Brevet FR2671990A1 — publié le 19920731

La présente invention concerne un système pour le traitement par thermolyse sous vide des produits liquides ou gazeux dont le rejet est préjudiciable pour l'environnement Traditionnellement ces produits dangereux pour l'environnement sont soit stockés ,soit traités par incinération; dans le premiér cas le danger potentiel subsiste et ne peut que s'agraver avec la corrosion possible des emballages Dans le second cas les températures du traitement par incinération sont très élevées et entrainent une usure rapide des équipements et donc un coût d'exploitation très élevé; par ailleurs les produits gazeux du traitement par incinération sont évacués dans l'atmosphère avant tout contrôle ce qui ne permet pas de donner toutes les garanties requises quant à la non pollution de l'environnement Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients:Le traitement par thermolyse sous vide des produits est effectué à température moyenne ,aux environs de 500 CN les produits de décomposition sont controlés en continu à la sortie du système et sont éventuellement recyclés pour traitement complémentaire; le fonctionnement à cette température n'induit pas d'usure marquée du système dont la durée de vie est ainsi prolongée et le coût de fonctionnement réduit Le système est caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur intégrant en un seul appareil une chambre d'introduction des produits à traiter,un thermolyseur dans lequel sera effectuée la décomposition thermique sous vide et une chambre d'épuration sur éléments réactifs; Le système est caractérisé en ce que la chambre d'introductionsqui est alimentée en produits à traiter soit par gravité soit par une pompe doseuse,est équipée d'un moyen de chauffage qui lui est propre permettant la vaporisation des liquides; cette chambre d'introduction est liée au thermolyseur par une cloison perçée de trous calibrés par lesquels le transfert des produits gazéifiés s'effectue En amont de la chambre d'introduction le réacteur est équipé des appareillages interdisant le reflux des produits vers l'extérieur ou l'entrée d'air vers l'interîeur, comme par exemple,sans être limitatif, une jambe barométrique pour éviter l'entrée d'air vers l'intérieur et des clapets antiretour pour éviter le reflux du liquide vers l'exterieur. le système selon l'invention est équipé d'une chambre de thermolyse constituée de tubes concentriques reliés mécaniquement et électriquement les uns aux autres pour constituer une seule et même résistance électrique radiante. Le tube exterieur constitue la paroi exterieure du réacteur;il est raccordé à ses extrémité aux bornes d'un circuit électrique de puissance pour que le passage du courant électrique provoque l'échauffement de cet ensemble pour élever sa température ; la température de l'ensemble radiant sera déterminée pour que la température des produits circulant à l'intérieur atteignent leur température de décomposition. Selon l'invention les tubes radiants de la chambre de thermolyse sont remplis d'éléments de garnissage pour que l'écoulement gazeux soit suffisamment ralenti et turbulent pour favoriser l'échange thermique 7 la nature du ou des matériaux du garnissage sera déterminée en fonction des caractéristiques de stabilité des produits; selon les cas les matériaux seront choisis pour leur fonction de catalyseur. Dans le système selon l'invention la chambre de thermolyse communique avec une chambre d'épuration dans laquelle les gaz décomposés par thermolyse traversent un garnissage de matériaux réactifs de façon que les ions dont on veut se débarrasser - essentiellement les halogènes- soient captés et fîxés;la nature des matériaux réactifs dépend des produits à traiter; ces matériaux sont mis en place sous forme de cartouches amovibles qui occupent toute la section de la chambre apres usage ,quand on constate une perte d'efficacité les cartouches sont enlevées, régénérées,et remises en place dans la chambre.L'empilement peut comporter plusieurs cartouches de matériaux différents choisis pour une épuration sélective et progressive - Selon l'invention les trois chambres du réacteur sont calorifugées et isolées thermiquement pour réduire les déperditions calorifiques. Selon l'invention la chambre de thermolyse et la chambre d'épuration sont maintenues en vide permanent,sous une pression absolue qui peut varier selon la nature des produits à traiter mais que l'on fixe, à titre d'exemple,à 100 mbar Le vide est obtenu par le pompage des gaz à la sortie de la chambre d'épuration à l'aide des moyens classiques de la technique du vide;avant d'arriver au groupe de pompage sous vide les gaz, à la sortie de la chambre d'épuration, traversent un laveur où ils sont purgés des halogènes résiduels et refroidis par le fluide de lavage,en général de l'eau additionnée de soude, à une température admissible pour le groupe de pompage. Selon l'invention le controle de la cinétique des réactions de décomposition dans le thermolyseur est obtenu par la régulation du chauffage électrique à partir des données des thermocouples implantés dans le réacteur et par mise en oeuvre des systèmes classiques de régulation du courant électrique,par exemple les systèmes à thyristors En accord avec les conditions détaillées ci-dessus le système selon l'invention offre les avantages suivants::il est applicable à toute quantité de liquides soit en jouant sur la section du réacteur,soit en mettant en parallèle autant de réacteurs que nécéssaire.Le système selon l'invention ne produit aucune contamination par les gaz qui sont purgés de composants nocifs d'une part dans la chambre d'épuration et d'autre part dans le laveur situé en amont du groupe de pompage;les eaux du laveur sont neutralisées,par exemple à la ,soude et rejetées dans le milieu naturel après controle et éventuellement,traitement complémentaireLes coûts d'installation et d'exploitation sont faibles par rapport à ceux des systèmes de traitement par incinération. Pour faciliter la compréhension du système selon l'invention il est représenté dans le dessin ci-joint ,à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif une forme préférée de réalisation industrielle: La figure (1) représente schématiquement la disposition d'un appareil qui correspond à un exemple possible non limitatif de réalisation de l'invention; la figure (2) représente une vue en coupe de cet appareil au niveau de la chambre de thermolyse.