COMBUSTION CATALITIQUE ÉTAGÉE

La présente invention concerne une installation adaptée pour éliminer par combustion un flux gazeux à traiter comprenant au moins 75% d’hydrogène en volume.

L’invention concerne également une plateforme navale, notamment un engin sous- marin, comprenant une telle installation.

L’invention concerne aussi un procédé de traitement mettant en œuvre une telle installation.

Le flux gazeux à traiter est par exemple de l’hydrogène pur issu de l’exploitation d’une pile à combustible embarquée sur une plateforme navale, ou produit par une réaction chimique.

Par « élimination », on entend la transformation, préférablement totale, de l’hydrogène en un ou plusieurs produits pouvant être stockés dans la plateforme navale ou rejetés dans son environnement.

Actuellement, pour réaliser cette élimination de l’hydrogène, il est connu d’utiliser un brûleur catalytique alimenté en air de ventilation. Une telle solution est utilisée pour traiter des rejets d’hydrogène dilué en provenance de batteries ou d’un système de propulsion, afin de maintenir une concentration d’hydrogène inférieure à la limite inférieure d’explosibilité dans la plateforme navale. Toutefois, cette solution n’est pas adaptée au traitement d’un gaz à forte teneur en hydrogène. Il existe un risque d’atteindre une température haute dans le catalyseur du brûleur, ce qui peut provoquer un endommagement du matériel, un incendie ou une explosion en cas de concentration d’hydrogène supérieure à la limite inférieure d’explosibilité en entrée du brûleur. Cette technologie n’est donc pas suffisamment sûre pour être employée dans une plateforme navale telle qu’un engin sous-marin.

Pour réaliser cette élimination, il serait envisageable de recourir à une pile à combustible et de produire de l’électricité à partir de l’hydrogène à éliminer et d’oxygène. Cette solution peut sembler intéressante du point de vue de l’encombrement, mais elle doit être navalisée et adaptée pour réduire les risques afin de permettre son homologation. Or, les contraintes de l’homologation sont plus élevées pour un tel équipement que pour une pile à combustible utilisée pour la propulsion. Une telle solution n’est donc pas considérée à l’heure actuelle comme suffisamment fiable dans l’environnement particulièrement contraignant qu’est celui d’un engin sous-marin, y compris dans les situations d’environnement exceptionnelles et après un choc. Pour réaliser l’élimination de l’hydrogène, un compresseur mécanique analogue à ceux utilisés pour traiter des rejets de dioxyde de carbone pourrait être utilisé. Cependant, ce type de compresseur ne peut pas être utilisé tel quel avec de l’hydrogène. L’étanchéité externe de ce type de matériel est souvent faible. De plus, la fiabilité de ce type de composant n’apparaît pas suffisante pour assurer un fonctionnement sûr. En outre, cette technologie n’apparaît pas appropriée du point de vue de la discrétion acoustique et vibratoire. Elle pourrait aussi poser un problème d’encombrement.

Il existe également des compresseurs à hydrures métalliques permettant d’éliminer l’hydrogène à l’échelle du laboratoire. Néanmoins, le niveau de maturité de cette technologie reste encore faible et ne permet pas d’envisager son déploiement sur une plateforme navale de façon fiable.

Un but de l’invention est donc de fournir une installation adaptée pour traiter un flux gazeux riche en hydrogène palliant tout ou partie des inconvénients ci-dessus, c’est-à-dire présentant des garanties suffisantes en termes de fiabilité, discrétion, encombrement réduit et sûreté.

