Brevet FR2740436A1 — publié le 19970430

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de traitement de rejets d'évents de cuves de stockage de produits liquides contenant au moins un composant volatil et, plus particulièrement, à un tel procédé et à un tel appareil destinés à assurer la protection de l'environnement des cuves contre un risque d'explosion et/ou une pollution par ledit composant volatil. On stocke classiquement des produits liquides contenant des composants volatils dans des cuves munies d'évents permettant de limiter la pression de vapeur au-dessus de la surface libre du liquide, dans la cuve. Ces évents débouchent ordinairement dans l'atmosphère. Lorsque les effluents sortant de ces évents sont susceptibles de créer un danger d'explosion en cas d'élévation de température ou en présence d'étincelles, d'origine électrique par exemple, ou un danger de pollution de l'environnement, des précautions doivent être prises pour supprimer ou réduire ces dangers. Une première solution consiste à éloigner le débouché des évents des zones dans lesquelles peuvent se trouver des sources connues d'ignition (moteurs électriques, postes de soudure, de découpe, cigarettes allumées, etc...). Pour ce faire, les évents sont prolongés par des cheminées de longueur convenable. Cette solution peut convenir pour prévenir les explosions mais n'empêchent pas la pollution de l'environnement par les rejets de la cheminée. Une autre solution consiste à traiter les rejets d'évents de manière que la concentration en gaz ou vapeurs inflammables de l'atmosphère dans ces zones soit abaissée en dessous du seuil d'explosivité. On traite alors les rejets d'évents par inertage, dilution, aspiration à la source ou aspiration générale, par exemple. Cette solution permet de réduire à la fois la pollution de l'environnement et les risques d'explosion. Certains sites industriels existants comportent des cuves de stockage disposées à proximité d'usines où les sources d'ignition sont nombreuses. La première solution évoquée ci-dessus consiste alors, soit à supprimer ces sources d'ignition, soit à éloigner les cuves de l'usine, ou encore à équiper les évents de cheminées de grande longueur. Ces diverses variantes de la première solution, outre qu'elles ne traitent pas le problème de la pollution de l'environnement, peuvent s'avérer d'un coût prohibitif. Il faut alors recourir au traitement des rejets des évents. A cet égard, les divers procédés de traitement connus évoqués ci-dessus (inertage, dilution, aspiration) s'avèrent difficiles à mettre en oeuvre dans des installations existantes, non conçues pour les intégrer. Une réglementation de plus en plus sévère en matière de sécurité des installations industrielles oblige cependant à mettre de telles installations, parfois anciennes, en conformité avec les prescriptions de cette réglementation. La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé et un appareil de traitement de rejets d'évents de cuves de stockage de produits comportant des composants volatils, propres à supprimer ou limiter les risques d'explosion expl ou i os dûs à des gaz ou vapeurs contenus dans ces rejets, l'appareil étant conçu pour pouvoir être, aussi bien, associé à des cuves nouvellement installées qu'à des cuves existantes qui en étaient dépourvues, et ceci pour un coût acceptable. La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé et un tel appareil permettant de minimiser la pollution de l'environnement par des rejets résiduaires. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de traitement de rejets d'évents de cuves de stockage de produits liquides contenant au moins un composant volatil, remarquable en ce que a) on force lesdits rejets à travers un condenseur refroidi au moins par une circulation d'air ambiant et b) on dilue les rejets non condensés dans l'air ambiant de refroidissement sortant du condenseur. Comme on le verra plus loin en détail, ce procédé permet de refouler dans l'atmosphère un courant d'air très peu chargé en rejets et donc propre à satisfaire à la fois à des contraintes en matière de suppression de risques d'explosion et en matière de non-pollution de l'environnement. