Brevet FR2884733A1 — publié le 20061027

La présente invention concerne un réacteur chimique et/ou biologique de grande dimension pour contact entre deux fluides, et une installation de traitement comprenant un tel réacteur. La mise en contact de deux éléments, au sein d'un réacteur, dans le but de les faire réagir chimiquement ou biologiquement est une technique très couramment utilisée. De tels réacteurs sont notamment utilisés pour permettre la réaction entre deux fluides, dans le cadre, par exemple de la désodorisation ou l'épuration d'un gaz, tel que de l'air pollué par des composés malodorants, devant être traité avant son rejet dans l'atmosphère. io Généralement réalisés en matériaux rigides tels que métal ou polymère rigide, non déformable, ces réacteurs posent cependant certains problèmes lorsque les débits de fluides à traiter sont importants. Dans le cas, par exemple, de la désodorisation de gaz malodorants issus d'une importante installation de compostage, le débit de gaz à traiter peut atteindre des valeurs de l'ordre de 200 000 mètres cubes par heure. Dans ce cas, un réacteur réalisé en matériau rigide comporte plusieurs inconvénients. Tout d'abord, le coût d'une telle installation, qui peut atteindre plusieurs dizaines de mètres de long ou une dizaine de hauteur, est très important, qu'elle soit réalisée en métal ou bien en polymère rigide, type polyéthylène, ou polypropylène ou polyester. Ce prix n'est pas forcément abordable pour l'exploitant d'une installation de compostage, par exemple. De plus, la masse d'un tel réacteur est élevée, entraînant des difficultés d'installation, de maintenance et de remplacement en cas de défaillance. Enfin, une structure rigide ne permet pas une modification aisée de ses dimensions. En effet, si le débit de fluide à traiter évolue, l'exploitant doit soit remplacer entièrement son réacteur, soit le doubler. De plus, la fabrication d'un réacteur en matériau rigide, présentant une forme particulière, nécessite une mise en forme par chaudronnerie métallique, plastique, ou par moulage, ce qui augmente à nouveau le coût de l'installation. Un but de la présente invention est donc de proposer un réacteur chimique et/ou biologique dont le coût de réalisation et de mise en service soit bien inférieur au coût des réacteurs, constitués de matériaux rigides, utilisés actuellement, pour permettre la production de réacteurs de grandes dimensions à un coût abordable. Un autre but de la présente invention est de proposer un réacteur chimique et/ou biologique dont la masse soit nettement inférieure à celle d'un réacteur réalisé en matériau rigide. Enfin, un dernier but de la présente invention est de proposer un réacteur io chimique et/ou biologique dont la conception permet une modification aisée de sa longueur et de sa forme tout en conservant ses caractéristiques de structure mobile et démontable. A cet effet, la présente invention a pour objet un réacteur chimique et/ou 15 biologique, caractérisé en ce que les parois délimitant le volume dudit réacteur sont réalisées en matériau souple, du type textile enduit d'une résine polymère. L'utilisation de tels matériaux permet une amélioration sensible, par rapport aux réacteurs connus, en terme de masse, coût et modularité. Dans un mode de réalisation préféré, le textile utilisé est de type polyester. L'une de ses faces est revêtue d'un matériau à base de PVC et la seconde de ses faces est revêtue d'un matériau à base de silicone. Un tel matériau présente une masse surfacique voisine de 900 grammes par mètres carrés, divisant le poids de l'ensemble du réacteur par au moins 5, par rapport à un réacteur de même dimension, réalisé en polymère rigide, tel qu'en polyéthylène, polypropylène, ou polyester avec une épaisseur de l'ordre de 10 à 20 mm. De plus les gains occasionnés en termes de coût sont plus importants encore car la réalisation d'un réacteur en matériau souple ne nécessite aucun procédé technique de mise en forme. Selon des caractéristiques préférées du réacteur de l'invention: -le réacteur est utilisé comme chambre de contact entre deux fluides et ne comporte pas de garnissage; - le réacteur est utilisé comme chambre de contact entre un gaz et un liquide et est muni d'un diffuseur permettant d'injecter le liquide à l'intérieur de l'enceinte (2) sous forme d'un brouillard de fines gouttelettes; - le réacteur est de forme allongée, le maintien en volume dudit 5 réacteur lors du fonctionnement étant assuré par la pression du gaz injecté à l'une de ses extrémités et sortant à une autre extrémité; - lors de l'arrêt de l'injection du gaz, notamment pour le nettoyage ou l'entretien, le maintien en volume dudit réacteur est assuré par la présence d'armatures rigides, type arceaux et entretoises ou potence, avantageusement io disposées à l'extérieur de l'enceinte, pour ne pas gêner le