À cet effet, l’invention a pour objet une installation adaptée pour traiter un flux gazeux à traiter comprenant au moins 75% d’hydrogène en volume, l’installation comprenant une pluralité d’étages successifs adaptés pour brûler de l’hydrogène du flux gazeux à traiter, chacun des étages comprenant :

- une source d’un flux de comburant gazeux comprenant au moins 21% d’oxygène en volume,

- un brûleur catalytique adapté pour admettre un flux d’entrée comprenant de l’hydrogène, pour admettre le flux de comburant, et pour produire un flux de fumées, et

- un échangeur pour refroidir le flux de fumées par échange de chaleur avec un fluide réfrigérant et obtenir un flux de sortie, le flux d’entrée d’un premier étage de ladite pluralité comprenant le flux gazeux à traiter, le flux d’entrée de chacun des autres étages de ladite pluralité comprenant respectivement le flux de sortie d’un étage précédent de ladite pluralité, l’installation étant configurée pour que, dans les étages de ladite pluralité sauf le dernier étage, le brûleur catalytique brûle seulement une fraction de l’hydrogène présent dans le flux d’entrée, le flux de sortie comprenant encore de l’hydrogène, l’installation étant en outre adaptée pour produire au moins un flux d’eau à partir du flux de sortie d’au moins l’un des étages de ladite pluralité.

Selon des modes de réalisation particuliers, l’installation comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - ladite pluralité d’étages est constituée de deux ou trois étages ;

- l’installation comprend un système de régulation configuré pour réguler, dans chacun des étages de ladite pluralité, un débit du flux de comburant de manière à ce qu’une température du flux de fumées soit inférieure à une température maximale comprise entre 800°C et 900°C ;

- le système de régulation est en outre configuré pour réguler, dans chacun des étages de ladite pluralité, un débit du fluide réfrigérant de manière à ce qu’une température du flux de sortie soit supérieure à une température minimale comprise entre 100°C et 150°C ;

- le système de régulation est en outre configuré pour réguler, dans le dernier étage de ladite pluralité, un débit du flux de comburant de manière à ce que le flux de fumées du dernier étage de ladite pluralité comprenne moins de 1 ,0% d’hydrogène en volume ;

- l’installation comprend en outre : une source d’un flux gaz comprenant au moins 98% d’azote en volume, le brûleur catalytique du premier étage de ladite pluralité étant adapté pour admettre le flux de gaz pour diluer le flux de fumées dudit brûleur catalytique ; et un séparateur adapté pour admettre le flux de sortie du dernier étage de ladite pluralité, et pour produire le flux d’eau et un flux gazeux comprenant au moins 90% d’azote en volume, le brûleur catalytique du premier étage de ladite pluralité étant adapté pour admettre ledit flux gazeux ;

- le fluide réfrigérant comprend de l’eau de mer ou de l’eau douce ; et

- l’installation comprend un système de canalisations adapté pour admettre le fluide réfrigérant et faire passer le fluide réfrigérant successivement dans l’échangeur de chacun des étages de ladite pluralité selon une succession inverse par rapport à une succession définie par les flux de fumées.

L’invention a également pour objet une plateforme navale, notamment un engin sous-marin, comprenant au moins une installation telle que décrite ci-dessus.

L’invention a aussi pour objet un procédé de traitement d’un flux gazeux à traiter comprenant au moins 75% d’hydrogène en volume, le procédé mettant en œuvre une installation et comprenant les étapes suivantes :

- combustion d’hydrogène du flux gazeux à traiter dans les étages de ladite pluralité,

- dans chacun des étages de ladite pluralité, sauf le dernier étage de ladite pluralité, admission du flux d’entrée et du flux de comburant dans le brûleur catalytique et production du flux de fumées, le brûleur catalytique brûlant seulement une fraction de l’hydrogène présent dans le flux d’entrée, le flux de sortie comprenant encore de l’hydrogène,

- dans le dernier étage de ladite pluralité, admission du flux d’entrée et du flux de comburant dans le brûleur catalytique et production du flux de fumées, - dans chacun des étages de ladite pluralité, refroidissement du flux de fumées dans l’échangeur par échange de chaleur avec le fluide réfrigérant et obtention du flux de sortie,

- production du flux d’eau à partir du flux de sortie d’au moins l’un des étages de ladite pluralité.

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 aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique d’une plateforme navale selon l’invention,

- la figure 2 est une vue schématique d’une installation selon l’invention, incluse dans la plateforme navale représentée sur la figure 1 , et

- la figure 3 est une vue schématique d’une installation selon l’invention, constituant une variante de l’installation représentée sur les figures 1 et 2.

