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VALORISATION DES GAZ EN SORTIE DES EQUIPEMENTS CRYOGENIQUES

IP.com Disclosure Number: IPCOM000249816D
Publication Date: 2017-Apr-10
Document File: 5 page(s) / 803K

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Valorisation des gaz en sortie des équipements cryogéniques

L’homme  du métier connaît  bien les  équipements cryogéniques dédiés à la production du froid pour des applications agro-alimentaires : les tunnels ou cellules cryogéniques de surgélation et bien sur les camions de transport réfrigéré. Pour ces deux équipements, en fin de processus, sont rejetées de fortes quantités de gaz froid ; azote ou CO2, à des températures allant de -100°C à -20°C. Ces gaz rejetés renferment une quantité d’énergie qu’il serait intéressant de valoriser.

A titre d’exemple, prenons un tunnel de surgélation d’une capacité de 500kg/h fonctionnant à -100°C et dont la consommation d’azote est 1kg LIN/kg produit. Dans ce cas, se sont 500kg/h d’azote à -80°C qui sont rejetés sans valorisation, soit une puissance frigorifique d’environ 12 kW () à 5°C.

                                                                                                                             

Pour le même tunnel fonctionnant au CO2 et avec la même hypothèse de consommation spécifique, la puissance frigorifique rejetée sans valorisation (de -70°C à 5°C) serait de 8kW.

Une des pistes de valorisation envisageable serait alors l’utilisation du froid pour la formation de coulis d’hydrates.

Nous proposons dans ce qui suit d’utiliser la quantité de froid contenu dans les gaz d’évacuation de ces équipements (voire les gaz froids en partie basse du tunnel) pour la formation de coulis d’hydrate de TBAB (TetraButylAmmoniumBromure). Ce coulis servira à amener du froid vers les points d’utilisations qui peuvent se trouver autour de ces équipements tels que des salles opérateurs, soit de façon directe en tant que fluides frigoporteur diphasique liquide-solide (effet frigorifique par chaleur latente de fusion des hydrates de TBAB), soit de façon indirecte en cédant son énergie frigorifique à un fluide frigoporteur tel que de l’eau glycolée.

Le TBAB est un sel quaternaire qui forme avec l’eau un hydrate. Les hydrates sont des cristaux de structures tridimensionnelles (similaires à la glace), en forme de cages susceptibles d’accueillir des molécules telles que des sels.

Le coulis d’hydrates de TBAB  est un mélange de cristaux d’hydrates de TBAB en suspension dans une phase aqueuse qui peut être formé par simple refroidissement d’une solution aqueuse de TBAB. Ces coulis sont similaires à des coulis de glace.

L’hydrate de TBAB est bien adapté pour les applications de climatisation car il se forme à pression atmosphérique et sa température de transition est comprise entre +5°C et +12°C, celle-ci peut être ajustée en fonction de la concentration de la solution en sel. Par ailleurs, plusieurs études ont prouvé que les coulis d’hydrates de TBAB ont de bonnes conditions...