Brevet FR2490107A1 — publié le 19820319

L'invention concerne une installation de contrôle de la teneur de l'air en solvants, notamment pour le contrôle de la teneur en trichloréthylène et/ou de la teneur en perchloréthylène de l'air des locaux d'ateliers ou installations de nettoyage chimique, cette installation comportant, raccordés par une conduite d'air aux locaux à contrôler, des moyens filtrants ayant au moins une unité filtrante et suivis d'un ensemble de mesure avec indicateur de solvant, lui-même suivi d'un module de traitement ou interprétation, l'unité filtrante étant régénérable lors d'un cycle de régénération par application d'un agent régéné- rateur, et le cycle de régénération étant commandé en fonction de la mesure de la teneur en solvants de l'air sortant de l'unité filtrante. L'expression "contrôle de la teneur de l'air en solvants" se rapporte, dans le cadre de l'invention,aux mesures, dispositions et opérations relatives à la détection et à la détermination de la nature et de la quantité de solvants présents dans l'air et/ou au respect de certaines spécifications concernant la limitation de cette quantité. Un tel contrôle est nécessaire, de façon régulière, lorsque des matières nocives pour la santé, ou à d'autres égards, sont émises dans l'atmosphères cela s'applique notamment aux solvants que l'on rencontre par exemple dans les installa- tions ou ateliers de nettoyage chimique. Comme indiqué plus haut, l'invention se rapporte, en premier lieu, au contrôle de la teneur en solvants de l'air, notamment de l'air de locaux d'ateliers ou installations de nettoyage chimique. Toutefois, l'invention peut tout aussi Ben être appliquée, telle quelle, à d'autres domaines du contrôle et de la préservation de laAualité de l'air, et peut concerner d'autres agents (autres que des solvants) sujets à problèmes. Il est notamment nécessaire, dans le cadre du contrôle précité, d'aspirer hors des locaux l'air charge de solvants et de le remplacer par de l'air frais. L'air aspiré, chargé de solvants, ne peut généralement pas être envoyé tel quel dans l'atmosphère, mais doit 8tre préalablement 2490107. épuré afin de satisfaire à certaines spécifications réglementaires ou légales. A cet effet, l'air aspiré dans les locaux est d'abord envoyé à une installation de filtrage. Par exemple, dans le cas de la surveillance de la teneur en solvants tels que le perbchloréthylène ou le trichloré- thylène,on utilise des installations de filtrage dont les unités filtrantes sont munies de filtres en charbon actif. Au cours du filtrage, ces unités filtrantes se chargent de solvants et doivent 9tre régénérées de temps à autre. La régénération peut être effectuée de diverses façons, par exemple en faisant passer, comme agent régénérateur, de la vapeur chaude dans les unités filtrantes. L'installation d'o part l'invention a déjà été largement utilisée avec succès. Elle présente toutefois cet inconvénient qu'elle ne permet pas d'optimaliser la durée du cycle de régénération. La régénération s'effectue habituellement pendant une durée fixe, établie, avec une précision plus ou moins grande, en se basant sur l'expérience. Or le temps nécessaire pour régénérer correctement une unité filtrante est suJet à des fluctuations car il dépend, par exemple, de la qualité, de l'âge, de la charge en solvants, etc., des filtres. Par suite, avec l'instalation du genre indiqué au début, larégénération des unités filtrantes est inévitablement tant8t incomplète, tantôt exagérément longue, ce qui est désavantageux car, comme les unités filtrantes ne sont pas disponibles quand elles sont en régénération, on est obligé d'installer une capacité de filtrage très importante. De plus, les dépenses d'énergie liées à l'agent régénérateur (par exemple la vapeur d'eau) sont supérieures aux besoins réels. L'invention a pour but de perfectionner et développer une installation du genre indiqué au début, de façon à optimaliser la régénération tout en minimalisant sa durée et son coût, grâce à une commande appropriée. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la mesure de la teneur en solvant(s) a lieu pendant le cycle de régénératbin, et que la fin de ce cycle est commandée en fonction de la mesure de la teneur en solvant(s) de l'air sortant du ou des filtres. Dans le cadre de l'invention, le début du cycle de régénératbnest, en règle générale, comme expliqué plus haut, commandé en fonction d'une mesure de la teneur en-solvants de Vair sortant des filtres. Si, en marche de filtration, cette teneur en solvants atteint- une valeur limite prédéterminée, cela indique que la charge maximale admissible en solvants de l'unité filtrante est atteinte et que cette unité filtrante sera "claquée" (c'est- à-dire cessera de retenir le ou les solvants) si elle continue à fonctionner en régime de filtration. La régénération de cette unité est alors initialisée Selon un aspect essentiel de l'ivention, ce cycle de régéné- ration est effectué non pas pendant un temps prédéterminé mais en fonction de la mesure de la teneur en solvant(s) de l'air sortant du ou des filtres. La conduite du cycle de régénératLon est ainsi optimaliséeen tenait compte de la condition de chaque unité filtrante, et de la nature et de la quantité des solvants qui s'y trouvent. Bien entendu, l'air sortant du ou des filtres pendant la régénération n'est plus, stricto sensu, de "l'air" mais un mélange d'air, de vapeurs de solvant et d'agent régénérateur (par exemple de la vapeur chaude), ce dernier constituant généralement le composant dominant de ce mélange. L'invention tire parti de ce fait important qu'une mesure parfaite de la teneur en solvant(s) est possible non seulement dans l'air sortant habituellement des filtres lors de la filtration mais aussi dans l'air ou fluide (constitué principalement par l'agent régénérateur) sortant des filtres en régénération. La régénération s'effectue habituellement à contre-courant par rapport au régime de filtration. Il en résulte qu'il y a d'une part, de façon connue, un ensemble ou module de mesure à la sortie du ou des filtres et, d'autre part, selon l'invention, un autre module de mesure à l'entrée du ou des filtres, les mots "entrée" et "sortie" étant compris en considérant le sens d'écoulement en régime de filtration. La descriptbin qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra 2490107 s de bien comprendre comment la présente invention peut 9tre mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement une installation de contrôle de la teneur de l'air en solvants. La figure 2 est un diagramme illustrant le déroulement, au cours du temps, de la commande des cycles de régénération dans le cas de l'installation selon la figure 1. L'installation représentée sur la figure 1 sert à contrôler la teneur en trichloréthylène et/ou la teneur en perchloréthylène de l'air des locaux d'une installation ou atelier de nettoyage chimique. L'air contenant des solvants sort de l'installation ou atelier de nettoyage 1 par une conduite d'évaeuation d'air 2 et envoyé à une installation de filtrage qui, pour l'essentiel, est constituée de deux unités filtrantes 3 équipées de filtres en charbon actif. L'air filtré dans les unités de filtrage 3 est évacué par une conduite d'aspiration 4 à laquelle sont raccordés des moyens d'aspiration non représentés. La direction d'écoulement de l'air lors de la filtration est représentée par des flèches en trait continu 5 sur la figure 1. L'envoi d'air aux unités filtrantes 3 est commandé par des vannes ou registres 6 installés sur les voies d'entrée et de sortie du ou des filtres. Sur la figure 1, les positions dans lesquelles les vannes 6 sont représentées montrent immédiatement que l'unité filtrante 3 de gauche est traversée par l'air évacué et fonctionne donc en régime de filtration. Dans la mesure o les unités filtrantes 3 se trouvant en marche de filtration se chargent de solvants, le rendement de la filtration décroît et, par conséquent l'air sortant des unités filtrantes 3 possède une teneur en solvant qui augmente. Si cette teneur en solvants de l'air sortant des filtres excède une valeur limite, généralement comprise entre 50 et 100 vpm (îvpm correspond à une proportion volumique de 106), on arrive alors à un "claquage" des unités filtrantes 3. Un ensemble de mesure 7 est agencé sur la voie de sortie de chaque filtre ("sortie' en considérant le sens de l'écoulement en régime de filtration). Dans le présent exemple, chaque ensemble de mesure 7 peut être un indicateur de solvant sous la forme d'un semiconducteur à oxyde métallique chauffé. Si la teneur en solvant(s) de l'air sortant,mesurée à la sortie de l'une des unités filtrantes 3 par l'ensemble de mesure y relatif 7, excède une valeur limite prédéterminée, cette unité filtrante 3 est alors mise en