En référence à la figure 1 , on décrit une plateforme navale 10 selon l’invention.

La plateforme navale 10 est préférentiellement un engin sous-marin.

En variante, la plateforme navale 10 est un bâtiment de surface.

En utilisation, la plateforme navale 10 est environnée d’eau de mer 12.

La plateforme navale 10 comprend une installation 14 selon l’invention.

Selon une variante non représentée, la plateforme navale 10 comprend plusieurs installations analogues à l’installation 14.

L’installation 14 est adaptée pour traiter un flux gazeux à traiter 16, comprenant au moins 75% d’hydrogène en volume, et pour produire au moins un flux d’eau 18.

Dans l’exemple, l’installation 14 est également adaptée pour admettre un fluide réfrigérant 20, constituée avantageusement d’un prélèvement de l’eau de mer 12, et pour rejeter un effluent 22 constitué par le fluide réfrigérant 20 après son utilisation dans l’installation.

Comme visible sur la figure 2, le flux gazeux à traiter 16 provient d’une source 24, par exemple :

- une pile à combustible appartenant avantageusement au système de propulsion (non-représenté) de la plateforme navale 10, ou

- un stockage de carburant hydrogéné, destiné avantageusement à l’alimentation du système de propulsion, et susceptible de produire un dégagement d’hydrogène.

L’installation 14 comprend une pluralité d’étages 26, 28, 30 successifs adaptés pour brûler l’hydrogène du flux gazeux à traiter 16. L’installation 14 comprend avantageusement un système de régulation 32, et une source 34 d’un flux de gaz 36 comprenant au moins 98% d’azote en volume. L’installation 14 comprend avantageusement un séparateur 38 adapté pour évacuer le flux d’eau 18, et comprend une boucle de recyclage 40. En variante (non représentée), l’installation 14 comprend par exemple plusieurs séparateurs adaptés pour évacuer plusieurs flux d’eau issus de la combustion dans plusieurs des étages 26, 28, 30, voire dans tous les étages.

Selon d’autres variantes encore (non représentée), l’installation 14 comprend un séparateur adapté pour évacuer un flux d’eau issu de la combustion dans l’un des étages 26, 28 (c’est-à-dire pas dans le dernier étage 30).

L’installation 14 comprend avantageusement un système de canalisations 41 pour admettre le fluide réfrigérant 20 et rejeter l’effluent 22.

Comme on le verra, les étages 26, 28, 30 sont adaptés pour réaliser une combustion étagée de l’hydrogène, et sont successifs du point de vue des fumées. L’étage 26 est donc un premier étage. L’étage 28 est un deuxième étage. L’étage 30 est un troisième et dernier étage dans l’exemple représenté sur la figure 3.

Chacun des étages 26, 28, 30 comprend une source 38, 40, 42 d’un flux de comburant 44, 46, 48 gazeux comprenant entre 21 % et 100% d’oxygène en volume. Chacun des étages 26, 28, 30 comprend un brûleur catalytique 50, 52, 54 adapté pour admettre un flux d’entrée 56, 58, 60 comprenant de l’hydrogène, pour admettre le flux de comburant 44, 46, 48, et pour produire un flux de fumées 62, 64, 66. Chacun des étages comprend aussi un échangeur 68, 70, 72 pour refroidir le flux de fumées 62, 64, 66 par échange de chaleur avec le fluide réfrigérant 20 et obtenir un flux de sortie 74, 76, 78.

Le flux d’entrée 56 du premier étage 26 est constitué dans l’exemple par le flux gazeux à traiter 16.

Les flux d’entrée 58, 60 des autres étages 28, 30 sont par exemple constitués respectivement par les flux de sortie 74, 76 des étages précédents 26, 28.

Selon un mode de réalisation particulier, non représenté, les sources 38, 40, 42 sont une seule et même source.

Selon un mode de réalisation particulier, un circuit de réfrigérant peut être dédié à chaque étage et non commun à toute l’installation.

