Brevet FR2806931A1 — publié le 20011005

L'invention concerne une installation un réacteur permettant d'effectuer le traitement d'une matière solide par un gaz réactif ou un mélange gazeux contenant un tel gaz qui ne peut être libéré dans l'atmosphere en raison notamment de sa toxicité et/ou de ses effets polluants. Le composant toxique et/ou polluant d'un tel gaz ou mélange gazeux est appelé ci-après "gaz nocif". Les traitements en question peuvent 'appliquer à tout milieu ayant une structure et des propriétés telles que le gaz réactif le baigne et/ou le traverse avec une efficacité telle que le but fixé soit atteî Toutefois, l'installation. et le réacteur selon. l'invention sont plus particulièrement destinés au traitement d'une matière solide sous forme d'une masse fibreuse. Le gaz réactif peut être, entre autres, le chlore, l'ozone ou l'ammoniac. Quelle que soit la structure de la matière à traiter le but de l'invention est d'assurer que le gaz nocif pénètre pas dans l'environnement, non seulement à sa sortie du réacteur mais aussi à l'entrée de la matière à traiter dans le réacteur et à la sortie de la matière trai ' du réacteur. Ce but définit un principe général. d'étanchéité sur lequel repose le présente invention. Selon l'invention, on a conçu une installation qui est basée sur ce principe général d'étanchéité. Ainsi, selon l'un de ses aspects, l'invention a pour objet une installation pour le traitement d'une matière solide par un milieu gazeux, installation qui comprend un réacteur, une entrée et une sortie pour 1e milieu gazeux, ainsi qu'une entrée et une sortie pour la matière à traiter, laquelle installation est caractérisee en ce que - elle comprend une enceinte extérieure d'étanchéité enfermant complètement une enceinte de réacteur, - ladite enceinte d'étanchéité est munie à son entrée et à sa sortie de dispositifs respectivement d'entrée et de sortie de la matière à trai et, sur 1 e trajet de cette matière, à l'entrée et ' la sortie de l'enceinte de réacteur, de systèmes assurant l'étanchéité, et lesdites enceintes d'étanchéité de réacteur sont en communication avec un ensemble d'extraction des gaz et de destruction du gaz nocif devant être utilisé. La figure 1 annexée représente une forme de réalisation de l'installation selon l'invention dans le cas du traitement d'une masse fibreuse. La matière à traiter est transportée par un convoyeur à bandes. Elle passe à travers un système d'étanchéité qui est composé d'une petite chambre où se trouvent, de chaque côté de la bande, des rouleaux qui compriment la matière et de ce fait assurent !'étanchéité. L'intérieur de ce système peut être soit traversé par de l'air de façon à éliminer le gaz provenant du réacteur, soit mis en légère surpression par rapport ' l'enceinte du réacteur, de façon à empêcher 1e départ du gaz du réacteur. La sortie de la matière traitee se fait au travers d' système similaire. Selon une variante, quand le produit traité peut être immergé et que le gaz utilisé le permet à la sortie la matière traitée n'est pas transportée par le convoyeur à bandes à travers un système d'étanchéité du type précédemment décrit mais tombe dans une trémie. Cette sortie est représentée en pointillés sur 1a figure . L'équipement nécessaire à la diffusion du gaz à travers la matière se trouve à l'intérieur de l'enceinte du réacteur qui est enfermée dans l'enceinte d'étanchéité. Un système d'extracteur permet d'extraire le gaz ou le mélange gazeux de l'enceinte du réacteur et de l'enceinte d'étanchéité pour l'amener vers le destructeur ou piège de gaz nocif. Ce destructeur ou piège peut être constitué 'un dispositif chauffant dans le cas de l'ozone qui se transforme ainsi en oxygène, d'une solution de soude dans 1e cas du chlore qui se transforme ainsi en solution 'hypochlorite de sodium, d'eau dans le cas de l'ammoniac qui se transforme ainsi en solution d'ammoniaque etc ... L'enceinte d'étanchéité est munie d'une porte d'accès. Pour des raisons de sécurité, il n'est possible d'ouvrir cette porte d'accès que lorsque la concentration du gaz nocif à l'intérieur de l'enceinte d'étanchéité est inferieure au seuil limite de tolérance. Pour fixer les idées, dans le cas de l'ozone ce seuil est 0,1 ppm, alors que dans l'enceinte du réacteur la teneur en ozone est de l'ordre de '6000 ppm. Selon