régime de régénération; Le passage d'un régime à l'autre s'effectue au moyen d'un module ou ensemble de traitement ou interpré- tation (non représenté) monté à la suite des ensembles de mesure 7 et luimême suivi d'unrunité de commande non représentée par laquelle les actionnements de vanne appropriés sont déclenchés. En régime de régénération, l'unité filtrante correspondante 3 est parcourue par un agent régénérateur qui, dans le présent exemple, est de la vapeur d'eau amenée par une conduite de vapeur chaude 8 et évacuée par une conduite de vapeur chaude 9. Les conduites d'amenée et d'évacuation de vapeur sont commandées par des vannes 10 qui sont agencées sur les voies d'entrée et sortie des unités filtrantes 3. Le sens de l'écoulement de la vapeur d'eau lors de la marche de régénération est indiqué par des flèches 11 dessinées en trait interrompu. Les positions dans lesquelles les vannes de vapeur 10 sont représentées sur la figure/montrent que la régénération a lieu à coitre-courant, c'està-dire avec un sens d'écoulement inverse de celui de l'air en régime de filtration. La vapeur chaude chargée de solvant sortant de l'unité filtrante 3 est par ailleurs normalisé dans un dispositif 12 de refroidissement et séchage dans lequel le solvant peut être éventuellement récupéré. Dans la condition correspondant à la figure 1, c'est l'unité filtrante 3 située à droite qui est en régime de régénération. Sur chaque entrée (en considérant le sens de l'écoulement en régime de filtration) est agencé un autre ensemble de mesure 13 qui opère également avec un indicateur de solvant sous la formed'un semicondudmur à oxyde métallique, 2490107 i chauffé. Au fur et à mesure de la progression de la régénération d'une unité filtrante 3, la teneur en solvant de l'agent gazeux, essentiellement constitué par la vapeur chaude, décroit. Cette teneur en solvant est mesurée par l'ensemble de mesure y relatif 13 pendant le cycle de régénération, et la fin de ce cyôle intervient en fonction de cette mesure, à savoir lorsque la teneur en solvant passe en dessous d'une valeur prédéterminée. Le module c traitement ou interprétation des mesures est Gonstitué de façon que les ensembles de mesure 7,13 de l'unité filtrante 3 concernée soient eux aussi commutés lors du passage du régime de filtration au régime de régénération, et cela de façon que l'ensemble de mesure 7 soit activé pour le régime de filtration, et que l'ensemble de mesure 13 soit activé pour le régime de régénération de l'unité filtrante correspondante 3. Cette commutation s'accompagne d'un changement correspondant d'étalonnage et de plage de mesure. Cette commutation s'effectue dans le cadre d'un système de régulation, par une comparaison "valeur réelle/valeur de consigne". Pour cela, le module de traitement présente, pour chaque ensemble de mesure 7,13, un canal de mesure qui est propre à cet ensemble et dans lequel il y a un émetteur de valeur de référence ou valeur de consigne propre à une teneur en solvant donnée. La teneur en solvant servant de référence pour initialiser la régénération est donnée par les émetteurs de valeur de consigne affectés aux ensembles c mesure 7, et la teneur en solvant servant de référence pour la fin du cycle de régénération est donnée par les émetteurs de valeur de consigne affectés aux ensembles de mesure 13. Les deux unités filtrantes 3 de l'installation représentée sur la figure 1 opèrent par intermittence, tour à tour, comme expliqué en détail en se référant à la figure 2. La figure 2 représente un diagramme de marche montrant sous la forme d'un chronogramme à plusieurs axes de temps superposés, l'évolution des paramètres de marche des deux unités filtrantes 3 de la figure 1. De bas en - haut: les ordonnées B sont relatives au mode de fonction- nement, les ordonnées A correspondent à la teneur en solvant mesurée, par l'ensemble de-mesure 7, à la sortie des filtres, tandis que les ordonnées E correspondent à la teneur en solvant mesurée par l'ensemble de mesure 13 à l'entrée des filtres. Les indices I, II indiquent de quelle unité filtrante il s'agit (l'indice I est relatif à l'unité filtrante 3 située à gauche sur la figure 1, tandis que l'indice II est relatif à l'unité filtrante III sitée à droite sur la figure 1). Au commencement, c'est-à-dire à l'instant "a", l'unité filtrante 3 fonctionne en régime de filtration, tandis que l'unité filtrante de