fonctionnement proprement dit du réacteur et éviter toute détérioration de ces dites armatures par l'environnement éventuellement corrosif de l'effluent gazeux à traiter; - l'enceinte dudit réacteur est pourvue, à l'une de ses extrémités, d'une virole rigide, portant un dévésiculeur permettant de coalescer ledit liquide; - une ouverture d'évacuation du fluide coalescé est ménagée dans la paroi de ladite virole, au-dessous du dévésiculeur; - le réacteur est de forme approximativement cylindrique et sa conception lui permet un fonctionnement en position horizontale. La présente invention concerne également une installation de traitement d'un flux gazeux par un liquide, comprenant au moins un réacteur tel que décrit précédemment, dans lequel le flux gazeux est de l'air chargé en composés toxiques et/ou odorants qui sont piégés dans le liquide de lavage introduit simultanément dans le réacteur. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le flux gazeux est de l'air chargé en composés biodégradables par des microorganismes présents (en suspension) dans le liquide de lavage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante illustrée d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe schématique d'ensemble du réacteur chimique et/ou biologique, selon la présente invention. La figure 2 représente une vue de dessus schématique d'une installation de 5 purification d'un gaz, comportant un réacteur selon la présente invention. Comme visible sur les figures, le réacteur 1 chimique et/ou biologique se présente sous la forme d'une enceinte 2 hermétique, dont le volume est délimité par des parois 3 souples, constituées d'une membrane composite formée d'une âme en support textile, à base de fils de polyester par exemple, enduit sur ses deux faces d'une résine polymère, par exemple en PVC ou en silicone ou autre matériau polymère garantissant la souplesse, l'étanchéité, et la résistance mécanique et chimique de ladite membrane, qui peut être assemblée par soudage. Le réacteur 1 sans garnissage représenté sur la figure 1 est utilisé dans le cadre de l'épuration d'un gaz, par réaction chimique et/ou biologique, avec un liquide. Dans ce mode de réalisation, le réacteur 1 se présente ici sous la forme générale d'un cylindre, positionné de manière horizontale et soutenu par une structure rigide 10. Le gaz est injecté, au moyen d'un ventilateur primaire (non représenté), au niveau de l'extrémité 4 d'injection de gaz dans ledit réacteur 1. La pression créée à l'intérieur de l'enceinte 2 du réacteur 1 par l'injection du gaz, permet le maintien en position des parois 3 dudit réacteur 1. Une fois injecté, le gaz à purifier entre en contact avec le liquide, préalablement dispersé dans l'enceinte sous forme de brouillard, au moyen d'un diffuseur pneumatique 11. Le gaz épuré s'échappe ensuite par l'ouverture 6 du réacteur 1. Cette ouverture 6 est ménagée dans l'extrémité opposée à l'extrémité 4 d'injection du gaz. En revanche, le liquide est retenu à l'intérieur de l'enceinte au moyen d'un dévésiculeur 8, situé en amont de l'ouverture 6 d'échappement du gaz et porté par une virole 7 rigide, réalisée de préférence en matériau polymère tel que le polypropylène, est assemblée à l'enceinte 2 par emboîtement et serrage mécanique. Le liquide alors coalescé s'écoule au droit dudit dévésiculeur avant d'être collecté par gravité jusqu'à une ouverture d'évacuation 9, ménagée dans la paroi inférieure de ladite virole 7. Lors de l'arrêt de l'injection du gaz, le maintien en volume de l'enceinte 2 du réacteur 1 est assuré par la présence d'armatures 5 rigides, de préférence s externes, de type arceaux, disposées à intervalles réguliers autour des parois cylindriques 3 dudit réacteur. Cette conception permet à un opérateur, d'accéder (grâce à une trappe ou une porte -non représentée ménagée dans la paroi 3) facilement à l'intérieur de l'enceinte 2, pour effectuer un nettoyage par exemple. Cette conception peut aussi permettre de modifier la forme du io réacteur. En effet, par déplacement du positionnement des armatures 5 initialement alignées entre elles, il est possible de réaliser une enceinte 2 présentant une forme générale allongée courbe, ou toute forme s'adaptant facilement à la géographie des lieux. La figure 2 représente le fonctionnement général d'une installation de is traitement d'un gaz par réaction chimique et/ou biologique, au sein du réacteur 1 tel que montré sur la figure 1, avec un liquide. C'est le cas notamment des installations de désodorisation de l'air collecté au-dessus d'unités de compostage de déchets organiques divers: en particulier déjections animales, boues, déchets verts, déchets de bois, produits méthanisés, déchets issus d'industries agro-alimentaires, etc.... Une telle installation peut également traiter l'air émis par: des abattoirs, des installations de traitement des