un autre de ses aspects, l'invention a pour objet un réacteur pour le traitement en continu d'une matière solide par un gaz nocif ou un mélange gazeux contenant au moins un gaz nocif, lequel réacteur peut être uti isé dans l'installation définie ci-dessus. Il est clair aue dans le cas d'un pur ou pratiquement pur, le "gaz réactif" dans le traitement est aussi le "gaz nocif", alors que dans le cas d'un mélange gazeux le "gaz réactif" peut n'être pas lui-même nocif mai être en_ présence d'un gaz nocif. En généra toutefois, le "gaz réactif" dans le mélange constitue également le "gaz nocif". Dans ce qui suit on considérera que le gaz nocif est le gaz réactif. Selon un mode préféré de réalisation, le réacteur selon l'invention est donc basé sur le principe de l'échange entre un gaz réactif (et nocif) qui est le plus souvent en mélange avec au moins un autre gaz, et une matière solide en mouvement. Dans ce réacteur, on applique les principes du contre-courant et du multiple effet, ce aui permet de réduire la concentration du gaz actif et if dans le mélange gazeux sortant et donc de diminuer sa concentration dans la fuite à l'entrée du réacteur. De préférence, pour ce faire, introduit le gaz ou le mélange gazeux utilisé à la sortie de la matière traitée et on appauvrit sa concentration en gaz actif et noc f en le faisant passer dans des cellules de traitement. Ainsi la concentration en gaz nocif diminue dans chaque cellule et tend vers une valeur nulle 1'entree du réacteur. La figure 2 représente, de façon schématique, mode mise en oeuvre de cette façon de procéder. L'enceinte de réaction y est partagée cellules 2 dont l'étanchéité est obtenue au moyen de rouleaux 3. Le mélange gazeux est introduit à la sortie la matière traitée, tra@,erse la. matière en mouvement portée par une bande poreuse puis pénètre en sens inverse dans cellule suivante. Le mélange gazeux résultant appauvri en gaz réactif et nocif, est extrait à l'entrée de la matière à traiter. Pour que la matière ne soit pas entraînée par le flux gazeux, elle est maintenue entre deux bandes transporteuses poreuses (convoyeur supérieur et convoyeur inférieur, respectivement). Ces deux bandes poreuses qui enserrent la matière, se déplacent sur un support poreux 4 en créant une perte de charge qui facilite la diffusion homogène du gaz réactif dans cette matière. Le réacteur selon l'invention es avantageusement utilisé pour mettre en oeuvre le procédé d'oxydation d'une masse fibreuse par un mélange gazeux contenant de l'ozone, notamment d'une masse de laine décrit dans la demande de brevet fra:.çais déposée parallelement et qui a pour titre "Procédé d'oxydation ou activation d'une masse fibreuse par un mélange gazeux contenant de l'ozone". Le traitement des fibres, notamment de laine doit etre homogène, toutes les fibres doivent être traitées. Il faut donc que chaque fibre soit en_ contact sur toute sa longueur, avec le flux gazeux. Par ailleurs le réacteur doit être alimenté en continu par une nappe fibreuse. Cette alimentation peut avoir lieu selon différentes variantes, à condition que le traitement fibres s'effectue de façon homogène et sur toute -leur longueur. Selon un mode particulier de réalisation représenté à la figure 3 annexée, 1e réacteur selon l'inv ion est un réacteur à bandes comportant une pluralité de cellules (3 sur la figure 3) dans sa zone de réaction 5. Dans ce réacteur, le gaz ou mélange gazeux utilise pour le traitement d'un voile de fibres circule à contre-courant de la masse fibreuse. Il pénètre dans le réacteur sous le tapis de la cellule 3 où il traverse la couche fibres, passe en sens inverse dans la cellule 2 où il traverse la couche de fibres, puis en sens de nouveau inversé, passe dans la cellule 1 où il traverse la couche fibres. Le mélange appauvri en gaz réactif, par exemple 03, conduit dans la chambre d'extraction 5 où se trouvent des cylindres perforés (2 sur la figure 3) sur lesquels passent les fibres. Ces cylindres sont ?munis d'un système d'aspiration qui aspire 'Le mélange gazeux sortant de la zone de réaction 5 pour l'envoyer vers un destructeur de gaz nocif î qui. est dans le cas de la figure _ un destructeur thermique d'ozone, tandis que 1a masse ibreuse traitée est recueillie à la sortie 8 de la chambre d'extraction. Le passage de la masse fibreuse sur