Brevet FR2162239A1 — publié le 19730713

Les gaz contenant des impuretés toxiques seront ionisés ou excités et, en mdme temps mélangés à de l'eau, de la vapeur, de l'o- zone ou d'autres additions, afin d'obtenir ume condensation ou une précipitation et d'éliminer mécaniquement les impuretés. La présente invention traite d'un procédé d épuration des gaz d'échappement émana d'installations utilisant des combustibles (telles qu'usines, maisons d'habitation etc. ..), de moteurs à combustion interne, et autres. On sait que les gaz toxiques provenant de ces installations ont effet physiologique malsain et nuisent dangereusemant à ltenviron- nement. la protectmon de l'environnement a fait promulguer des lois visant à éliminer les éléments de combustion incomplète dans ltémission des gaz. Les procédé traitant de ltépuration des gaz d'échappement connus åusqutà présent montraient que ces memes gaz étaient soumis a une re-combustion ou a un traitement catalytique; or, il s'avare dans la pratique que de tels procédés ont un rendement technique insuffisant et sont d'un emploi cofteux. Selon la présent invention on ionisera les gaz pour éliminer ensiute les précipités et autres condensés qui se forment. L'élimination d'éléments polluants provenant de gaz d1chappe- mentpeut entre améliorée enoperant une injection de vapeur surchauffée dans les gaz à purifier; éventuellement, les gaz d'é- chappement ionisés avec les impuretés pourront entre ozonisés, afin d'obtenir d'autres améliorations dans ltélimination des imputés. En même temps, des additions chimiques pourront être amenées dans le flux des gaz d'échappement ou dans la vapeur injectée.Généralement, il sera avantageux de procéder à la dilatation les gaz d'échappement après l'ionisation et éventuelle- ment après traitement à la vapeur avant qu'ils ne s'échappent à l'air libre, et ce, pour obtenir une meilleure épuration. Il sera cependant possible de remplacer l'addition de vapeur en ionisant une nouvelle fois, par exemple, les gaz d'échappement après leur première ionisation et en soumettant éventuellement les gaz re-ionisés à un délicat mélange d'eau (par exemple avec du brouillard d'eau que l'on obtiendra par ultra-sons.). Il est également possible de mélanger délicatement à de l'eau les gaz d-échappement déjà traités, c-à-d les gaz ionisés sans re-ionisation préalable. L'ionisation des gaz à épurer pourra se faire "in statu nascendi", c-a-d lors de la formation des gaz, ou bien ensuite à l'aide d'une source de lumiere solaire clairet les gaz d'échappement pounront être éventuallement irradiés à la lumière ultra-violette et/ou bien aux rayons-X. L'emploi d'un champ électrique alternatif sur les gaz aura également son utili te. La production de particules ioniséss/venant s'ajouter au flux des gaz d'échappement, par exemple au moyen d'un pont de décharge a étincelles sera tout aussi avantageuse. Un dN points de vue essentiels de la presente invention veut que les gaz d'échappement toxiques soient ionisés ou excités euxmemes au lieu d'être traites par un milieu ionisée. (Ce qui ntex- clut pas que les gaz d'échappement et autres additions subissent la même traitement.) En outs, un point essentiel de l'invention est constitué par le fait que l'ionisation ou ltexcitation (moléculaire) pourront être obtenues par des longueurs d'onde ou des gammes d'onde particulières pour atteindre certaines impuretés et faire en sorte que celles-ci, qui sont contenues dand les gaz d'échappement puissent entre éliminées, conformement à la présente invention.Par ce moyen, la source énergétique ou lumineuse pourra être ajustée à certains gaz d'échappement avec des impuretés connues, afin d'assurer que tous les éléments à éliminer soient atteints par l'énergie ionisatrice ou excitatrice employée. En application du procédé de la présente invention, on pourra utiliser, par exemple, un tube dans lequel circuleront les gaz a épurer (en ajoutant éventuellement directement après cette opération de la vapeur ou d'autres additions). le tube dans lequel circuleront les gaz d'échappement devra entre d'un matériau possédant de bonnes qualités de réflexion et dFabsorption de l'énergie, en sorte que la dépense d'énergie servant a ioniser les gaz d'échappejments'en trouve réduite.On empbiera par exemple un tube en verre spécial disposé en spirale autour d'une source rayonnante centrale, ce tube pourra avoir une surface externe réfléchissante afin de porter l'énergie ionisante à son maximum, qui devra titre obtenue par unité. lors