Brevet FR2625914A1 — publié le 19890721

La présente invention concerne un dispositif pour la régénération des solvants lourds non inflammables appelé régéndrateur de solvant. Elle est applicable en particulier au domaine des pressings pour la régéndration du perchloréthylène ou PER. Des systèmes distillateurs de solvant connus sont constitués d'un réservoir chauffant relié à une cheminée débouchant dans un condenseur à circuit de refroidissement par eau froide ou par groupe frigorifique. Le réservoir comporte un bain marie à huile chauffé électriquement ou à la vapeur, qui élève la température du solvant jusqu'à constituer une pression qui va pousser les vapeurs dans la cheminée jusqu'au condenseur. Ces appareils sont équipés de clapets de securité qui protègent contre toute surpression qui pourrait se produire si la cheminée ne jouait pas son rôle. Il sont équipés d'une trappe de façon à pouvoir les nettoyer après la distillation du solvant. Ces appareils sont difficiles à nettoyer à cause de ce système d'ouverture réduit, -et au ras du sol. De plus, ils ne permettent pas une bonne régénération du solvant. En effet, les solvants tels que le PER employés pour le nettoyage des vêtement, lorsqu'ils sont souillés comportent deux sortes d'impuretés : les salissures maigres ( poussières terres ), et les produits gras ( graisses, acides gras provenant de transpirations sur les vêtements ). Les premières sont éliminées du solvant dans les appareils traditionnels, mais les autres ne le sont pas. En effet, des études ont permis de mettre en évidence que dans le cas du PER ( dont le point d'ébullition est de 12100 ), tant que lton maintient ce produit à sa température d'ébullition, on obtient des condensats qui sont purs ; dès qutil n'y a plus de PER et que la température s'lève d'un degré, on obtient alors des condensats d'une odeur désagréable qui sont des acides gras. Or dans les appareils traditionnels, la pression des vapeurs est obtenue par l'élévation de température du solvant à son point d'ébullition plus quelques degrés ; c'est-à-dire pour le PER à 12500 environ. Ainsi tout au long de la distillation les vapeurs sont formées de PER et d'acides gras et le produit distillé n'est jamais pur ; au fur et à mesure de son utilisation et de ses distillations successives, il prend une odeur désagréable que l'on retrouve sur les vêtements nettoyés, du fait que les acides gras s'accumulent. De plus, le fait d'élever la température du solvant au dessus de son point d'ébullition provoque une déstabilisation chimique qui constitue des acides, tels que l'acide chlorhydrique dans le cas du PER. Ceux-ci additionnés aux acides gras abaissent alors le pH du solvant, le rendent aggressif au niveau des matériaux constituant les machines où il est employé et provoquent des corrosions, de même que sur certains vêtements traités en nettoyage à sec. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients pour obtenir un solvant régénéré pur. De plus sa conception le rend très accessible pour le nettoyage des déchets de régénération. Le dispositif constitue un régénérateur de solvant comportant un bac chauffant, un condenseur contenant des tubes de refroidissement, le tout recouvert d'un couvercle, une lyre séparateur solvant/eau, et un réservoir de solvant régénéré. le bac chauffant est entièrement ouvert sur le dessus. Il est aménagé d'un condenseur à l'extérieur sur sa partie supérieure et tout autour, qui a une forme de gouttière aménagée d'un serpentin disposé dans le fond ( ou d'un double fond ). Le condenseur s'écoule par un séparateur solvant/eau dans le réservoir de solvant régénéré. La figure ( I ) représente le dispositif selon l'invention le régénérateur de solvant. Le régénérateur de solvant est un dispositif pour obtenir un solvant régénéré sans acides gras, il est constitué est constitué - d'un bac ( I ) qui contient le solvant sale - d'un condenseur ( 2 ) de la forme d'une gouttière, qui contient les tubes de refroidissement reliés aux collecteurs d'arrivée et de sortie d'eau ( 3 ) venant du secteur ou d'une tour de refroidissement, il porte un couvercle translucide donnant l'éclairage interne munit d'une vitre pour surveiller le rdgénéraition. Sur le dessous d'un petit côté la "lyre séparateur ( 4 ) solvant/eau reliée aux deux évents ( 5 ) intérieurs - d'une résistance