrogène comme dans une pile à combustible par exemple.This trapping system makes it possible to block the gasified silica contained in a gas resulting from reforming and circulating in a hydrogen production system such as in a fuel cell for example.
Ce système de piégeage comporte alors une enceinte fermée désignée par la référence générale 2, dans laquelle est disposée une cartouche filtrante désignée par la référence générale 3.This trapping system then comprises a closed enclosure designated by the general reference 2, in which is arranged a filter cartridge designated by the general reference 3.
Cette enceinte est munie d’une entrée de gaz non filtré désignée par la référence générale 4 et d’une sortie de gaz filtré à la périphérie de cette cartouche, désignée par la référence générale 5.This enclosure is provided with an unfiltered gas inlet designated by the general reference 4 and a filtered gas outlet at the periphery of this cartridge, designated by the general reference 5.
En fait, et comme cela est illustré, la cartouche filtrante est une cartouche cylindrique qui est placée en regard dans l’entrée de gaz 4.In fact, and as shown, the filter cartridge is a cylindrical cartridge which is placed opposite in the gas inlet 4.
Plus particulièrement la cartouche 3 est placée autour de cette entrée de gaz 4 de façon à amener le gaz à traverser celle-ci et piéger la silice dans la cartouche.More particularly the cartridge 3 is placed around this gas inlet 4 so as to cause the gas to pass through it and trap the silica in the cartridge.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur cette figure, l’entrée de gaz 4 est ménagée dans le fond de l’enceinte, par exemple au centre de celle-ci.In the exemplary embodiment illustrated in this figure, the gas inlet 4 is arranged in the bottom of the enclosure, for example in the center thereof.
La sortie de gaz 5 est quant à elle ménagée par exemple dans une paroi latérale de cette enceinte 2.The gas outlet 5 is for its part provided for example in a side wall of this enclosure 2.
Comme cela est illustré, l’enceinte peut également comporter un couvercle amovible pour faciliter la maintenance du système et notamment le changement de la cartouche, ce couvercle étant désigné par la référence générale 6.As illustrated, the enclosure may also include a removable cover to facilitate maintenance of the system and in particular changing the cartridge, this cover being designated by the general reference 6.
En fait, le couvercle 6 peut être fixé par exemple par boulonnage sur le reste de l’enceinte, l’un des boulons correspondants étant désigné par la référence générale 7 sur cette figure.In fact, the cover 6 can be fixed for example by bolting to the rest of the enclosure, one of the corresponding bolts being designated by the general reference 7 in this figure.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur cette figure également, la cartouche filtrante 3 peut comporter un panier par exemple mécano-soudé, désigné par la référence générale 8 sur cette figure, dans lequel sont placées des pastilles de piégeage par exemple en céramique, désignées par la référence générale 9.In the exemplary embodiment illustrated in this figure also, the filter cartridge 3 may comprise a basket, for example mechanically welded, designated by the general reference 8 in this figure, in which are placed trapping pellets, for example made of ceramic, designated by general reference 9.
Ces pastilles peuvent par exemple être réalisées dans un matériau choisi dans le groupe comprenant de la cérine, de l’alumine ou de la zircone.These pellets can for example be made of a material chosen from the group comprising ceria, alumina or zirconia.
Bien entendu, d’autres matériaux peuvent être utilisés.Of course, other materials can be used.
Ces pastilles peuvent par exemple présenter une forme cylindrique de diamètre de 1mm et de longueur moyenne de 10mm par exemple.These pellets can for example have a cylindrical shape with a diameter of 1 mm and an average length of 10 mm for example.
Elles peuvent également présenter une porosité de 0.4 par exemple.They can also have a porosity of 0.4 for example.
Bien entendu, d’autres modes de réalisation peuvent être envisagés.Of course, other embodiments can be envisaged.
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