Brevet FR2735037A1 — publié le 19961213

FILTRE A GAZ SELECTIF POUR LE DOSAGE QUANTITATIF ET QUALITATIF DE GAZ TOXIQUE La présente invention a pour objet un filtre à gaz sélectif pour le dosage quantitatif et qualitatif de gaz toxique. Elle concerne un filtre chimique d'absorption sélective d'un gaz ou d'une famille de gaz simultanément présente ou non avec un gaz unique déterminé dont on souhaite révéler la quantité à l'aide d'un analyseur non sélectif. Dans les formes connues de filtrage sélectif, il est courant d'associer à l'analyseur non sélectif un filtre de séparation temporelle consistant en une colonne dite de chromatographie. Cette pratique très répandue présente l'inconvénient d'augmenter le temps de révélation du gaz à détecter, de ne pas assurer une mesure continue du constituant, et de nécessiter la servitude de gaz vecteur particulièrement pur. Par exemple, dans certaines applications particulières, il est nécessaire de détecter des traces de phosgène CO C12 dans une atmosphère à surveiller susceptible de contenir des quantités importantes de vapeur d'acide chlorhydrique HC1 dans un rapport important ( 0,1 ppm de COC12 et 1000 ppm de HC1). Les analyseurs de gaz à fonctionnement continu disponibles à ce jour ne permettent pas d'apporter la sélectivité qualitative nécessaire pour déterminer la teneur de COC12. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. I1 permet en effet le dosage d'un constituant en temps réel, même dilué avec d'autres constituants susceptibles de réagir sur l'analyseur de gaz. En outre, la présence de ce type de filtre n'affecte quasiment pas la teneur du constituant à mesurer, et l'efficacité du filtrage reste constante durant la durée de vie du filtre. De surcroît, son principe chimique lui confère une absence totale de relargage des constituants absorbés quelles que soient les conditions d'environnement telles que changement de température, variation de la pression atmosphérique ou stockage. I1 est constitué d'un récipient cylindrique transparent comportant une arrivée de gaz à l'une de ses extrémités et une sortie de gaz à l'autre extrémité, et contenant une matière absorbante constituée d'un métal bivalent en feuille, maintenue dans la partie centrale par deux grilles en acier inoxydable, les zones internes du récipient correspondant à l'arrivée et au départ du gaz étant remplies de laine de polytetrafluoro-éthylène. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatif: la figure 1 représente une coupe axiale d'un filtre sélectif conforme à l'invention, les figures 2 et 3 sont des courbes établies au moyen d'un analyseur de gaz non sélectif, obtenues respectivement sans et avec filtre sélectif, la figure 4 représente une courbe obtenue avec filtre sélectif et illustrant le fonctionnement de celuici au cours du temps. Le dispositif, figure 1, est constitué d'une enceinte cylindrique ayant par exemple 40 mm de diamètre interne et 200 mm de longueur, composée d'un tube 1, fermé par deux bouchons 2 étanches et pourvu à ses extrémités d'ajutages 3, 4 pour la connexion de l'arrivée, respectivement de la sortie, du gaz à filtrer. Durant l'utilisation, l'enceinte est positionnée verticalement, le gaz à filtrer pénétrant par le bas et ressortant par le haut. La filtration sélective est obtenue grâce à une matière absorbante 5 présentant une importante surface de contact et maintenue dans la partie centrale du tube 1 à l'aide de deux grilles 6 de préférence en acier inoxydable. Pour assurer une répartition homogène du gaz dans le filtre, des tampons 7 en laine de PTFE (polytetrafluoro-éthylène) sont disposés dans les zones correspondant à l'entrée et à la sortie du gaz. Le tube 1, de préférence en matière transparente, sera réalisé en verre ou dans une matière plastique telle que le polyméthacylate de méthyle. La matière absorbante 5 est constituée d'un métal bivalent, et se présente en fines lamelles de 0,2 mm d'épaisseur environ mises en pelote. Dans les conditions d'emploi, cette réaction n'est pas réversible. Le métal se consomme en passant à l'état de sel. Dans le cas mentionné ci-dessus, le métal sera avantageusement du Zinc Zn++. Son affinité pour certaines substances oxydantes lui donne les qualités requises pour réagir rapidement dès la température ordinaire avec les vapeurs d'acide chlorhydrique suivant la formule: Zn + (HCL)2 = Zn C12 + H2 La quantité de zinc dépend de l'autonomie souhaitée dans le cadre de l'application prévue, à savoir 1000 ppm de HC1/24 heures, 150 grammes sont nécessaires. Au cours d'essais, l'emploi du filtre chimique d'absorption sélective décrit ci-dessus a permis la mesure précise du phosgène en présence ou pas des vapeurs d'acide chlorhydrique. Sur la figure 2, on peut voir successivement les courbes 8 et 9 indiquant respectivement la présence d'acide chloridrique et de phosgène, obtenues par un analyseur sans filtration sélective, alors que sur la figure 3, on voit les courbes obtenues dans les mêmes conditions en faisant usage du filtre sélectif. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 10. Filtre à gaz sélectif pour le dosage quantitatif et qualitatif de gaz toxique, destiné à l'absorption sélective d'un gaz ou d'une famille de gaz simultanément présente ou non avec un gaz unique déterminé dont on souhaite mesurer la concentration à l'aide d'un analyseur non sélectif, caractérisé par la combinaison d'une enceinte cylindrique formée d'un tube (1) fermé par deux bouchons (2) étanches et comportant un ajutage d'arrivée (3) du gaz à l'une de ses extrémités et un ajutage de sortie (4) du gaz à l'autre extrémité, ladite enceinte contenant une matière absorbante (5) constituée d'un métal bivalent en fines lamelles mises en pelote et maintenue dans la partie centrale par deux grilles (6), les zones internes du récipient correspondant à l'arrivée et à la sortie du gaz étant remplies de laine de polytetrafluoro-éthylène formant des tampons (7) aptes à assurer une répartition homogène du gaz dans le filtre. 20. Filtre à gaz selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le tube (1) est réalisé en verre ou dans une matière plastique transparente. 30. Filtre à gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les lamelles métalliques constituant la matière absorbante (5) ont une épaisseur de 0,2 millimètres environ. 40. Filtre à gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'enceinte cylindrique a un diamètre interne sensiblement égal à 40 millimètres et une longueur voisine de 200 millimètres. 5 . Filtre à gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'absorption de gaz se fait par une réaction chimique irréversible dans laquelle ledit gaz se combine avec la matière absorbante (5) pour former un sel. 60. Filtre à gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la matière absorbante (5) est constituée de lamelles de zinc (Zn++) de 0,2 millimètres d'épaisseur mises en pelote.