de l'emploi de ponts de décharge à étincelles comme source d'énergie, les matériaux en céramique ont montré des propriétes de réacteur tubulaire ou similaires Le spécialiste déterminera les combinations de procédés possibles pour chaque cas particulier en fonction de données spéciales, etc. nature et grandeur des impurites, volume de gaz et température, Lors du traitement de gaz d'échappement émanant de moteurs å combustion interne, ces gaz devront entre porteurs de la plus grande anergie d'ionisation possible ou mAie de la totalité de celle-ci, tandis que la vapeur ou le gaz ajoutés joueront le rible d'agents réactifs. A cours de traitement de gaz d'échappement provenant de foyers les particules gazeuses ajoutées pourront entre porteuses d'une énergie d'ionisation semblable t celle des gaz d'échappement.Dans ce cas, des ponts de décharge à étin- celles à disposition centrale placés dans le flux des gaz d'échappement auront leur utilit. L'utilisation d'un champ électromagnétique alternatif donne de meilleurs resultats dans l'épuration de gaz d'échappement et ce manifestamment, en raisons de quelques interactions. La récupération et ltélimination des impuretés se présentant sous forme de condensés ou de précipités après l'ionisation pourra s'faire d'une manière conventionelle au moyen d'une séparation des gaz/solides ou gaz/liquides. Par exemple, ltélimination de condensées provenant d'automobiles pourra se faire par captage dans un bassin de décantation qui sera enlevé périodiquement. L-extension volumique de gaz sera obtenue en aménagant des espaces vides, par example en doublant l'épaisseur de la tole de la carosserie d'une automobile aux entroits qui conviennent et par lequels passeront les gaz d'échappement. Une éponge de silicium ou autre pourra contribuer à consolider le bain de décantation et prévenir une revaporisation des condensés. En même temps il est apparu que le procédé d'ionisation de la présente invention qui, par des stades intermédiaires amène une condensation ou un précipité des impuretés polluantes est suffisant pour gagner les gaz épure≈sans qu'une condensation soit nécessaire. Par ailleurs, il s'est avéré que, outre l'addition de vapeur, d'ozone ou de bguillard d'eau, des étapes supplémentaires dans la réaction pouvaient entre utiles pour la présente invention. Ainsi, il est bon de faire passer les gaz d'échappement, éventuellementen effectuant en mtme temps une ionisation, à travers une flamme d'oxygène et d'hydrogène. Une telle flamme peut accélérer le flux des gaz réSiduaires, c-à-d en empêcher le reflux lorsqu'elle est automatiquement adaptée au volume et à la vitesse des gaz d'échappement. Par la réaction de l'hydrogène et de l'oxygène il se forme de l'eau, ce qui, au cours de la condensation, peut avoir une action utile.Outre l'hydrogène, on pourra employer d'autres additions comme l'acetylène etc., afin d'obtenir une efficacité substantielle dans l'épuration. On comprendra que la spécification et les exemples doivent entre explicatifs et non limitatifs pour la présente invention et que d'autre incar- nations s'offrent au specialiste dans le cadre de l'inventionO Les exemples suivants ont pour but d'illustrer l'invention: Exemple 1 : Les gaz d'échappement provenant de l'appui d'échappement d'un moteur à combustion interne sont irradiés par une source à faisceau lumineux dans un tube de 2,5 cm de diamètre. De la vapeur surchauffée est amenée dans le tube à l'extrémité de la zone d'irradiation. Le gaz s'échappant du tube seront recueillis dans un récipient avec un volume augmenté avant qubtil niait atteint l'air libre.Un récipient est rempli pour moitié d'air extérieur et pour moitit par les gaz qui s'6eh stechappent. Des rats d'expérience sont soumis à l'action du mélangez En présence de gaz non traités, on constate une mort rapide des animaux, par contre les animaux exposés, corme il est dit plus haut, à des gaz traités, survivent.Dans le dernier cas, les aninaux soumis à des ex périences répétées durant plus d'une heure, ne présentaient aucun symptome négatif Exemple 2 : Exemple 1 est renouvellé en ajoutant cette fois de la lumière ultra-violette au faisceau lumineux, ce qui donne une améliora- tion de l'effet produit0 Exemple 3 : On répète l'exemple 1 mais au lieu de vapeur, on envoie, par ultra-sons, de l'eau dans le gaz, qui donnent naissance à un brouillard. Pour ltessenciel, les resultats obtenus sont comparables à ceux de ltex- emple 1 Exemple 4 : Dans une cheminée verticale comportant