Selon un mode de réalisation particulier, le circuit de réfrigérant peut alimenter l’étage 68, puis l’étage 70 et l’étage 72 dans cet ordre.

Les brûleurs catalytiques 50, 52, 54 sont par exemple constitués de tubes contenant des catalyseurs supportés ou massiques, contenant des éléments connus pour leur capacité à réaliser la réaction d’oxydation de l’hydrogène. De manière avantageuse, ces éléments peuvent être des métaux de la famille des platinoïdes supportés et des terres rares.

Selon un mode de réalisation particulier, le catalyseur constitué des mêmes éléments est enduit directement sur les canaux des échangeurs 68, 70, 72. Dans ce cas, les brûleurs catalytiques 50, 52, 54 et les échangeurs 68, 70, 72 forment respectivement un seul équipement.

L’installation 14 est configurée pour que, dans tous les étages sauf le dernier étage 30, c’est-à-dire dans les étages 26 et 28, les brûleurs catalytiques 50, 52 brûlent seulement une fraction de l’hydrogène présent dans les flux d’entrée 56, 58, les flux de sortie 62, 64 comprenant encore de l’hydrogène. Dit autrement, les brûleurs catalytiques 50, 52 c’est-à- dire tous sauf le dernier sont destinés à réaliser une combustion partielle de l’hydrogène présent dans les flux d’entrée 56, 58. Ceci est obtenu par le fait que la quantité d’oxygène apportée par les flux de comburant 44, 46 est volontairement insuffisante pour que tout l’hydrogène présent dans les flux d’entrée 56, 58 soit brûlé.

Dans l’exemple, le brûleur catalytique 50 du premier étage 26 est en outre adapté pour admettre le flux de gaz 36 riche en azote pour diluer le flux de fumées 62, et/ou un flux gazeux 57 en provenance du séparateur 38.

Avantageusement, dans le brûleur catalytique 54 du dernier étage 30, la combustion de l’hydrogène présent dans le flux d’entrée 60 est complète, la quantité d’oxygène présente dans le flux de comburant 48 étant suffisante pour cela, et avantageusement juste suffisante pour cela. Dit autrement, l’oxygène se trouve par exemple dans la proportion stoechiométrique dans le flux de comburant 48.

Le système de régulation 32 est avantageusement configuré pour réguler, dans chacun des étages 26, 28, 30, le débit du flux de comburant 44, 46, 48 de manière à ce que la température du flux de fumées 62, 64, 66 soit inférieure à une température maximale comprise entre 800°C et 900°C.

Préférentiellement, l’installation 14 est configurée pour que, dans chaque étage, le comburant soit complètement consommé.

Le système de régulation 32 est en outre avantageusement configuré pour réguler, dans chacun des étages 26, 28, 30, le débit du fluide réfrigérant 20 de manière à ce que la température du flux de sortie 74, 76, 78 soit supérieure à une température minimale comprise entre 100°C et 150°C.

Le système de régulation 32 est par exemple configuré également pour réguler, dans le dernier étage, c’est-à-dire l’étage 30, le débit du flux de comburant 48 de manière à ce que le flux de fumée 66 comprenne moins de 1 ,0% d’hydrogène en volume, et avantageusement moins de 0,1% d’hydrogène en volume, et de manière encore plus avantageuse moins de 1 ppm d’hydrogène en volume.

Le séparateur 38 est adapté pour admettre le flux de sortie 78 du dernier étage 30 et pour produire le flux d’eau 18 et un flux gazeux 80 comprenant au moins 90% d’azote en volume. Le séparateur 38 est par exemple du type purgeur à flotteur. En variante, le séparateur 38 est par exemple un ballon séparateur équipé de mesures de niveau pilotant des vannes de purges.

Avantageusement, le flux gazeux 80 comprend au moins 99% d’azote et d’eau en volume, la combustion réalisée dans le brûleur catalytique 54 étant complète ou quasi complète.