électrique placée sous le bac - d'un réservoir ( 6 ) de solvant régénéré qui se trouve en dessous du bac qu'il porte, relié à la "lyre" pour recevoir le solvant propre.L'ensemble fixé sur un cadre métallique peut être mis sur roulettes pour déplacement facile. Dans une forme d'exécution préférée de l'invention le bac est coupé plié soudé dans une tale d'inox de 15/100 d'épaisseur, il est de forme rectangulaire 800x400x625 mm, plié sur trois angles et soudé sur toute la hauteur du quatrième angle. Le fond du bac est rapporté en forme de couvercle mais glissé à l'envers pour fermer le rectangle du bac de telle manière qu'il laisse un vide de 7 cm sous le bac, cette place servant au logement de la résistance électrique. Le couvercle servant de fond ainsi placé qui a été préalablement coupé plié dans une tôle d'inox 15/100 puis inséré dans son logement est également soudé au bord à bord du bac. Sur la partie haute du bac vient s'ajuster sur le poufour extérieur le condenseur ( 2 ) de solvant, coupé plié dans une tôle d'inox de 15/100 puis soudé.Il est en forme de gouttière à fond plat dont la hauteur du côté attenant au bac, soudé au bord à bord sur le haut est de 7 cm, le fond plat de I6 cm de large et l'autre bord vertical parallèle au premier de 25 cm replié en sont sommet à l'intérieur pour former un U donnant de la rigidité à l'ensemble et pour recevoir par la suite le couvercle de fermeture aveu joint d'étanchéité.Dans une forme préférée de l'invention, posés sur le fond de la gouttière en son pourtour des tubes de cuivre de 12/14 soudés à leur collecteur (3) d'arrivée d'eau en sont la partie re#idissante. Pour obtenir une meilleure condensation des vapeurs de solvant et d'eau, ces tubes sont en plus disposée deux l'un sur l'autre en remontant contre le bord attenant au bac et deux autres également en remontant côté opposé.Un double fond peut être l'autre moyen d'assurer le refoidissement. sur le fond plat de la gouttière, groupés sur un petit côté, un tuyau d'évacuation ( 4 ) solvant/eau condensés est soudé à la tôle, deux évents ( 5 ) dans les angles sont réalisés au moyen de tubes soudés à la tôle dépassant sur le dessus et sur le dessous pour être raccordés à la "lyre" ( 4 ) de séparation solvant/eau. L'ensemble est fermé par un couvercle, seul le petit côté de la gouttière où se trouvent les évents, le tuyau d'évacuation, les collecteurs d'eau, est fermé par une plaque ( 7 de plastique découpée et vissée de laquelle seules l'arrivée et la sortie d'eau dépassent. Le couvercle est exécuté dans une matière plastique translucide, sa forme est rectangulaire le dessus arrondi dans le sens de la largeur et sur toute la longueur,.en son centre une vitre de 50 x 30 cm permet la visibilité interne, le pourtour en forme de U qui vient s'encastrersur le rebord de la gouttière où il repose. Enfin, toutes les surfaces -chaudes sont garnies d'un matériau isolant collé. Deux plaques électriques carrées blindées inox de 39 cm de côté épaisseur 6 cm puissance 4000 watts sont disposées sous le bac et assurent la montée en température. La contenance du bac est de 200 litres, mais le remplissage doit être fait à 150 litres au maximum pour ne pas avoir de débordement à cause de la dirlatation du solvant lors de l'élévation de température. La consommation pour une régénération est de l'ordre de 20 Xwa, c'est-à-dire très réduite par rapport aux appareils traditionnels : ceci est dû au fait que le poids mort est très faible puisqu'il n'y a plus de bain d'huile et de double parois à chauffer, et que le bac est réalisé dans une tôle plus fine (15/100) puisqu'il n.'y a plus pour impératif de résister à une pression. La consommation d'eau de refroidissement peut être nulle Si l'on accouple une tour de refroidissement d'eau. Le réservoir de solvant régénéré est monté sur un bâti en cornière d'acier coupée soudée et supporté par quatre roulettes, il sert de support au bac chauffant. Le réservoir est exécuté dans une feuille d'aluminium de 3 mm coupée pliée soudée, il est relié à la "lyre" formant séparateur eau/solvant et comporte dans sa partie la plus basse une vanne d'évacuation du solvant régénéré, sa dimension est de 100x75x25 cm. La lyre", ou séparateur eau/solvant est constituée d'un tube inox 27/30 mm appelée "lyre" ici du fait de sa forme. Le tube en forme de U a trois ouvertures, deux