les indres perforés permet en_ outre d'augmenter 1e temps réaction. Il est possible de remplacer les bandes du réacteur de la figure 3 par des systèmes à rouleaux comprenant un rouleau soufflant surmonté d'un rouleau aspirant. Généralement, ce mode de réalisation est moins préféré car les fibres ont tendance à se coller sur les rouleaux du fait de l'aspiration.. La figure 4 annexée montre le principe d' réacteur vertical à tambours comprenant quatre cellules munies chacune d'un tambour. Selon un mode particulier de réalisation, réacteur de la figure 4 peut être de forme pyramidale inversée, les diamètres des tambours augmentant de la base de la pyramide inversée vers le haut, c'est-à-dire ce 'entrée de la masse fibreuse à sa sortie et le gaz réactif circulant à contre-courant. Les réacteurs décrits plus en détail ci-dessus fonctionnent tous à contre-courant et les couches fibres y sont traversées par le flux gazeux alternativement sur l'une et l'autre face, ce contribue à un traitement homogène desdites fibres. REVENDICATIONS 1. Réacteur étanche pour le traitement en continu d'une matière solide par un gaz réactif nocif, eventuellement en mélange avec au moins un autre gaz caractérisé en ce qu'il fonctionne selon les principes contre-courant et du multiple effet. 2. Réacteur selon la revendication 1, comprenant moyens pour l'introduction dudit gaz ou mélange gazeux, des moyens pour l'extraction du mélange gazeux resultant du traitement, des moyens pour l'introduction de matière à traiter et des moyens pour l'extraction de la matière traitée, ainsi que des moyens pour le transport ladite matière entre son introduction et son extraction caractérisé en ce que les moyens pour l'introduction ou mélange gazeux et les moyens pour l'extraction la matière traitée sont conçus et disposés de telle sorte que le gaz ou mélange gazeux soit introduit dans réacteur à la sortie de la matière traitée. 3. Réacteur selon la revendication caractérisé en ce que les moyens pour l'extraction mélange gazeux résultant du traitement et les moyens pour l'introduction de la matière à traiter sont conçus et disposés de telle sorte que le mélange gazeux résultant du traitement soit extrait du réacteur à l'entrée de matière à traiter. 4. Réacteur selon l'une quelconque revendications 1 à 3, caractérisé en ce que sa zone ou enceinte de réaction (1) est constituée de cellules étanches (2) dans lesquelles la concentration en gaz réactif est appauvrie par réaction avec la matière à traiter. 5. Réacteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdites cellules étanches (2) sont conçues de telle sorte que le gaz ou mélange gazeux les traverse successivement en sens inversé. 6. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens transport de la matière à traiter sont constitués par des bandes poreuses ou des rouleaux ou tambours perforés. 7. Réacteur sel l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de transport de la matière à traiter dans les cellules étanches (2) sont des bandes poreuses. 8. Réacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à créer une perte de charge facilitant la diffusion homogène du gaz réactif dans la matière à traiter. 9. Installation pour le traitement d'une matière solide par un gaz réactif nocif ou un mélange gazeux contenant un tel gaz, installation qui comprend un réacteur, une entrée et une sortie pour le milieu gazeux, ainsi qu'une entrée et une sortie pour la matière à traiter, laquelle installation est caractérisée en ce que - elle comprend une enceinte extérieure d'étanchéité enfermant complètement une enceinte de réacteur qui renferme un réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, - ladite enceinte 'étanchéité est munie à son entrée et à sa sortie de dispositifs respectivement d'entrée et de sortie de la matière à traiter et, sur le trajet de cette matière, à 'entrée et à la sortie de l'enceinte de réacteur, de systèmes assurant l'étanchéité, et - lesdites enceintes d'étanchéité et de réacteur sont en communication avec ensemble d'extraction des gaz et de destruction du gaz nocif devant être utilisé. 10. Procédé de traitement d'une matière solide par un gaz réactif nocif, un mélange gazeux contenant un tel gaz, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou dans une installation selon la revendication 9.