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention fournit un appareil remarquable en ce qu'il comprend a) une enceinte munie d'une première entrée pour les rejets d'au moins un évent de cuve, d'un faisceau de tubes de condensation disposé à l'aval de la première entrée pour recevoir lesdits rejets, d'une deuxième entrée pour de l'air ambiant de refroidissement, et de première et deuxième sorties pour le condensat et les rejets non condensés, respectivement, et b) un ventilateur pour aspirer à la fois lesdits rejets non condensés et de l'air ambiant à travers la deuxième entrée de l'enceinte et refouler lesdits rejets dilués dans ledit air ambiant. La circulation d'air ambiant établie dans l'enceinte de l'appareil suivant l'invention présente l'avantage d'assurer, à l'aide d'un moyen unique, le ventilateur, deux fonctions complémentaires : la condensation des rejets et la dilution des rejets non condensés, ceci d'une manière particulièrement simple et économique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma d'une cuve contenant un produit liquide comprenant des composants volatils, cette cuve étant équipée de l'appareil suivant l'invention, et - la figure 2 est un schéma de l'appareil de traitement monté sur l'évent de la cuve de la figure 1. On va décrire l'invention dans son application à des cuves de stockage d'hydrocarbures tels que des liants bitumineux ou des émulsions de bitume, utilisés pour la construction de routes. Cette application n'est toutefois donnée qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif, étant entendu que l'invention peut trouver application au stockage de tout produit liquide comportant des composants volatils à la température ambiante. Les liants bitumineux utilisés en construction routière doivent être conservés à des températures (environ 1400 par exemple) auxquelles ils présentent une fluidité suffisante pour être mélangés à des agrégats lors de la fabrication d'enrobés (destinés à constituer des couches de roulement) ou pulvérisés sur une chaussée en une ou plusieurs couches pour lier entre elles une ou plusieurs couches de gravillons (enduits superficiels). Ces liants peuvent également être des émulsions à l'eau stockées à 70"C environ, dont l'un des constituants est très volatil, ces émulsions servant de liant pour les gravillonnages classiques. Les températures de stockage peuvent être supérieures au point d'éclair des produits utilisés. Dans ce cas, les liants sont considérés comme des hydrocarbures de première catégorie, ctest-à-dire ceux dont le point d'éclair est inférieur à 55"C. Il convient donc, pour éviter tout risque d'explosion, de créer une zone de "non-feu" autour des cuves et de refouler les rejets de leurs évents au-delà de cette zone. Ces contraintes peuvent s'avérer fort coûteuses, voire impraticables quand elles doivent être mises en oeuvre dans des installations existantes, non prévues à l'origine pour les recevoir. En effet, il faut alors remplacer, dans la zone de "non-feu", les moteurs électriques classiques par des moteurs anti-déflagrants et interdire tous travaux (soudure, découpe, etc...) susceptibles d'engendrer des étincelles. Il faut aussi installer des cheminées de grande longueur pour sortir les rejets volatils de la zone de "nonfeu". On a représenté à la figure 1 du dessin annexé une cuve 1 de stockage d'un volume 1' d'hydrocarbures liquides, équipée d'un appareil 2 suivant l'invention conçu pour traiter les rejets d'un évent 3 de la cuve de manière à purger ces rejets de produits volatils dégagés dans la cuve et susceptibles de créer un risque d'explosion. On assure ainsi la sécurité de l'installation sans recourir aux mesures prohibitivement coûteuses évoquées plus haut. La cuve 1 de la figure 1 comprend classiquement, outre l'évent 3, un conduit de trop-plein 4 et une jauge 5 qui permet de repérer le niveau de la surface libre du liquide à l'aide d'un flotteur 6. Le fil 7 supportant le flotteur sort du couvercle de la cuve 1 par un orifice 8 pour supporter à son autre extrémité un indicateur 9 de la position verticale du flotteur en question. On a représenté aussi à la figure 1 une cuve 10 de récupération du condensat produit par l'appareil de traitement 2, comme on va l'expliquer ci-dessous en liaison avec le schéma de la figure 2 qui représente en détail la structure de l'appareil 2. Sur cette figure, il apparaît que cet appareil comprend une enceinte 11, en tôle soudée ou boulonnée par exemple, cette enceinte présentant une première entrée 12 alimentée par l'évent 3 de la cuve, un condenseur constitué par un faisceau 13 de tubes de condensation généralement parallèles, agencés en aval de l'entrée 12 pour recevoir