#u repère (n) se trouve l'entrée des liquides qui arrivent à ce niveau soit par gravité à partir de fats ou de réservoirs de stockage, soit par l'action d'une pompe doseuse. Nu repère (2) se trouve la chambre d'alimentation dans laquelle les liquides introduits au repère (1) sont mis en température par la résistance électrique repère (3); Nu repère (4) est représenté l'opercule intercalaire portant les trous calibrés par lesquels est assuré le transfert des produits vers la chambre de thermolyse du repère (1); ce transfert peut être réalisé par detente sonique. Le repère (4) constitue la section amont de la chambre de thermolyse(1) dans laquelle on trouve au repère (5) les entretoises(5) liant mécaniquement et électriquement les tubes cylindriques et concentriques représentés par le repère (6). Les tubes du repère (6) constituent un seul ensemble mécanique et électrique de tubes radiants;le nombre d'entretoises du repère (5) est fonction de la quantité de courant électrique nécéssaire à la décomposition thermolytîque. Le tube central est bouché à son extrémité amont pour éviter le passage direct des produits vers l'aval de l'installation et les obliger à passer dans les tubes radiants. Au repère (7) est schématisé le circuit électrique extérieur qui alimente les tubes radiants par l'intermediaire de colliers du repère (9). Ru repère (8) sont figurés les éléments du garnissage thermo-catalytique qui favorisent l'échange thermique en ralentissant l'écoulementu repère (12) est représentée la chambre d'épuration dans laquelle au repère (10) est représentée une cartouche emplie de matériaux réactifs choisis pour capturer les ions dont on veut assurer l'éliminatîon;ces cartouches dont le nombre n'est pas limité à ce que représente le schéma sont amovibles à des fins de régénération flu repère (11) est schématisée l'enveloppe du calorifuge devant assurer l'isolation thermique. Enfin au repère (13) est représentée la tubulure de sortie du réacteur des gaz décomposés ;cette tubulure permet le raccordement direct du réacteur au laveur des gaz -non représenté- par lequel le groupe de pompage à vide -non représenté- maintient un vide permanent dans le réacteur. Revendications 1- Système pour le traitement des liquides et des gaz dont le rejet est préjudiciable pour l'environnement caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur intégrant en un seul appareil une chambre d'introduction des produits (2), un thermolyseur(1) dans lequel sera effectuée la décomposition thermique sous vide et une chambre d'épuration (12) sur éléments actifs. 2-Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre d'introduction (2) est alimentée en produits à traiter soit par gravité soit par pompe doseuse et est équipée d'une résistance électrique de chauffage (3) pour vaporiser les liquides introduits dans la chambre(2). 3-Système selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'opercule intercalaire(4) porte des orifices calibrés pour assurer un transfert régulier des produits vers la chambre de thermolyse(1) 4-Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réacteur comporte une chambre de thermolyse(1) constituée de tubes metalliques(6) reliés les uns aux autres mécaniquement et électriquement pour constituer une seule et même résistance électrique radiante,le tube extérieur de la résistance électrique constituant la paroi extérieure de la chambre de thermolyse(l). 5-Système selon la revendication 1 et la revendication 4 caractérisé en ce que les tubes radiants(6) sont remplis d'éléments de garnissage(8) pour que l'écoulement favorise l'échange thermique,la nature du /des matériaux de garnissage ayant une action de catalyse de décomposition sur les produits introduits dans la chambre de thermolyse. 6-Système selon les revendications précédentes dans lequel une chambre dvépuration(12) est liée à la chambre de thermolyse(1) pour obliger les gaz décomposés à traverser un garnissage de matériaux réactifs(10) afin d'éliminer les ions halogénés provenant de la décomposition précédente,ces matériaux pouvant être mis en place sous forme de cartouches pour des facilités de manipulation et de régénération apres usage. 7-Système selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le réacteur composé des trois chambres est calorifugé pour limiter les déperditions calorifiques de façon que l'on puisse mettre en place et enlever selon les besoins l'opercule intercalaire (4) ,les cartouches de matériaux réactifs (10). 8-Système selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'énergie nécéssaire à la décomposition des produits à traiter est apportée par l'élévation de température des tubes (6) constituant la chambre de thermolyse obtenue par circulation d'un courant électrique qui se répartie dans les tubes (6) par l'intermédiaire des entretoises (5 ) et des colliers (9) 9-Système selon la revendication 4 et la revendication -8caractérisé en ce que la cinétique des réactions de décomposition des produits introduits dans la chambre de thermolyse est controlée et régulée par modulation de la température des tubes radiants à l'aide de la modulation du courant électrique qui parcourt les tubes radiants,cette modulation du courant électrique pouvant être obtenue par les systèmes classiques 10-Système selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le vide de fonctionnement ,que l'on indique à titre d'exemple autour de 100 millibars sans que cette indication constitue une limitation de l'invention par le fait que le vide de fonctionnement dépend éssentiellement des caractéristiques des produits à traiter, est obtenue par le pompage continu des gaz à la sortie de la chambre d'épuration(12) par l'orifice (13) à l'aide d'un groupe de pompage classique apres passage des gaz dans un laveur pour d'une part parfaire l'épuration et d'autre part refroidir les gaz à un niveau de température admissible pour le groupe de pompage.