Brevet FR2699831A1 — publié le 19940701

Dispositif d'épuration d'air, notamment de désodorisation, par destruction catalytique des espèces organiques présentes dans l'air à épurer L'invention concerne l'épuration d'air, notamment la désodorisation des atmosphères ambiantes telles que, par exemple, les atmosphères enfumées. on connaît, à cet effet, la lampe à brûleur catalytique comprenant un réservoir contenant une composition à base d'alcool isopropylique, parfumée ou non, un brûleur catalytique en céramique imprégnée et une mèche amenant par capillarité la composition au brûleur. Après allumage et chauffage du brûleur, la flamme est éteinte et la combustion se poursuit par voie catalytique, sans flamme L'activité catalytique de cette lampe s'explique par une oxydation qui se fait par l'intermédiaire des oxygènes du réseau cristallin. Celui-ci renferme des ions à des degrés d'oxydation supérieurs qui se réduisent en oxydant, outre l'alcool, l'espèce organique présente et se réoxydent par l'intermédiaire du platine. La désodorisation et la destruction des atmosphères enfumées s'explique par l'addition de plusieurs phénomènes: brassage d'air dû à des perturbations extérieures (déplacement de personnes, mouvements de convection dus à la présence d'un point chaud sur le brûleur), déplacement d'équilibre à proximité du brûleur et apparition d'un gradient de concentration des espèces organiques entraînant une diffusion de celles-ci vers la zone déficitaire en composés organiques. L'inconvénient de cette lampe réside dans le fait que le brassage de l'air se fait de façon purement passive, naturelle, et qu'il est nécessaire de recharger périodiquement la lampe en alcool pour maintenir le brûleur catalytique à sa température de fonctionnement optimale, -à laquelle il assure la destruction des espèces organiques présentes dans l'air vicié. Ainsi, si l'on dose, par une méthode polarographique, la nicotine présente dans une atmosphère enfumée, après 30 minutes d'utilisation de la lampe on ne montre qu'une baisse de 30 % de la teneur en nicotine. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients, en proposant un dispositif qui procure une efficacité très substantiellement renforcée par rapport à une lampe à alcool et qui, d'autre part, ne nécessite pas de recharge périodique en carburant liquide pour l'entretien de son activité catalytique. A cet effet, le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte: un élément tubulaire contenant un bloc perméable à l'air, interposé dans le trajet d'air à l'intérieur de l'élément tubulaire, des moyens de chauffage de ce bloc, et des moyens ventilateurs, pour provoquer une circulation forcée de l'air dans le tube et au travers du bloc. Selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses: le bloc est un bloc catalytique, le bloc catalytique contient comme agent catalyseur un métal du groupe comprenant le platine, le palladium et le rhodium, ou un alliage ou mélange binaire ou ternaire de ces métaux. le bloc catalytique est un tamis moléculaire d'un ou plusieurs silicate(s) imprégné(s) d'une composition d'un agent catalyseur. les moyens de chauffage sont des moyens de chauffage tubulaire entourant ledit élément tubulaire, ce dernier étant en un matériau conducteur de la chaleur. il est prévu un élément dissipateur de chaleur interposé entre l'élément tubulaire et les moyens ventilateurs. il est en outre prévu, en aval de l'élément tubulaire, un élément formant bloc de parfumage. le bloc enferme un lit fluidisé. 000 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, faite en référence à la figure unique annexée, qui représente schématiquement la configuration du dispositif de l'invention. Le dispositif de l'invention comporte essentiellement un manchon tubulaire 1 en matériau conducteur de la chaleur, par exemple en quartz ou en céramique, entouré par un moyen de chauffage 2, par exemple électrique. Ce manchon 1 est partiellement ou totalement rempli d'une masse particulaire 3 formant bloc en matériau perméable à l'air, éventuellement catalytique. Il peut s'agir par exemple d'un tamis moléculaire d'une zéolite ou autre silicate, imprégné d'un agent catalyseur à base de platine et/ou palladium et/ou rhodium, la teneur en agent catalyseur pouvant être nulle Le métal noble constituant, le cas échéant, le catalyseur proprement dit est par exemple amené