Brevet FR2801800A1 — publié le 20010608

La présente invention concerne un procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles),réputés cancérigènes, et la décomposition de la molécule PCB sans production de dioxines ou furannes, ces deux opérations étant réalisées en l'absence d'oxygène. Ce procédé se distingue de l'extraction du PCB par solvant, par une durée d'extraction plus réduite, par une teneur résiduelle en PCB inférieure dans le matériau traité, et par l'obtention d'un produit concentré directement destructible en brouillard réalisé sous atmosphère inerte en absence d'oxygène, et ainsi injecté sous une forme extrêmement divisée dans un four massique chauffé à une température supèrieure à 1200 C, avec un temps de séjour, à cette température, supèrieur à 2 secondes, permettant de garantir l'absence de dioxines et de furannes dans les rejets gazeux. On connaît la décontamination des matériaux souillés de PCB par solvant en phase vapeur ou en phase liquide travaillant sous vide réduit ou à pression atmosphérique. On connaît également la décomposition de la molécule de PCB par traitement thermique, avec chargement, dans l'enceinte de traitement thermique, du PCB sous forme liquide, sous air ambiant. On connaît aussi par la demande de brevet enregistrée sous le numéro de dépôt FR9600550 le procédé de destruction des polychlorobiphényles par une hydrogènation catalytique lorsque ces derniers sont dissouts ou en suspension dans une solution aqueuse. On connaît de même par la demande de brevet enregistrée sous le numéro de dépôt EP98110525 le procédé de destruction des polvchlorobiphényles par contact avec de l'hydrogène gazeux à des températures comprises entre 250 et 400 C. On connaît également par la demande de brevet enregistrée sous le numéro de dépôt W09708892 un procédé biologique permettant la déchloration des PCB par inoculation méthanogène anaérobique. En opposition totale avec cet état de la technique, la présente invention ne fait pas appel à un solvant pour l'extraction du PCB de son support, à une réaction chimique telle une hydrogénation, ou à une décomposition biologique, sa décomposition thermique étant réalisée sous atmosphère neutre. en l'absence d'oxygène, réduisant ainsi toute possibilité de production de dioxines ou de furannes durant le cycle de la décomposition de sa molécule. Le matériel du type d'un transformateur électrique contenant du PCB, ou les matériaux imprégnés de PCB, comme cela est le cas pour le bois de calage, les bobinages de cuivre, ou les condensateurs comportant de l'aluminium, du papier et autres, sont chargés dans une enceinte spécifiquement conçue pour résister au vide et à une température inférieure à 500 C. Une pression inférieure à 0,1 millimètres de mercure est réalisé dans l'enceinte contenant le matériel et/ou les matériaux à décontaminer de leur PCB. L'interieur de l'enceinte est chauffée par résistance électrique, par induction, ou fluide calloporteur, jusqu'à distillation du PCB, la température d'ébullition de ce dernier sous une pression inférieure à 0,1 millimètres de mercure étant infèrieure à sa température d'ébullition à la pression atmosphérique. La température à l'interieur de l'enceinte est élevée avec un maximum inférieur à 500 C engendrant l'extraction du PCB à une teneur résiduelle de quelques ppm (parties par million). Le récepteur contenant le distillat est mis sous gaz inerte lors de la cassure du vide. Le distillat de PCB liquide est introduit, après transformation de la phase proprement liquide en brouillard submicronique par un transducteur ultrasonore, dans le four de décomposition de la molécule de PCB. où il séjournera durant une durée minimum de 2 secondes, cette durée étant régulée par l'injection de gaz inerte qui assure également l'absence totale d'oxvgène. Le four est rempli d'un matériau composé de morceaux de 10 à 15 millimètres de coté ou de diamètre, conducteur de l'électricité et insensible au chlore gazeux issu de la décomposition de la molécule de PCB, afin d'être porté à un minimum de 1200 C par chauffage par induction, et offrir ainsi un éminent contact au brouillard de PCB sous forme de micelles submicroniques, avec le corps conducteur remplissant l'enceinte du four. Les produits de décomposition de la molécule de PCB sont ensuite dirigés vers une enceinte de neutralisation basique, ce neutralisant étant injecté sur le circuit gazeux sous forme de micelles submicroniques