Brevet FR2813543A1 — publié le 20020308

PROCEDE D 1 ELIbMULTION PAR EVAPORATION D 1 UN SUBSTRAT EN POLYURETHAME HORS D - UNE HOUSSE METALLIQUE Pour la réalisation de mousses métalliques de diverses densités surfaciques, se situant entre 0,250 et 5 kg/m#, il est commode d'utiliser des substrats en mousse de polyuréthanne à faible densité. Différentes techniques de dépôt sont utilisées pouvant comprendre des phases de dépôt par projection métallique et des phases d'électrolyse. Pour certaines applications industrielles, il est indispensable que l'âme en polyuréthanne de cette structure métallique soit détruite. Le procédé habituel est un procédé de pyrolyse, la combustion du polyuréthanne seffectuant à températures variables entre 450 et 500 OC. Cette destruction par pyrolyse entraîne souvent la formation d'oxydes métalliques et des dépôts de carbone venant des produits de combustion qui impliquent des traitements ultérieurs de cette mousse, certains pouvant être longs et coÛteux. L'objet de l'invention est de remédier à ces effets néfastes de la pyrolyse du polyuréthanne tout en améliorant l'efficacité énergétique du procédé d'élimination du polyuré- thanne de manière significative. Le procédé, selon l'invention, a pour objet d'éliminer, par évaporation, un substrat en polyuréthanne d'une mousse métallique. Le substrat en polyuréthanne constitue 1 'âme de la mousse métallique. Le procédé comprend : - l'étape de placer ladite mousse métallique dans un volume hors oxygène, - l'étape de chauffer ladite mousse métallique à une température comprise entre 4000C et 5500C. Le procédé comprend en outre l'étape de collecter les vapeurs de polyuréthanne. Selon une première variante de réalisation, le volume hors oxygène est constitué d'une enceinte mise sous vide, notamment à un niveau de pression de cent Pascal. De préférence, la mousse métallique est chauffée par transfert radiatif, notamment au moyen d'émetteurs infrarouges installés dans l'enceinte. De préférence, l'étape de collecter les vapeurs de polyuréthanne comprend l'étape de condenser les vapeurs de poly- uréthanne, à une température, notamment comprise entre 3000C et 4000C, au moyen d'un condenseur comprenant un circuit de circulation d'eau sous pression. Selon une seconde variante de réalisation, le volume hors oxygène est constitué d'une enceinte traversée par un circuit de réchauffage, dans lequel circule un flux de gaz neutre sans oxygène, notamment de l'azote. De préférence, la mousse métallique est chauffée par le flux de gaz neutre sans oxygène, à une température notamment comprise entre 4500C et 5500C. De préférence, l'étape de collecter les vapeurs de polyurétha.nne comprend l'étape de condenser le flux de gaz neutre dans un condenseur, situé à l'extérieur de l'enceinte et traversé par le circuit de réchauffage. Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre l'étape de faire circuler la mousse métallique en continu dans le volume hors oxygène. LI invention concerne également un système comportant des moyens pour mettre en #uvre les étapes ci-dessus décrites du procédé. L'invention consiste à extraire par évapo- condensation le polyuréthanne constituant l'âme de la mousse métallique. La mousse métallique circule ou est mise en place dans un volume hors oxygène, qui peut être soit le vide, à des niveaux de 1 ordre de la centaine de Pascal, soit une atmosphère avec un gaz neutre sans oxygène, par exemple l'azote. La mousse métallique de polyuréthanne est alors chauffée soit par un débit de gaz neutre (sans oxygène) à haute température, soit uniquement par transfert radiatif lorsque le dispositif est sous vide. La vaporisation du polyuréthanne se fait à des températures se situant autour de 400 OC. Les vapeurs de polyuré- thanne diffusent à travers la fine couche du dépôt métallique ou à travers les ouvertures des canaux débouchant librement dans l'atmosphère gazeuse ou dans le vide autour de la mousse métallique. Pour le procédé sous vide, la vapeur est récupérée directement sur des pièges froids disposés dans le volume autour de la mousse métallique. Pour le procédé utilisant le flux d'un gaz neutre sans oxygène, la vapeur est récupérée sur des échangeurs refroidisseurs disposés dans le circuit de circulation des gaz. Un des avantages du procédé est de pouvoir récupérer le polyuréthanne sous forme liquide ou solide, sans formation de produit de combustion dangereux, en particulier des vapeurs de cyanure, ces dernières faisant partie des vapeurs de combustion du polyuréthanne. L'absence de post-traitement des produits de combustion entraÎne un gain énergétique significatif. Le fonctionnement de l'invention est précisé par trois dispositifs présentés aux figures 1, 2 et 3 à titre d'exemples non limitatifs. Les organes représentés sur les figures 1, 2 et 3 portant les mêmes références numériques sont de même nature. Ils sont décrits une seule fois même s'ils sont présents dans plusieurs variantes de réalisation. La figure 1 représente une enceinte fermée (1), mise sous vide à partir d'une pompe à vide (2) et d'un circuit (3) permettant de le réaliser. La mousse métallique (8) est disposée à l'intérieur de cette enceinte (1), par exemple sur des rouleaux (4) et (5) permettant une circulation de la mousse métallique (8) sous un flux radiatif produit par exemple par des émetteurs infrarouges (6) permettant de chauffer cette mousse métallique (8) circulante jusqu'à la température d'évaporation du polyuréthanne qui se situe entre 400 et 450 OC. La vapeur de polyuréthanne sortant de la mousse métallique remplit de manière isotrope le volume intérieur (1) et ira se condenser sur des surfaces froides correspondant au conden- seur de polyuréthanne (7) par exemple doté d'une circulation d'eau sous pression et présentant des températures de surface notamment comprises entre 2500C et 3500C et de préférence de l'ordre de 3000C, selon que le polyuréthanne est récupéré en phase liquide ou en phase solide. Des dispositifs complémentaires non représentés permettent de récupérer dans des conteneurs le polyuréthanne liquide ainsi condensé ou de racler la surface si la récupération du polyuréthanne est effectuée en phase solide. Le dispositif de la figure 2 présente une variante où on retrouve une enceinte (9) remplie d'un gaz neutre sans oxygène, comprenant elle aussi des rouleaux d'entraînement de même nature (4) et (5) et un circuit de réchauffage d'un gaz neutre et d'extraction du polyuréthanne (12). Ce circuit comprend un surchauffeur (16) permettant de réchauffer un flux gazeux neutre sans oxygène, à haute température, notamment à des températures comprises entre 4501C et 5501C et de préférence de l'ordre de 5000C, un dispositif de distribution (13) de ce flux gazeux, à proximité de la mousse métallique (8) contenant le polyuréthanne et permettant la vaporisation de ce polyuréthanne et son transfert dans le flux gazeux mis en circulation par le ventilateur (10) du circuit (12). Ce flux gazeux refroidi dans un condenseur (11), doté d'un circuit de refroidissement (14) et situé dans la circulation gazeuse neutre du circuit (12) permet d'obtenir la séparation du gaz neutre et du polyuréthanne qui se dépose sous forme d'un condensat de polyuréthanne (15) dans l'enceinte (11). Après fixation du polyuréthanne par refroidissement, le débit de gaz neutre est renvoyé au surchauf f eur (16) bouclant ainsi le cycle permettant l'évapo-condensation du polyuréthanne. Une troisième variante, présentée à la figure 3, consiste en une enceinte de chauffage ouverte (18) et deux rouleaux d'entraînement (4) et (5) de la mousse métallique (8) sont disposés de chaque câté de cette enceinte, permettant le traitement d'extraction du polyuréthanne en continu. Initialement, l'atmosphère interne de l'enceinte (18) est de l'air, qui est remplacé par un balayage de gaz neutre, par exemple de l'azote, effectué par deux circuits de diffusion symétriques (19) et (19bis) raccordés à des réservoirs de gaz neutre (21) et (21bis) . Ces circuits sont associés à des circuits symétriques de fourniture de gaz neutre (20) et (20bis) . Une fois que la concentration d'oxygène est réduite à des teneurs inférieures à 1 % par volume à l'intérieur de l'enceinte (18), les dispositifs de soufflage de gaz neutre (20) et (20bis) créent une surpression dans des buses de soufflage (17) disposées à l'amont et à l'aval de l'enceinte (18) et sur les faces inférieures et supérieures. Ces buses permettent ainsi d'empêcher l'introduction de l'air atmosphérique dans l'enceinte (18). L'atmosphère interne est ainsi maintenue hors oxygène alors que la mousse métallique (8) circule au défilé dans l'enceinte de chauffage (18) où on peut retrouver des dispositifs de chauffage soit radiant, soit par circulation de gaz neutre chaud permettant de vaporiser le polyuréthanne et de l'extraire. Le dispositif présenté figure 3 correspond à l'extraction du polyuréthanne en continu par un flux gazeux à haute température avec vaporisation et recondensa- tion du polyuréthanne. Ce flux gazeux est aspiré au-dessus de la mousse métallique (8) par une hotte d'aspiration (22). REVENDICATIONS 1. Procédé pour éliminer, par évaporation, un substrat en polyuréthanne d'une mousse métallique (8) ; ledit substrat en polyuréthanne constituant l'âme de ladite mousse métallique (8) ; ledit procédé comprenant - l'étape de placer ladite mousse métallique (8) dans un volume hors oxygène (1, 9), - l'étape de chauffer (6, 13) ladite mousse métallique (8) à une température comprise entre 4000C et 5500C, ledit procédé comprenant en outre : - l'étape de collecter (10, 12, 11, 14, 15) lesdites vapeurs de polyuréthanne. 2. Procédé selon la revendication 1 tel que ledit volume hors oxygène est constitué d'une enceinte (1, 2, 3) mise sous vide, notamment à un niveau de pression de cent Pascal. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 tel qu'il comprend l'étape de chauffer ladite mousse métallique (8) par transfert radiatif, notamment au moyen d'émetteurs infrarouges (6) installés dans ladite enceinte (1, 2, 3). 4. Procédé selon les revendications 1 à 3 tel que l'étape de collecter lesdites vapeurs de polyuréthanne comprend l'étape de condenser lesdites vapeurs de polyuréthanne, à une température, notamment comprise entre 3000C et 400c>C, au moyen d'un condenseur (7) comprenant un circuit de circulation d'eau sous pression. 5. Procédé selon la revendication 1, tel que ledit volume hors oxygène est constitué d'une enceinte (9) traversée par un circuit de réchauffage (13, 16), dans lequel circule un flux de gaz neutre sans oxygène, notamment de l'azote. 6. Procédé selon la revendication 5 tel que l'étape de chauffer ladite mousse métallique (8) comprend l'étape de' chauffer ledit flux de gaz neutre sans oxygène, à une température notament comprise entre 4501>C et 5500C. 7. Procédé selon les revendications 5 ou 6 tel que l'étape de collecter lesdites vapeurs de polyurétha-nne comprend l'étape de condenser (11, 15, 14) ledit flux de gaz neutre dans un condenseur (11) , situé à 1 extérieur de ladite enceinte (9) et traversé par ledit circuit de réchauffage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 tel qu'il comprend en outre : - l'étape de faire circuler (4, 5) ladite mousse métallique (8) en continu dans ledit volume hors oxygène. 9. Système comportant des moyens de mise en ceuvre des étapes du procédé selon les revendications 1 à 8.