droite, 3, est en régéné- ration. Cela correspond à la position de fonctionnement représentée sur la figure 1. Au fur et à mesure du progrès de la régénération de l'unité filtrante 3 de droite, l'ensemble de mesure 13 y afférent mesure une teneur E II en solvant décroissante. A l'instant "b" cette teneur atteint une valeur-limite fixée à l'avance, c'est-à-dire que l'unité filtrante 3 de droite est régénér e. Par suite, il est mis fin au cycle de régénération/de l'unité 3 de droite, par fermeture de l'amenée de vapeur chaude, et un circuit de portes, prévu dans le module de traitement et affecté à cette unité filtrante 3 de droite, est ouvert (ou "débloqué"). L'unité filtrante 3 de droite est alors de nouveau prête à fonctionner en régime de filtrationF, tandis que l'unité filtrante 3 de gauche continue encore à filtrer. Ceci étant, la teneur A I en solvant mesurée, par l'ensemble de mesure 7, à la sortie de l'unité filtrante 3 du gauche crott en fonction de la charge de celle-ci et, à l'instant "c", atteint une limite supérieure dont la valeur a été fixée à l'avance. A cet instant "c", l'unité de commande commute-directement, sur le régime de régénération, l'unité filtrante 3 de gauche, ce qui se fait par un actionnement approprié de la vanne d'air sortant, 6, et de la vanne 10 de vapeur chaude. Comme l'unité filtrante 3 de droite est déjà "passante", la filtration se poursuit avec celle-ci. La teneur en solvant E:Ique l'ensemble de mesure 13 de l'unité filtrante 3 de gauche mesure dans ce qui sort de celle-ci, c'est-à-dire à la sortie de vapeur chaude de cette unité filtrante, décroît alors jusqu'à la valeur limité fixée à l'avaneè, pour laquelle il y a déblocage du système de portes affecté à l'unité filtrante 3 de gauche. La figure 2 montre que le cycle de régénération dé l'unité filtrante 3 de gauche demande moins de temps que le cycle de régénération de l'unité filtrante 3 de droite, locela par exemple parce que les filtres en charbon actif de l'unité filtrante 3 de droite, plus anciens, ont une capacité filtrante moindre. La fin du cycle de régénération de l'unité filtrante 3 de gauche, et par conséquent la mise en disponibilité de celle-ci, s'effectue à l'instant "d", alors que l'unité filtrante 3 de droite est encore en marche de filtration. A l'instant "e", la teneur en solvant A II à la sortie de l'unité filtrante 3 de droite, mesurée par l'ensemble de mesure 7, atteint sa limite supérieure, de sorte que cette unité filtrante de droite est 'commutée" sur la régénération, tandis que la filtration se poursuit avec l'unité filtrante 3 de gauche qui est disponible. De ce qui précède, il ressort que l'air sortant des filtres en régime de régénération franchit d'abord les ensembles de mesure 13 agencés aux sorties des filtres et n'est qu'ensuite normalisé dans les moyens 12 de refroidissement et séchage. Toutefois, il serait également possible de normaliser d'abord l'air sortant des filtres, puis de mesurer la teneur en solvant. Cela peut s'avérer avantageux car la normalisation permet d'établir des conditions de mesure déterminées, fixées à l'avance. Outre les dernières dispositions mentionnées, une autre possibilité peut être envisagée dans ce contexte: Dans ce qui précède, pour simplifier, l'invention a été expliquée en considérant un exemple de réalisation dans lequel un ensemble de mesure 7 et un ensemble de mesure 13 sont associés à chaque unité filtrante 3. Il est toutefois possible d'agencer, respectivement dans la conduite d'aspira- tion 4 et dans la conduite de vapeur chaude 9 (ces conduites étant communes à toutes les unités filtrantes), un ensemble de mesure 7 et, respectivement un ensemble de mesure 13, dont L'affectatlon aux diverses unités filtrantes 3 varie selon celle de ces dernières qui se trouve-en marche de filtration et, respectivement, celle qui est en régénération. En particulier, il est en outre possible, comme mentionné plus haut, de monter l'ensemble de mesure 13 en aval des moyens de refroidissement et séchage 12. En résumé, dans une installation selon l'invention, le module de traitement ou interprétation présentede p1r4érere au moins deux étalonnages et/ou plages de mesure commutables, savoir en même temps que la commande du cycle de régéné- ratior, sur "filtrage" ou "régénération", selon le cas.Les moyens filtrants peuvent comporter au moins deux unités filtrantes 3 suivies chacune par un