obtenues par un transducteur ultrasonore. A titre d'exemple, la différence de surface de contact d'une même quantité de solution neutralisante basique, notamment avec le chlore, entre une pulvérisation conventionnelle par micro tuyères engendrant des micelles de 2 microns, et un brouillard obtenu par ultrasons engendrant des micelles submicroniques de 0,1 micron, est d'un rapport de 1 à 400 en faveur du brouillard ultrasonique, d'où une neutralisation exhaustive du chlore en sels de sodium, potassium, ou calcium, réputés acceptables pour notre environnement. Les sous produits combustibles obtenus sont décomposés thermiquement sur une torche à combustion. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution du procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et la décomposition de la molécule PCB sans production de dioxines ou de furannes. Figure 1 est un schéma de principe du fonctionnement du process de traitement. Le procédé comprend une cuve cylindrique 1 avec une ouverture 2 sur une extrémité horizontale, dans laquelle est introduit le matériel et/ou les matériaux à décontaminer de leur PCB. L'ouverture 2 est conçue pour résister à la température de distillation du PCB et à une pression inférieure à 0,1 millimètre de mercure. La cuve 1 chargée du matériel et/ou des matériaux à décontaminer est m 1 se sous vi 'de par un groupe à vide 1 -1 de capacité, à faire 1 le vide, 1 correspondant au volume de l'installation soumis à une pression inférieure à 0,1 millimètre de mercure. La cuve 1 chargée du matériel et/ou des matériaux à décontaminer est remis à pression atmosphérique par un gaz inerte 4 à l'aide de la vanne 5, cette dernière assurant l'étanchéité de la partie de l'installation sous vide durant la phase de distillation du PCB lorsqu'elle est en position de fermeture. La cuve 1 chargée du matériel et/ou des matériaux à décontaminer est alors à nouveau mise sous vide par le groupe à vide 3 et chauffée par résistance électrique, par induction, ou par un fluide calloporteur, jusqu'à distillation du PCB, la température d'ébullition de ce dernier sous une pression inférieure à 0,1 millimètres de mercure étant infèrieure à sa température d'ébullition à la pression atmosphérique. La condensation du PCB en vapeur est assurée par un réfrigérant descendant 6, et le PCB liquide distillé est recueilli dans un récepteur 7. Les quelques traces de vapeur entrainées par le vide sont piègées par une centrale de froid 8, afin de ne pas contaminer le groupe à vide 3. La fin du process de distillation du PCB est fourni par le vide limite affiché par le groupe à vide 3 et la température connue de la fin du process annonçant une teneur résiduelle en PCB de quelques ppm (parties par million) dans le matériel et/ou les matériaux décontaminés. Le PCB liquide condensé dans le récepteur 7 par le réfrigérant descendant 6 et la centrale de froid 8 est dirigé par la conduite 9, après ouverture de la vanne 10, sur un transducteur ultrasonore 11 qui transforme le PCB liquide sous forme de micelles submicroniques pour son introduction dans le four 12 de traitement thermique, ce dernier étant mis sous gaz inerte 13 simultanément au brouillard submicronique de PCB lors de son injection dans le four 12 chauffé à une température supèneure à 1200'C. Le four 12 recevant le PCB à détruire est rempli d'un matériau composé de morceaux de 10 à 15 millimètres de coté ou de diamètre, conducteur de l'électricité et insensible au chlore Gazeux issu de la décomposition de la molécule de PCB, afin d'être porté à un minimum de 1200 C par chauffage par induction, et offrir ainsi un éminent contact au brouillard de PCB sous forme de micelles submicroniques, avec le corps conducteur remplissant l'enceinte du four 12. Les produits résultants de la décomposition de la molécule de PCB sous gaz inerte et en l'absence d'oxygène sont dirigés, sous la légère pression de gaz inerte, par le conduit 14 vers une enceinte 15 de neutralisation basique, ce neutralisant étant injecté sur le circuit gazeux des produits résultant de la décomposition de la molécule de PCB, sous forme de micelles submicroniques obtenues par un transducteur ultrasonore 16 intégré à l'enceinte 15 de neutralisation, permettant une neutralisation exhaustive du chlore en sels de sodium, potassium, ou calcium,réceptionnés dans un réservoir 19, soutirés par gravité à l'aide d'une vanne 20 située au point bas du réservoir 19, et réputés acceptables pour notre environnement. Les sous produits combustibles obtenus, exempts de chlore, sont décomposés thermiquement par une torche à combustion 17 avant d'être rejetés à l'atmosphère 18. L'invention précédemment décrite est applicables aux molécules de PCB et aux complexes halogénés distillables sous vide. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisations et d'applications respectant le même principe. Ainsi l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en disposant la cuve 1 verticalement , ou en utilisant une source de chauffage autre que l'électricité et ce, aussi bien pour la cuve 1 de distillation, que pour la torche à combustion 17. REVENDICATIONS 1-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB, caractérisé en ce que ces opérations sont réalisées en absence d'oxygène sans production de dioxines ou de furannes. 2-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) selon la revendication 1, caractérisé en ce que distillation du PCB est réalisée sous vide. 3-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la distillation du PCB est réalisée sous pression réduite infèrieure à 0,1 millimètre de mercure. 4-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) selon les revendications 1, 2 et 3. caractérisé en ce que la distillation du PCB est engendrée par le chauffage du matériel et-ou des matériaux chargés dans la cuve (1) sous vide, pour atteindre une teneur résiduelle en PCB conforme à la règlementation locale, et en tout cas toujours inférieure à 50 ppm (ppm = partie par million, ou milligrammes par kilogramme pondéralement). 5-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décomposition de la molécule de PCB est réalisée sous gaz inerte(13) injecté dans un four massique (12) de traitement thermique. 6-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que la température de décomposition de la molécule de PCB dans le four massique de traitement (12) est supérieure à 1200 C durant un temps supérieur à 2 secondes. 7-Procédé de décontamination de materiaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1, 5 et 6, caractérisé en ce que le PCB est introduit sous forme de micelles submicroniques obtenues par un stransducteur ultrasonore (l 1). dans le four massique (12) de décomposition thermique de la molécule de PCB. 8-Procédé de décontamination de matériaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que le four massique (12) est rempli d'un matériau composé de morceaux de 10 à 15 millimètres de coté ou de diamètre, conducteur de l'électricité et insensible au chlore gazeux issu de la décomposition de la molécule de PCB, afin d'être porté à un minimum de 1200 C par chauffage par induction, et offrir ainsi un éminent contact au brouillard de PCB sous forme de micelles submicroniques, avec le corps conducteur remplissant l'enceinte du four massique (12). 9-Procédé de décontamination de matériaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les sous produits combustibles issus de la décomposition de la molécule de PCB dans le four massique (12), exempts de chlore, sont décomposés thermiquement par une torche à combustion (17 avant d'être rejetés à l'atmosphère (18). 10-Procédé de décontamination de matériaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le chlore gaseux issu de la décomposition de la molécule de PCB dans le four massique (12) de traitement thermique est neutralisé dans une enceinte (15), ce neutralisant étant injecté sur le circuit gazeux des produits résultant de la décomposition de la molécule de PCB, sous forme de micelles submicroniques obtenues par un transducteur ultrasonore (16) intégré à l'enceinte (15) de neutralisation, permettant une neutralisation exhaustive du chlore en sels de sodium, potassium, ou calcium, réceptionnés dans un réservoir (19), et soutirés par gravité au point bas du réservoir (19). 11-Procédé de décontamination de matériaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1 à 10, caractérïsé en ce que le chauffage de la cuve (1) de distillation du PCB et de la torche à combustion (17) peut être assuré par l'énergie électrique ou les produits combustibles liquides et gazeux. 12-Procédé de décontamination de matériaux souillés par les PCB (polychlorobiphényles) et décomposition de la molécule PCB selon les revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il applicable aux molécules de PCB et aux complexes halogénés distillables sous vide.