La boucle de recyclage 40 comprend par exemple un recirculateur 82 adapté pour recirculer le flux gazeux 80, et un réchauffeur 84, avantageusement électrique pour chauffer le flux gazeux 80 et préchauffer l’installation 14 lors de la phase de démarrage.

Le flux gazeux 80 est par exemple admis dans le brûleur catalytique 50 via la boucle de recyclage 40 sous la forme du flux gazeux 57, avec ou sans apport du flux de gaz 36.

Avantageusement, l’installation 14 comprend un système de purge (non représenté), par exemple situé sur le flux gazeux 80, et adapté pour réaliser une purge dans le bord, notamment en cas de surpression. Ce système de purge est par exemple piloté par le système de régulation 32 et une mesure de pression dans l’installation 14.

Le système de canalisations 41 est par exemple adapté pour admettre le fluide réfrigérant 20 et le faire passer successivement dans les échangeurs 72, 70, 68 des étages 30, 28, 26 selon une succession inverse par rapport à la succession définie par les flux de fumées 62, 64, 66.

Le fonctionnement de l’installation 14 va maintenant être décrit, ce qui illustre également un procédé selon l’invention.

L’hydrogène contenu dans le flux gazeux à traiter 16 est brûlé progressivement dans les étages 26, 28, 30.

Dans chacun des étages, sauf le dernier étage 30, c’est-à-dire dans chacun des étages 26, 28, le flux d’entrée 56, 58 et le flux de comburant 44, 46 sont admis dans les brûleurs catalytiques 50, 52 qui produisent les flux de fumées 62, 64. Les brûleurs catalytiques 50, 52 brûlent seulement une fraction de l’hydrogène présent dans les flux d’entrée 56,58, si bien que les flux de sortie 74, 76 comprennent encore de l’hydrogène.

Dans le dernier étage 30, le flux d’entrée 60 et le flux de comburant 48 sont admis dans le brûleur catalytique 50 qui produit le flux de fumées 66 avantageusement dépourvu d’hydrogène.

Dans chacun des étages 26, 28, 30, le flux de fumées 62, 64, 66 est refroidi dans l’échangeur 68, 70, 72 par échange de chaleur avec le fluide réfrigérant 20 pour obtenir les flux de sortie 74, 76, 78.

Dans l’exemple, le flux d’entrée 56 du premier étage 26 est le flux gazeux à traiter 16. Le flux de sortie 74 du premier étage 26 devient le flux d’entrée 58 du deuxième étage 28. Le flux de sortie 76 du deuxième étage 28 devient le flux d’entrée 60 du troisième et dernier étage 30.

Le flux d’eau 18 est produit à partir du flux de sortie 78 du dernier étage 30, dans l’exemple par le séparateur 38.

Avantageusement, le système de régulation 32 régule l’installation 14 pour que la température des flux de fumées 62, 64, 66 n’excède pas la température maximale comprise entre 800°C et 900°C, et avantageusement pour que la teneur en oxygène en tout point de la boucle soit conformes aux valeurs assurant la sécurité de l’installation. Pour ce faire, le système de régulation 32 ajuste le débit des flux de comburant 44, 46, 48, et le débit du flux gazeux 80.

Pour chacun des brûleurs catalytiques 50, 52, 54, la température des fumées et/ou la teneur en oxygène en aval de ceux-ci peut être abaissée en réduisant le débit du flux de comburant 44, 46, 48, respectivement, ou en augmentant le débit du flux gazeux 80, c’est- à-dire en augmentant la dilution des flux de fumées 62, 64, 66.

Le système de régulation 32 régule avantageusement la température des flux de sortie 74, 76, 78 à des températures supérieures à la température minimale comprise entre 100°C et 150°C. Pour augmenter cette température, le système de régulation 32 réduit le débit du fluide réfrigérant 20 dans les canalisations. Inversement, pour diminuer cette température, le système de régulation 32 augmente le débit de fluide réfrigérant 20 dans les canalisations.

Eventuellement, selon une variante non représentée, un échangeur supplémentaire est intercalé entre l’échangeur 72 et le séparateur 38 pour refroidir du flux de sortie 78.