ensemble de mesure 7,13 qui lui est propre. Dans ce cas, lorsque les modules de traitement ou interprétation sont munis d'émetteurs de valeur de consigne réglables, de comparateurs "valeur de réelle/valeur/consigne" et, éventuellement,de moyens d'alarme et/ou de commande, les ensembles de mesure 7,13 sont de préférence raccordés à un module de traitement ou interpré- tation commun qui présente, pour chaque unité filtrante 3, au moins un canal de mesure propre à celle-ci et au moins deux émetteurs de valeur de consigne commutables, tandis que,de préférence, les cycles de régénération R des unités filtrantes 3 sont commandés de façon à se dérouler par intermittence, tour à tour. A chaque unité filtrante 3 peut alors être affecté un circuit de portes qui, à la fin du cycle de régénération R de l'unité filtrante 3 correspondante, est mis en condition d'ouverture par le module de traitement ou interprétation,et qui, lorsque la teneur en solvant(s) de l'air sortant d'un unité filtrante se trouvant en régime de filtration F atteint une valeur pouvant être choisie à l'avance (teneur A), commute cette unité filtrante 3 sur le cycle de régénration R, - tandis que l'unité filtrante 3, ou l'une des unités filtrantes 3, dont le circuit de porte est ouvert est alors commutée sur le régime de filtration F. REVENDICATIONS 1.- Installation de contr$le de la teneur de l'air en solvants, notamment pour le contr8le de la teneur en trichloréthylène et/ou de la teneur en perchloréthylène de l'air des locaux d'ateliers ou installations de nettoyage chimique, cette installation comportant, raccordés par une conduite d'air aux locaux à contrôler, des moyens filtrants ayant au moins une unité filtrante et suivis d'un ensemble de mesure avec indicateur de solvant, lui-même suivi d'un module de traSement ou interprétation, l'unité filtrante étant régénérable lors d'un cycle de régénération par application d'un agent régénérateur,et le cycle de régénération étant commandé en fonction de la mesure de la teneur en solvants de l'air sortant de l'unité filtrante, cette installation étant caractérisée par le fait que la mesure de la teneur (E) en solvant(s) a lieu pendant le cycle (R) de régénération, et par le fait que la fin de ce cycle (R) est commandée en fonction de la mesure de la teneur (E) en solvant(s) de ce qui sort du ou des filtres. 2.- Installation selon la-revendication 1, caractérisée par le fait que le module de traitement ou interprétation présente au moins deux étalonnages et/ou plages de mesure commutables, et par le fait que ces deux étalonnages et./ou plages de mesure sont commutables, en même temps que la commande du cycle (R) de régénération, sur "filtrage" ou "régénérations, selon le cas. 3.- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les moyens filtrants comportent au moins deux unités filtrantes (3) suivies chacune par un ensemble de mesure (7,13) qui lui est propre. 4.- Installation selon la revendication 3, dans une forme de réalisation dans laquelle les modules de traitement ou interprétation sont munis d'émetteurs de valeur de consigne réglables, de comparateurs "valeur réelle/valeur consigne" et, éventuellement de moyens d'alarme et/ou de commande, caractérisée par le fait que les ensembles de mesure (7, 13) sont raccordés à un module il de traitement ou interprétation commun qui présente, pour chaque unité filtrante (3), au moins un canal de mesure propre à celle-ci et au moins deux émetteurs de valeur de consigne commutables. 5.- Installation selon la revendication 3 ou 4, caraetérisée par le fait que les cycles de régénération (R) des unités filtrantes (3) sont commandés de façon à se dérouler par intermittence, tour à tour. 6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu!à ehaque unité filtrante (3) est affecté un circuit de portes qui, à la fin du cycle de régénération (R) de l'unité filtrante (3) - correspondante, est mis en condition d'ouverture par le module de traitement cu interprétation, et qui-, lorsque la teneur en solvant(s) de l'air sortant d'une unité filtrante se trouvant en régime de filtration (F) atteint une valeur pouvant 9tre choisie à l'avance (teneur A), commute cette unité fiNtrante (3) sur le cycle de régénération (R), et par le fait que l'unité filtrante (3), ou l'une des unités filtrantes (3), dont le cireuit de porte est ouvert est alors commutée sur le régime de filtration (F).