une ouverture intri- eure de 30 cm de diamètre, des gaz d'échappement ascendants provenant de la combustion de bois et de charbon sont irradiés ar une source lumineuse claire et envoyés ensuite dans un pont à décharge à etincellesO Un fil charge de courant alternatif est fixe en aval du flux des gaz d-échappement0 De la vapeur surchauffée est ajoutee à l'extrémité de la zone d irradiation0 Le mélange constitue de gaz d'échappement/at de vapeur condense à l'extrémité suprieure de la cheminée.Des gouttes sont recueillies dans un conduit place Sur la paroi interne dela cheminée et sont enlevéss par une sortie. Pour l'essentiel, d'émission de la oheminée ne contenaient pas d'impuretés. Exemple 5 s Comme additions on ajoute une flamme d'oxygène et d'hydrogane directement au flux de gaz d'échappement émane d'un moteur à combustion interne. La vitesse de la flamme doit être raguée sur la quantité des gaz qui ressortent Les gaz d'échappement passent à travers la flamme qui brûle vers le bas à l'intérieur de la zone d'irradiation. L'eaux dont la for- notion résulte de la reaction de l'oxygène et de l'hydrogène, constitue un auxilliaire idéal lors de la formation produits de condensation. Les résultats obtenus sont très satisfaisants. Au lieu de l'oxygène et de l@hydrogène, on pourra employer autres additions, par exemple l'acétylène, L'énergie d'Ionisation pourra entre maintenue très basse avec des additions brûlant complètement. Les combinat Sons idéales n'exigent plus de condensation pour éliminer les éléments polluants contenus dans les gaz dréchappement. Des arrangements variés à des fins particulières s'offre au spécialiste. I1 est, par exemple recommandé, sur un petit espace, d'utiliser des ultra-sons pour obtenir le meilleur mélange possible des gaz d'échappement et de liteau destins à éliminer les impuretés. Revendications: 1.) Procédé d'épuration de gaz contenant des impuretés gazeuses, caracté- risé par le fait que les gaz sont soumis à une source d'énergie ionisante de puissance suffisante. Par ce moyen, on obtient drectement ou en passant par des étapes intermédiaires une condensation ou un précipités des impures tés sus-nommées apres quoi le produit de condensation qui se forme ou le présipité sera éliminé. 2.) Procédé selon revende 1, d'après laquelle la source d'énergie ionisante est un faisceau lumineux ou de la lumière ultra-violette. 3.) Procédé selon revend. 1, d'après laquelle la source d'énergie ionisante sera un champ 6lectro-magn6tique alternatif. 4.) Procedé selon revend.1, d'après laquelle la source d'énergie ionisante sera un appareil à rayonsite 5.) Procdé selon revend. 1, d'après laquelle la source d'énrgie ionisante sera un pont de décharge à étincelles. 6.) Procédé selon revend.1, d'après laquelle les gaz sont traités en suppliment avec du spray de vapeur ou d'eau et ce, pendant ou directement après l'ionisations. 7.) Procédé selon revende 1, d'après laquelle les gaz sont ozonisés en plus, pendant ou directement après l'ionisation. 8) Procdé selon revend. 1, d'après laquelle les gaz sont soumis à une ionisation répétée. 9.) Procédé selon revend. 1, d'après laquelle a) les gaz sont ionisés b) les gaz ionisés sont traités avec du spray de vapeur ou d'eau et c) sont dilates lo.) Procédé selon revend0 1 d'apres laquelle les gaz à traitersont ionisés "in statu nascendi". ii.) Procédé selon revende 1 d'après laquelle une esmbination combinaison de sourees d'énergie ionisantes est employee en même temps ou successiven ment pour obtenir l'ionisation du gaz. 12.) Procédé selon revend. 1 d'après laquelle la source d'énergie ionisante produit des degres dans l'énergie ionisante qui Conviennent parti culièrement à des impuretés connues pour obtenir une condensation. 13.) Procédé selon revend. 1, d'après laquelle les gaz à traiter sont soumis à des variations de volume et de temperature pour l'ioniaation et la formation de précipités ou de produits de condensation. 14.) Procedé selon revend. 1, d'après laquelle les gaz sont traités en plus avec des additions gazeuses ou liquides. 15*) Procédé selon revend. 1 et 14, d'après lesquelles les additions gazeuses sont brûles dans les gaz. 160) Procédé selon revend. 1 et 14, d'après lesquelles les additions 6aseueee liquides et les gaz sont traités ensemble aux ultra-sons. 17.) Procédé selon revend. 1, d'après laquelle le matériau de construction au contact des gaz d'échappement pendant l'ionisation possède des propriéteés/de réflexion et d'absprption de l'énergie. favorables)