Selon une autre variante encore, on fait passer dans l’échangeur 72, non seulement le fluide réfrigérant 20, mais un autre fluide réfrigérant (non représenté), de façon à augmenter la capacité de réfrigération dans le dernier étage 30.

Selon une autre variante encore, déjà décrite plus haut, on rend les échangeurs 68, 70, 72 indépendants les uns des autres, de façon à pouvoir admettre des flux de réfrigérant différents dans chacun de ces échangeurs, et à régler la capacité de réfrigération de chacun des étages, notamment en adaptant le débit de réfrigérant passant dans chacun des échangeurs.

Le compresseur 82 fait circuler le flux gazeux 80 dans la boucle de recyclage 40. La source 34 permet de réaliser un appoint en gaz inerte via le flux de gaz 36 admis dans le brûleur catalytique 50.

Avantageusement, au démarrage de l’installation 14, celle-ci est mise sous azote non pressurisé grâce au flux de gaz 36 et à la boucle de recirculation 40. Le réchauffeur 84 réchauffe le flux gazeux 80 afin d’amener les brûleurs catalytiques 50, 52, 54 à une température d’amorçage de la combustion catalytique de l’hydrogène.

En fonctionnement normal, l’oxygène est introduit en sous-stœchiométrie dans tous les étages sauf le dernier étage 30. Dans ces étages, la réaction d’oxydation se produit, conduisant à la transformation d’une partie de l’hydrogène présent dans les flux d’entrée 56, 58 en vapeur d’eau et conduit à un dégagement de chaleur. L’oxygène est avantageusement totalement consommé par ces réactions. Le débit d’oxygène apporté via les flux de comburant 44, 46 est par exemple contrôlé à partir de la température des flux de fumées 62, 64 ou par le débit d’hydrogène en entrée de chacun des étages, calculé à partir des mesures des débits du flux de gaz 36 et du flux gazeux 80 et de la teneur en hydrogène en entrée de chacun des étages. En sortie de chacun des étages, la teneur en oxygène est préférentiellement mesurée et cette mesure est utilisée par le système de régulation 32 pour ajuster la quantité de comburant envoyée dans chacun des étages.

La température des flux de fumées 62, 64, 66 étant maintenue inférieure à la température maximale, ceci évite une dégradation des catalyseurs présents dans les brûleurs catalytiques 50, 52, 54.

En sortie de chacun des étages 26, 28, 30, les échangeurs 68, 70, 72 alimentés par le fluide réfrigérant 20 permettent d’abaisser la température des flux de sortie 74, 76, 78 à une température supérieure à la température minimale, ce qui évite la condensation d’eau dans ces flux.

En variante, en sortie de l’échangeur 72, un échangeur supplémentaire (non représenté) permet de refroidir davantage le flux 78. Le système de régulation 32 ajuste le débit de réfrigérant de cet échangeur supplémentaire afin de permettre au séparateur 38 de produire le flux d’eau 18.

Dans l’exemple, les opérations de combustion catalytique et de refroidissement sont répétées trois fois. À la sortie du dernier étage, c’est-à-dire l’étage 30 dans l’exemple, il n’y a avantageusement plus d’hydrogène ni d’oxygène dans le flux de fumées 66. L’eau produite par les combustions successives est complètement ou partiellement séparée des gaz dans le séparateur 38. Le flux gazeux 80, est avantageusement constitué d’azote et d’eau, et circule via la boucle de recirculation 40 afin de diluer les réactifs dans chacun des brûleurs catalytiques 50, 52, 54.

Avantageusement, l’installation 14, hormis le compresseur 82 et le réchauffeur 84, peut être fabriquée en une seule pièce par fabrication additive.

Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l’installation 14 permet d’éliminer l’hydrogène du flux gazeux à traiter 16 de manière fiable, discrète et sûre, avec un encombrement réduit. Le défaut d’oxygène, notamment dans les étages 26 et 28 permet d’éviter l’explosion du mélange en assurant une teneur en hydrogène supérieure à la limite supérieure d’explosivité.