les rejets s'échappant par l'évent 3 et une première sortie 14 ou se rassemble le condensat formé dans les tubes du faisceau 13, ce condensat étant collecté dans la deuxième cuve 10 (voir figure 1) raccordée à la sortie 14. Le faisceau 13 est refroidi par une circulation d'air ambiant traversant une deuxième entrée 15 de l'enceinte 11, suivant l'orientation de la flèche F, soit sensiblement perpendiculairement aux axes des tubes du faisceau 13. Cette circulation d'air ambiant de refroidissement est établie par un ventilateur 16 entraîné par un moteur électrique 17 anti-déflagrant, le ventilateur étant raccordé à une chambre 18 accolée à l'enceinte 11 et communiquant avec l'aval du faisceau de tubes par une deuxième sortie 19 de l'enceinte 11. Un volet articulé 20, muni d'un contrepoids (ou actionné par un vérin), obture partiellement la deuxième sortie 19 pour un but que l'on expliquera plus loin. L'appareil 2 selon l'invention fonctionne alors comme suit. Les émanations de la masse des hydrocarbures contenus dans la cuve 1 sont aspirées doucement par le ventilateur 16, à travers l'évent 3, les tubes du faisceau 13 et la deuxième sortie 19 de l'enceinte 11. Simultanément, le ventilateur aspire de l'air ambiant extérieur suivant la flèche F, cet air passant sur les tubes du faisceau 13 en les refroidissant, ce qui provoque la condensation des gaz ou vapeurs volatils qui traversent les tubes. Si la température et le débit de l'air ambiant de refroidissement ne sont pas suffisants pour assurer cette condensation, l'appareil selon l'invention peut comprendre en outre des moyens 23 de projection ou de pulvérisation d'un fluide de refroidissement auxiliaire, tel que de l'eau portée à une température convenable, par exemple. L'air ambiant ainsi aspiré se mélange dans la chambre 18 aux rejets gazeux non condensés qui sortent des tubes du faisceau 13 puis passent à travers la deuxième sortie 19 de l'enceinte. Le mélange air ambiant-rejets gazeux non condensés est aspiré par le ventilateur qui le rejette à grande vitesse à distance, par l'intermédiaire d'une cheminée verticale 21. Après condensation dans les tubes du faisceau 13, la fraction liquide qui sort de ces tubes, composée essentiellement des composants volatils dangereux qui sortent de la cuve 1 par l'évent 3, est évacuée par un conduit 22 (voir figure 1) vers la deuxième cuve 10. Les condensats récupérés dans cette cuve peuvent être recyclés ensuite dans la cuve 1'. La fraction gazeuse qui sort des tubes du faisceau est très fortement appauvrie en composants volatils dangereux du fait de la condensation. De surcroît, elle est diluée dans l'air ambiant qui refroidit les tubes. Il s'ensuit que l'on peut ajuster la composition du mélange gazeux rejeté par la cheminée 21 de manière que celui-ci ne crée aucun risque d'explosion. Il apparaît maintenant que l'appareil suivant l'invention tire avantageusement d'un moyen unique l'aspiration développée par le ventilateur 16, deux effets (condensation et dilution) qui se combinent pour abaisser la concentration des rejets de l'évent en composants volatils dangereux, conformément au but poursuivi par la présente invention. Bien entendu, l'aspiration développée par le ventilateur dans la cuve 1 doit être ajustée à une valeur aussi basse que possible, pour empêcher que cette aspiration ne provoque par elle-même une évaporation sensible des composants volatils des hydrocarbures contenus dans cette cuve. Pour cela, il faut limiter les entrées d'air dans la cuve 1. C'est ainsi que, suivant la présente invention, on obture l'extrémité basse 4' du conduit 4 de trop-plein, en le faisant plonger dans une réserve d'eau ou en l'obturant avec une membrane frangible 4''. Ainsi, en cas de débordement, le trop-plein pourra cependant jouer son rôle, la membrane étant conçue pour se déchirer sous le poids de la colonne d'hydrocarbures contenue dans le conduit de tropplein. Une réserve d'eau jouerait un rôle analogue. La seule entrée d'air permettant au ventilateur d'établir un léger débit dans la cuve reste alors l'orifice 8 par lequel passe le fil 7 de la jauge 5. Cet orifice est généralement de faible dimension. Si cet orifice est absent (dans le cas de l'utilisation d'une jauge pressostatique), il convient de le créer dans le couvercle du trou d'homme de la cuve 1. La dépression dans la cuve 1 est limitée par le volet 20 qui obture une partie de la sortie 19 de l'enceinte 11. Il est