sous-produits carnés, des installations de traitement des déchets, des usines agroalimentaires, des usines chimiques, ou certaines grosses unités industrielles, telles que des unités de production d'engrais, des installations agricoles, en particulier des bâtiments d'élevage, des usines de plasturgie et de construction navale, des réseaux d'eaux usées urbaines et des stations d'épuration. Dans de telles installations, les débits d'air à traiter sont généralement de 30 plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines, de milliers de mètres cube par heure. Dans ce mode de réalisation, le liquide contenant des microorganismes, est issu d'un bassin de boues activées 14 duquel part une canalisation 13 sur laquelle sont montées une pompe 15 et une vanne 16. Le liquide est acheminé, par ladite canalisation 13, en entrée d'au moins un diffuseur 11 pneumatique. De la même manière, une canalisation 12, munie d'un ventilateur primaire 17 et d'une vanne 18, achemine le gaz, dans ce cas de l'air chargé notamment en composés soufrés et azotés, collecté de l'enceinte 19 où s'effectue l'activité générant les problèmes olfactifs issue des domaines énoncés ci-dessus et acheminé jusqu'à l'extrémité 4 du réacteur 1 où il est injecté à l'intérieur de l'enceinte 2. Une troisième canalisation 20, munie d'un ventilateur secondaire 21, dirige de l'air vers l'entrée du diffuseur 11 pneumatique. Le liquide est alors to pulvérisé, par l'air amené par la canalisation 20, dans l'enceinte 2 dudit réacteur 1, sous la forme d'un brouillard. Le gaz épuré s'échappe ensuite par l'orifice 6 de sortie du gaz alors que le liquide, chargé des molécules qu'il vient d'absorber au contact du gaz, est récupéré par le dévésiculeur 8, puis collecté et évacué par l'ouverture 9, ménagée dans la virole 7, pour être épuré à son tour dans le bassin de boues activées 14 où les microorganismes présents dégradent les composés biodégradables. L'air injecté dans le diffuseur 11 peut être de l'air atmosphérique ambiant ou une fraction de l'air épuré sortant du réacteur 1. A titre d'exemple de réalisation, le réacteur présente un diamètre de 2,5 m à 4 m, une longueur de 16 à 25 m: avec un débit d'eau de 100 à 300 m3/h il est ainsi possible d'épurer de 45 000 à 125 000 m3/h d'air pollué. Dans certains cas, l'installation du procédé de traitement de l'air décrit 25 ci-dessus, pourra être complétée d'une installation d'épuration d'eau par voie chimique ou biologique. REVENDICATIONS 1. Réacteur (1) chimique et/ou biologique, caractérisé en ce que les parois (3) délimitant le volume de l'enceinte (2) dudit 5 réacteur (1) sont réalisées en matériau souple, du type textile enduit d'une résine polymère. 2. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication1, utilisé comme chambre de contact entre deux fluides lo caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de garnissage. 3. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication 2, utilisé comme chambre de contact entre un gaz et un liquide caractérisé en ce qu'il est muni d'un diffuseur permettant d'injecter le liquide à 15 l'intérieur de l'enceinte (2) sous forme d'un brouillard de fines gouttelettes. 4. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication 3, de forme allongée, caractérisé en ce que le maintien en volume dudit réacteur (1) lors du 20 fonctionnement est assuré par la pression du gaz injecté à l'une de ses extrémités (4), et sortant à une autre extrémité. 5. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lors de l'arrêt de l'injection du gaz, notamment pour le 25 nettoyage ou l'entretien, le maintien en volume dudit réacteur (1) est assuré par la présence d'armatures (5) rigides, type arceaux et entretoises ou potence. 6. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enceinte (2) dudit réacteur (1) est pourvue, à l'une de 30 ses extrémités, d'une virole (7) rigide, portant un dévésiculeur (8), permettant de coalescer ledit liquide. 7. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une ouverture d'évacuation (9) du fluide condensé est ménagée dans la paroi de ladite virole (7), au dessous du dévésiculeur. 8. Réacteur (1) chimique et/ou biologique selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est de forme approximativement cylindrique et que sa conception lui permet un fonctionnement en position horizontale. 9. Installation de traitement d'un flux gazeux par un liquide, comprenant au moins un réacteur (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel le flux gazeux est de l'air chargé en composés toxiques et/ou odorants qui sont piégés dans le liquide de lavage introduit simultanément dans le réacteur. 10. Installation de traitement selon la revendication 9 caractérisé en ce que le flux gazeux est de l'air chargé en composés biodégradables par des microorganismes présents dans le liquide de lavage.