par imprégnation d'un sel en solution liquide, réduit par chauffage Ces opérations sont connues de longue date et ne seront pas décrites en détail. Pour forcer la circulation de l'air au travers du manchon 1, il est prévu un bloc 4 contenant un ventilateur 5; un élément dissipateur de chaleur 6 est interposé entre le manchon chauffé 1 et le bloc 4 afin d'éviter tout endommagement de celui-ci. En variante, le bloc peut enfermer un lit fluidisé. Enfin, il peut être prévu, de façon optionnelle, un bloc de parfumage 7, disposé bien entendu en aval du manchon contenant le bloc. La mise en évidence de l'efficacité du dispositif de l'invention s'est déroulée de la façon suivante: une pièce de 17 m 3 étanche a été enfumée ( 23 cigarettes) grâce à une machine à fumer, en 12 minutes. Des prélèvements de l'atmosphère enfumée ont été effectués soit par prélèvement direct de l'air de la pièce, soit par prélèvement de l'air de la pièce après son traitement par le dispositif de l'invention. Les matériaux utilisés pour ce dispositif étaient les suivants: tube en quartz de diamètre 3,2 cm et longueur 30 cm, et tamis moléculaire de taille de pore 1 nm, de diamètre 2 mm, et de poids 35 g. Les prélèvements ont été réalisés sur un support solide du type "Tenax" et ont duré une heure après que la dernière cigarette allumée ait été entièrement consumée Le volume d'air prélevé a été de 7 1 Ces prélèvements ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur de masse, le chromatographe possédant un système d'injection à désorption thermique. Les résultats d'analyse directe de l'atmosphère enfumée ont montré la présence de nombreux composés, alors que les résultats d'analyse de l'air prélevé après passage à travers le dispositif de l'invention révèlent l'absence de tout composé issu de la fumée de cigarette Ceci démontre une totale efficacité de ce dispositif dans la destruction des produits organiques polluants. Outre cet essai en situation réelle, il a été mené parallèlement une autre étude consistant à mettre en évidence l'efficacité de l'invention Au dispositif décrit précédemment, on a ajouté en amont un module contenant une nacelle à l'intérieur de laquelle a été déposé 0,1 g de nicotine La nicotine vaporisée à 1000 C a été entraînée par de l'air à un débit de 7 1/h L'air passant à travers les particules de silicate du bloc catalyseur a été piégé sur le support solide précité ("Tenax") La durée du prélèvement a été d'une heure. Ce prélèvement a été analysé selon la méthode décrite précédemment, et les résultats ont révélé l'absence de nicotine et de tout composé issu de la dégradation de la nicotine. 6 2699831 REVENDICATIONS 1 Un dispositif d'épuration d'air, notamment de désodorisation, par destruction catalytique des espèces organiques présentes dans l'air à épurer, caractérisé en ce qu'il comporte: un élément tubulaire ( 1) contenant un bloc perméable à l'air ( 3), interposé dans le trajet d'air à l'intérieur de l'élément tubulaire, des moyens de chauffage ( 82) de ce bloc, et des moyens ventilateurs ( 5), pour provoquer une circulation forcée de l'air dans le tube et au travers du bloc. 2 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 1, dans lequel le bloc est un bloc catalytique. 3 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 2, dans lequel le bloc catalytique contient comme agent catalyseur un métal du groupe comprenant le platine, le palladium et le rhodium, ou un alliage ou mélange binaire ou ternaire de ces métaux. 4 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 2, dans lequel le bloc catalytique est un tamis moléculaire d'un ou plusieurs silicate(s) imprégné(s) d'une composition d'un agent catalyseur. Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 1, dans lequel les moyens de chauffage sont des moyens de chauffage tubulaire entourant ledit élément tubulaire, ce dernier étant en un matériau conducteur de la chaleur. 7 2699831 6 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 1, dans lequel il est prévu un élément dissipateur de chaleur ( 6) interposé entre l'élément tubulaire et les moyens ventilateurs. 7 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 1, dans lequel il est en outre prévu, en aval de l'élément tubulaire, un élément formant bloc de parfumage ( 7). 8 Le dispositif d'épuration d'air selon la revendication 1, dans lequel le bloc enferme un lit fluidisé.