articulé pour autoriser un débit d'air plus grand dans la sortie 19 lors du remplissage ou de la vidange de la cuve, de manière que ces opérations s'effectuent à une pression voisine de la pression atmosphérique, quelle que soit la vitesse de remplissage ou de vidange de la cuve, pour éviter d'endommager celle-ci. Des essais d'explosivité ont montré que l'appareil suivant l'invention supprime tout risque d'explosion lorsqu'un tel appareil équipe des cuves contenant les hydrocarbures utilisés en construction de routes mentionnés plus haut. L'essai d'explosivité a été effectué par l'organisme de contrôle français APAVE à l'aide d'un explosimètre WARNEX. Avec une cuve non équipée de l'appareil suivant l'invention, les indications de l'explosimètre sont positives. Avec une cuve équipée de cet appareil, l'indication est nulle. L'appareil suivant l'invention est peu encombrant et s'adapte aisément à des cuves existantes non prévues à l'origine pour le recevoir. Il permet d'assurer la sécurité d'une installation existante et de prévenir la pollution de l'environnement sans recourir aux mesures très coûteuses et souvent impraticables évoquées en préambule de la présente description. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi, le faisceau 13 de tubes peut avantageusement être monté de manière à pouvoir être aisément démonté, pour permettre son nettoyage en tant que de besoin. En outre, des évents de plusieurs cuves distinctes pourraient être raccordés à un même appareil de traitement suivant l'invention, pour simplifier le traitement des rejets de ces évents. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de rejets d'évents de cuves (1) de stockage de produits liquides (1') contenant au moins un composant volatil, caractérisé en ce que (a) on force lesdits rejets à travers un condenseur (13) refroidi au moins par une circulation d'air ambiant et (b) on dilue les rejets non condensés dans l'air ambiant de refroidissement sortant du condenseur (13). 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refoule les rejets résiduaires dilués à distance de la cuve. 3. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on renforce le refroidissement du condenseur (13) à l'aide d'un fluide de refroidissement auxiliaire. 4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on recycle le condensat recueilli à l'aide du condenseur (13). 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on force la circulation des rejets à travers le condenseur (13) en établissant une légère dépression dans la cuve (1) ne provoquant par elle-même aucune évaporation sensible dans la cuve. 6. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend a) une enceinte (11) munie d'une première entrée (12) pour les rejets d'au moins un évent de cuve, d'un faisceau de tubes de condensation (13) disposé à l'aval de la première entrée (12) pour recevoir lesdits rejets, d'une deuxième entrée (15) pour de l'air ambiant de refroidissement, et de première (14) et deuxième (19) sorties pour le condensat et les rejets non condensés, respectivement, et b) un ventilateur (16) pour aspirer, à la fois, lesdits rejets non condensés et de l'air ambiant à travers la deuxième entrée (15) de l'enceinte et refouler lesdits rejets dilués dans ledit air ambiant. 7. Appareil conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le ventilateur (16) est raccordé à une cheminée (21) pour refouler les rejets dilués à distance. 8. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (23) pour projeter un fluide de refroidissement auxiliaire sur le faisceau de tubes (13) de condensation. 9. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un volet (20) installé dans la deuxième sortie (19) de l'enceinte (11), ce volet étant mobile pour adapter la section de ladite sortie (19) au débit d'air dans cette sortie lors du remplissage ou de la vidange de la cuve. 10. Cuve de stockage d'un produit liquide contenant au moins un composant volatil, munie d'un évent (3) équipé de l'appareil (2) conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9. 11. Cuve conforme à la revendication 10, équipée d'un trop-plein (4), caractérisée en ce que ledit trop-plein est équipé de moyens d'obturation (4'') qui sont détruits en cas de débordement. 12. Cuve conforme à l'une quelconque des revendications 10 et 11, contenant des hydrocarbures liquides. 13. Cuve conforme à la revendication 12, contenant des hydrocarbures en émulsion.