La température de réaction des gaz, c’est-à-dire notamment la température des flux de fumées 62, 64, 66 est limitée en étageant la réaction afin de minimiser la quantité d’énergie libérée dans chacun des étages. Cet étagement est réalisé en introduisant le comburant en tant que réactif limitant à chaque étage.

Avantageusement, le mélange réactif vu par les brûleurs catalytiques 50, 52, 54 est dilué grâce à la boucle de recirculation 40.

La température de réaction est également limitée par la réfrigération opérée en sortie des brûleurs catalytiques 50, 52, 54.

Après le dernier étage 30, l’hydrogène et l’oxygène éventuellement recirculant dans le boucle de recirculation 40 et ne sont présents que sous forme de traces, en quantités inférieures à 1 ppm en volume respectivement. Un système de mesure de ces constituants dans la boucle de recirculation permet avantageusement de contrôler leurs teneurs pour assurer la sécurité de l’installation.

En référence à la figure 3, on décrit une installation 114 constituant une variante de l’installation 14 représentée sur les figures 1 et 2. L’installation 114 est analogue à l’installation 14. Les éléments similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.

L’installation 114 ne comprend pas l’étage 30 de l’installation 14, mais uniquement les étages 26 et 28.

L’étage 28 est donc le dernier étage de l’installation 114. Le flux de sortie 76 est admis dans le séparateur 38.

L’étage 28 de l’installation 114 possède toutes les propriétés de l’étage 30 de l’installation 14. En particulier, le brûleur catalytique 52 réalise une combustion avantageusement complète de l’hydrogène encore présent dans le flux d’entrée 58.

Les échangeurs 68, 70 sont indépendants l’un de l’autre. L’échangeur 68 reçoit un fluide réfrigérant 22A, par exemple de l’eau de mer, et rejette un effluent 22. L’échangeur 70 reçoit le fluide réfrigérant 20, par exemple de l’eau de mer, et rejette un effluent 22A.

Les échangeurs 68, 70 peuvent donc être réglés indépendamment l’un de l’autre de façon à adapter la capacité de réfrigération de chacun des étages, qui ne sont pas liés par un même débit de réfrigérant.

L’installation 114 fonctionne de manière analogue à l’installation 14 et présente sensiblement les mêmes avantages.

Exemple : L’exemple suivant concerne la variante décrite ci-dessus, à deux étages 26, 28. Le flux gazeux à traiter 16 est de l’hydrogène pur et possède un débit de 0,6470 kg/h.

Les flux de comburant 46, 48 sont constitués d’oxygène pur et ont respectivement pour débit 2,600 kg/h et 2,535 kg/h.

En amont du brûleur catalytique 50 du premier étage 26, le mélange du flux gazeux à traiter 16, du flux de comburant 44 et du flux gazeux 80 recirculé est à une pression de 1 ,400 bar et une température de 43,4°C. Son débit est de 93,21 kg/h. Dans ce mélange, la fraction volumique d’hydrogène est de 0,08, celle d’oxygène de 0,02, celle d’azote de 0,88, et celle d’eau de 0,03.

Le flux de fumées 62 possède une température de 402, 3°C. Sa fraction molaire d’hydrogène est de 0,04 et celle d’oxygène de 0,0000.

Le flux de fumées 64 possède une température de 537, 5°C. Sa fraction molaire d’azote est de 0,86 et sa fraction molaire d’eau de 0, 14. Dans ce flux, la fraction molaire d’hydrogène et d’oxygène est de 0,0000.

Le flux d’eau 18 a une température de 40,0°C et un débit de 5,782 kg/h. Sa fraction molaire en eau est de 1 ,0000.

Le flux gazeux 80, ou gaz recyclé 57, est à une pression de 1 ,4 bar, une température de 40,0°C et son débit est de 89,96 kg/h. Sa fraction molaire d’azote est de 0,95 et sa fraction molaire d’eau de 0,05. Sa fraction molaire d’hydrogène et d’oxygène est de 0,00.

La consommation totale d’oxygène est de 5, 14 kg/h.