Brevet FR2657640A1 — publié le 19910802

Dépollution de l'air atmosphérique p tirage ra ot traltemerat t soneC i f i que La présente invention concerne un système de dépollution de l'air par tirage naturel (sans apport d'énergie mécanique) de tres importantes masses d'air vicié et leur rejet en altitude après traitement.Les conditions dans lesquelles ce système fonctionne permettent en effet d'assurer, grâce à une puissante source d'énergie thermique à la fois un trés puissant mouvement d'aspiration de l'air pollué et un traitement d'épuration partielle de l'air aspiré. Il n'est pas nécessaire de s'étendre sur les dimensions inquiétantes,prises, ces dernières décennies, par la pollution de l'atmosphère des grandes concentrations urbaines et industrielle Parmi les sources de pollution, on peut rappeler, pour mémoire, mais aussi pour orienter l'action positive de dépollution, les moteurs thermiques des milliers de véhicules automobiles mais aussi les complexes chimques et industriels. La gravité de ces problèmes a été mieux perçue à l'occasion d'accidents sérieux aux repercussions immédiates catastrophiques mais aussi à cause des destructions irréversibles qu'ils ont provoquées. L'idée inventive à ltorigine du présent brevet, consiste à utiliser judicieusement la présence,à proximité des zones polluées d'un relief accessible dont le niveau élevé permet de créer, grâce à des galeries de fort diamètre,une puissance motrice gratuite. Cette puissance d'aspiration, clé du fonctionnement du système est directement fonction de la hauteur de la cheminée, de la différence de poids, et donc de la température, des colonnes d'air à l'intérieur et à l'extérieur de la galerie-cheminée. Cette puissance motrice sera absorbée par les pertes de charges du conduit qui assurera l'aspiration de l'air vicié et celles induites par les galeries proprement dites. Ces pertes de charges sont fonction du débit (Q) obtenu, de la longueur (L) de l'installation, des sections(S) et périmètres(P) des conduits ainsi que du poids spécifique( & de l'air circulant et du coef -ficient de frottement(K) sur les parois; soit S3 La pression motrice, elle, est donnée par la formule: ou -T3 où H est la hauteur de la galerie multipliée par laiffér#nce des poids spécifiques des deux colonnes d'air (int et ext~La température de l'air dans la cheminée aura valeur déterminante. Pour fixer les idées, un conduit de captage, en forme de demi-cylindre de 20m de diamètre, prolongé par deux cheminées de lOm de diamètre, culminant à lOOOm au-dessus du niveau de captage, sera susceptible d'évacuer 1500m3/sec d'air pollué, pour peu que la température de la cheminée soit suffisamment élevée. C'est là que se place la seconde particularité inventive de ce brevet.ll s'agit d'organiser, a la sortie de la zone de captage,et donc à l'entrée des galeries, une ou plusieurs chambres de combustion, avec ou sans effet catalytique,dans lesquelles seront oxydés et transformés la majeure partie des gaz toxiques et polluants collectés dans la zone à assainir. tette opération réalisée à une température élevée (entre 200 et 400C) en présen ce ou non de catalyseurs adaptés permettra de réduire considérablement le taux des polluants rejetés en altitude, et, simultanément, d'accroitre par élévation de la température, le débit de l'ensemble voûte de captage-galeries d'évacuation. Ces chambres de combustion seront alimentées avec tout combustible mais la préférence ira au gaz naturel, économique et peu polluant L'installation pourra comprendre éventuellement après catalyse ou combustion directe, une zone de lavage des gaz par fine pulvéri -sation d'eau, de façon à compléter la dépollution de l'air rejeté. Cette zone se placera de préférence au sommet des galeries de façon à conserver dans la cheminée la température la plus éle vée. L'eau de lavage sera obtenue par condensation de la vapeur d'eau crée sous la voûte de captage et par la combustion du gaz naturel. Ce sont principalement l'oxyde de carbone et le monooxyde d'azote qui, en présence d'oxygène et à une forte température, seront oxydés et transformés en Co2 et No2 ou No3.Les taux limites pour ces deux gaz sont respectivement de 55mmg/m3 et 30mmg/m3. La présence d'anhydride sulfureux dans l'air pollué, à raison de l5mmg/m3 pourrait justifier une installation avec chambre de plomb et tour de Gloser, permettant de récuperer une quantité non négligeable d'acide sulfurique.Une chambre de contact en présence d'un catalyseur tel que l'anhydride vanadique donnerait à 4000 une production importante. Compte tenu des masses d'air mises en mouvement, il sera avantageux de créer une véritable installation de traitement chimique,avec ou sans catalyse, aboutissant à une production ayant une valeur industrielle exploitable. A titre indicatif un ensemble captage-galeries tel que décrit plus haut pourrait, si la situation topographique est favorable, aspirer et épurer par tiellement un volume d'air pollué de 130MiLLt6 s de m3/jour, soit un renouvellement circadien,sur lm d'épaisseur d'une surface de 130Km2.Linstallation pourra fonctionner 24'/jour et tous les jours de 1'année.La consommation de gaz serait approximativement, dans un cas semblable, de 20Tonnes,'h. Ce type d'installation peut être envisagé partout où la nécessité s'en fait sentir et où le relief le permet. R e i e CL d i ions 1. Système de dépollution d'importantes masses d'air extraites d'une atmosphère viciée, grâce au tirage naturel provoqué par de tr#s hautes cheminée-galeries.Il est caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de tirage mécanique,inconcevable du fait des masses à mettre en mouvement. 2. Système de dépollution, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit d'air pollué est multiplié plusieurs fois, grâce a un important réchauffement de l'air au pied des galeries par combustion de gaz ou autre combustible. 3 Système de dépollution selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une installation de traitement de tout ou partie des gaz toxiques de l'air extrait par chauffage à forte température et combustion en présence ou non de catalyseur 4. Système de dépollution, selon les revendications 1 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte une station de condensation de la vapeur d'eau produite dans la zone de captage, grâce à un système de vaporisation d'eau froide. 5 Système de dépollution de l'air vicié d'une zone urbaine ou industrielle, selon les revendications 1,2,3 et 4,caractérisé en ce qu'il comporte une installation de lavage et de transformation des gaz brûlés dans les cheminées, permettant de fixer les sels et sous-produits du traitement de l'air aspiré.