sur une jambe, une sur l'autre. Sur le côté à deux ouvertures, la plus haute est la sortie d'eau ( 8 ), la plus basse au milieu de la jambe l'entrée ( 9 ) du solvant/eau qui est reliée au tuyau d'évacuation de la gouttière juste au-dessus par un tuyau plastique souple; sur l'autre jambe l'ouverture est pratiquée juste à mi-hauteur en face des deux ouvertures entrée solvant/eau sortie d'eau, cette ouverture unique sur un côté est la sortie ( 10 ) solvant pur qui est reliée au réservoir de régénéré situé en dessous. Les deux embouts du U sont reliés l'un et l'autre aux évents de la gouttière par un tuyau plastique souple. Dans une autre forme d'exécution-plus élaborée de l'invention lton peut ajouter une électro-vanne ( 11 ) à la sortie du tuyau d'évacuation de la gouttière qui coupe le circuit allant à la 'lyre" et au réservoir de régénéré pour lfenvoyer dans un petit récipient destiné à recevoir les acides gras; lesquels pourraient apparaître et se condenser dans la gouttière ( en petite quantité ) entre le moment de coupure de la source de chaleur et son refroidissement. Cette électr- vanne peut être commandée par le même appareil qui coupe l'alimentation électrique. L'appareil décrit ici est donc destiné à régénérer les solvants lourds non inflammables et en particulier le perchloréthylène utilisé dans le domaine du nettoyage à sec. Dans la forme de réalisation selon la figure ( 1 ) le solvant se trouve dans le bac ( 1 ) chauffé par la résistance électrique qui est placée en dessous. le liquide porté à ébullition s'évapore et ses vapeurs lourdes vont déborder du bac pour se condenser sur les tubes de refroidissement dans lesquels circule de l'eau froide ( 3 ) à l'intérieur du condenseur ( 2 ). Les condensats revenus à l'état liquide vont s'écouler dans la "lyre" séparateur solvant/eau ( 4 ). L'eau s'évacue par la sortie d'eau ( 8 ) et le solvant pur par la sottie solvant ( 10 ) avant de s'écouler dans le réservoir ( 6 ) de solvant régénéré. La fin de la régénération sera réalisée soit manuellement par l'utilisateur qui lorsqu'il verra changer l'apparence des vapeurs, coupera l'alimentation électrique; soit automatiquement par un appareil qui détectera grâce à une sonde une élévation de température et coupera l'alimentation électrique. Avec dans les deux cas, la possibilité d'utiliser une électro-vanne qui détournera du circuit solvant régénéré les éventuels condensats d'acides gras qui pourraient apparaître entre le moment de coupure de l'alimentation électrique et le refroidissement de la résistance. Les dimensions du régénérateur peuvent être changées pour modifier les capacités de contenance de façon à adapter l'appareil aux besoins de chaque utilisateur. Le fonctionnement s'effectue par une mise en ébullition du solvant sans pression: le solvant se trouve dans le bac qui est chauffé par le dessous au moyen d'une résistance électrique. La température s'élève progressivement jusqu'au point d'ébullition du solvant ( 121 o C pour le Fer ). Il se forme des vapeurs au dessus de la surface du liquide qui vont s'élever et déborder du bac chauffant. Celui-ci est équipé à l'extérieur sur sa partie supérieure et tout autour d'une gouttière où est aménagé un serpentin à l'intérieur duquel circule de l'eau froide. Les vapeurs qui débordent du bac chauffant vont envahir la gouttière et se condenser sur le serpentin froid.La gouttière est percée sur un de ses côtés de façon à écouler le produit régénéré dans un système de tubes ou "lyre" qui permet de séparer par différence de densités le solvant lourd, de l'eau qu'il pourrait y avoir dans le solvant souillé et de l'eau qui s'est condensée du fait de l'humidité de l'air ambiant. Ainsi, tant qu'il y a du solvant dans le bac, la régénération va se faire, jusqu'au moment où l'on va voir que les vapeurs qui étaient incolores vont commencer à prendre la forme d'un brouillard blanc. 04 constate au moyen d'une sonde de température que le point d'ébullition de 1210 C passe à 1220 C puis 1230 C, etc si l'on arrête pas la source de chaleur. C'est à ce moment très précis qu'il faut arrêter la résistance électrique de façon à laisser dans le fond du bac chauffant les salissures maigres et surtout les acides gras. De cette façon, on obtient un solvant régénéré qui est pur. Le point de coupure du système de chauffe peut-être réalisé de manière manuelle c'est à dire en surveillant la couleur des vapeurs, puisqu'il est possible de déterminer de façon précise que pour une quantité de solvant fixée, il faudra un temps invariable de régénération avant de voir apparaître des vapeurs d'une autre couleur (.par exemple, pour une quantité de 150 litres, avec une puissance électrique de 8000 watts, il faudra une heure pour arriver à ébullition et encore deux heures pour le point de fin d'évaporation du solvant avant les acides gras ) ou bien la coupure peut être faite de façon automatique par un appareil qui coupera l'alimentation de la résistance de chauffe dès que la température à l'intérieur du bac dépassera d'un degré le point d'ébullition du solvant. La présente invention permet de récupérer et de condenser les vapeurs de solvant sans les mettre en pression, c'est-àdire seulement au point d'ébullition du produit, et ainsi de séparer en deux temps la production de vapeur de Fer et d'acides gras, ce qui est impossible dans les appareils traditionnels qui ont besoin d'une pression pour pousser les vapeurs dans odeur cheminée et ainsi fonctionnent à une température supérieure au point d'ébullition entra#nant PER plus acides gras tout au long du cycle. REVENDICATIONS 1- Dispositif constituant un régénérateur de solvant destiné à régénérer les solvants lourds non inflammables et en particulier le parchloréthylène utilisé dans le nettoyage à sec, comportant un bac chauffant ( I ), un condenseur (2) contenant des tubes de refroidissement (3), le tout recouvert d'un couvercle, d'une'lyre" séparateur (4) solvant/eau, d'un réservoir de solvant régénéré (6) caractérisé en ce que le bac chauffant est équipé d'une gouttière aménagée d'un serpentin formant le condenseur. 2- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bac chauffant est entièrement ouvert sur le dessus de façon à permettre une évaporation du solvant sur toute sa surface. 3- Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le condenseur se trouve à l'extérieur du bac chauffant, sur sa partie supérieure, et tout autour. 4- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le condenseur occupe une position qui permet d'amener les vapeurs dans celui-ci sans leur exercer de pression c'est-à-dire au point d'ébullition propre du solvant à régé nérer, et ainsi d'avoir uniquement des condensats du produit régénéré et pas d'autres produits ayant un point d'ébullition légèrement plus élevé. 5- Dispositif selon les revendications3 et 4 précédentes caractérisé en ce que le condenseur a la forme d'une gouttière qui permet d'écouler le solvant régénéré jusqu'au séparateur. 6- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que la gouttière est aménagée d'un serpentin disposé dans le fond ou bien en ce que la gouttière possède un double fond permettant de faire circuler l'eau froide destinée à condenser les vapeurs. 7- Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le séparateur solvant/eau est un tube en forme de U avec trois ouvertures, deux sur une jambe, une sur l'autre, en ce que sur le côté à deux ouvertures la plus haute est la sortie d'eau, la plus basse au milieu de la jambe l'entrée solvant/eau, et en ce que sur l'autre jambe, l'ouverture à mi-hauteur par rapport aux deux ouvertures de la première, est la sortie solvant pur. 8- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que les deux extrémités des jambes du U formant le séparateur sont reliées à l'intérieur du régénérateur et servent d'évents, de façon à ne pas créer un vide d'air lorsque le solvant s'écoule dans le réservoir de régénéré. 9- Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comporte un appareillage de contrôle de température destiné à stopper la résistance électrique dès que la régénération du solvant est terminée, et avant d'obtenir des condensats de nature différente,- laissant ainsi au solvant sa pureté d'origine. 10- Dispositif selon les revendications 5 et 7 caractérisé en ce qu'il comporte une électro-vanne à la sortie du tuyau d'évacuation de la gouttière, commandée par l'appareillage de contrôle de température, qui coupe le circuit allant à la lyre séparateur pour l'envoyer dans un récipient destiné à recevoir les condensats de nature diffrente du solvant, lesquels pourraient apparaître entre le moment de coupure de la source de chaleur et son refroidissement.