Brevet FR2890873A1 — publié le 20070323

La présente invention a pour objet un dispositif de traite-ment de la veine gazeuse polluée générée par l'échappement de la pompe à vide d'une citerne à déchets opérant sous vide ou de tout autre mode de remplissage. Des opérations nécessitant le pompage de produits dangereux ou polluants ainsi que leur transport doivent fréquemment être mi-ses en oeuvre notamment dans le cadre de l'industrie (remplissage et transport de produits nobles, nettoyage industriel, curage d'égouts, de fosses, nettoyage de stations d'épuration, de cuves à fuel, de cuves de stations service...). De telles opérations sont en particulier effectuées dans des sites où sont élaborées l'ensemble des molécules nécessaires à l'industrie chimique et pharmaceutique, dont certains sont classés SEVESO ou encore dans des installations mettant à la disposition du grand public les produits nobles résultant du raffinage, de la distillation et autre processus de transformation. Ces opérations de pompage sont en règle générale effectuées par des prestataires de service à l'aide de véhicules spécifiques adaptés dits combinés aspirateurs hydrocureurs ou citernes à déchets opérant sous vide . Compte tenu du caractère potentiellement dangereux ou polluant des produits pompés, ces véhicules doivent satisfaire à des nor-mes très sévères qui ont été établies par les autorités. Ils sont notamment soumis aux réglementations induites par l'accord européen relatif au transport international des marchandises dangereuses par route dit règlement ADR ainsi qu'aux directives européennes concernant les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosives (directive 94/9/CE dite encore directive ATEX/Constructeur ainsi qu'à la directive machine 98/37/CE). Ces véhicules doivent en outre satisfaire à des prescriptions minimales visant à améliorer la protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d'être exposés au risque d'atmosphères explosives (directive 1999/92/CE dite encore directive ATEX/Utilisateur). Les véhicules spécifiques permettant de satisfaire à ces exi-gences sont équipés d'une citerne fixe de collecte des produits nobles, des effluents ou des déchets équipée d'un fond ouvrant, d'organes de remplis-sage et de vidange, d'une vanne de mise à l'air libre et d'un circuit de pompage dans lequel est montée une pompe à vide, en particulier une pompe à anneau liquide, tournant toujours dans le même sens et associée à une vanne d'isolement de la citerne et à un ensemble de vannes de sélection de façon à lui permettre de fonctionner soit selon un mode d'aspiration dans lequel elle aspire le ciel gazeux de la citerne et rejette les gaz aspirés à l'atmosphère par une tubulure d'évacuation, soit selon un mode de refoulement dans lequel elle aspire de l'air extérieur pour le re- fouler dans le circuit de pompage en particulier de façon à accélérer et/ ou faciliter la vidange de celle-ci en créant une pression à la surface du liquide qui y est contenu. Une telle citerne à déchets opérant sous vide est à titre d'exemple décrite dans le document FR 2 864 523. Or, la veine gazeuse rejetée à l'atmosphère par la tubulure d'évacuation de la pompe à vide en mode d'aspiration peut contenir des molécules organiques ou minérales inflammables ou toxiques, ce que le pompage soit effectué sous vide ou en mode de transport pneumatique, c'est-à-dire avec introduction d'air. Compte tenu de cette situation, le lieu et la direction du re-jet de cette veine gazeuse sont choisis en fonction de ses caractéristiques et de l'environnement; le cas échéant, la tubulure d'évacuation est équi- pée d'un jeu de flexibles de façon à garantir une distance minimum entre la zone de rejet et la zone de travail qui peut contenir des sources d'ignition, notamment celles générées par le véhicule porteur. Il est à noter que le remplissage de la citerne peut égale-ment être effectué à l'aide d'une pompe volumétrique ou en remplissage gravitaire auquel cas les effluents provenant du ciel gazeux de la citerne peuvent également être canalisés par des flexibles permettant leur rejet dans un lieu choisi. Une veine gazeuse particulièrement polluante est en outre celle générée lors du processus de ventilation de la citerne, avant ouver-30 ture du fond arrière de celle-ci. En conséquence, la mise en oeuvre de citernes à déchets opérant sous vide entraîne fréquemment le rejet dans l'atmosphère de substances dangereuses notamment inflammables et/ou toxiques et/ou polluantes. La toxicité et l'inflammabilité de ces substances sont classées dans des phrases de risque normalisées et on distingue ainsi quatre classes de danger, 1, 2, 3 ou 4, le danger croissant avec le numéro. Certaines matières toxiques de classe de danger 4 (également nommées CMR (cancérigènes ou mutagènes ou repro-toxiques)) peuvent même être à l'origine de cancers, être la cause de mutations génétiques héréditaires, altérer la fertilité, ou avoir des conséquences néfastes pour l'enfant à naître en cas de contact au cours de la grossesse. Par ailleurs, l'atmosphère toxique présente dans l'environnement immédiat des citernes à déchets opérant sous vide est également quantifiée par les spécialistes et notamment par la médecine du travail par les valeurs limites d'exposition professionnelles: VME et VLE. - La VME (valeur limite de moyenne d'exposition) destinée à protéger les travailleurs des effets à terme est mesurée ou estimée sur la durée d'un poste de travail de 8 heures. La VME peut être dépassée sur de courtes périodes, sous réserve de ne pas dépasser la VLE lorsqu'elle existe. - La VLE (valeur limite d'exposition) dont le respect permet d'éviter le ris-que d'effets toxiques immédiats ou à court terme est une valeur plafond mesurée sur une durée maximale de 15 minutes, en fonction de la nature du risque, des conditions de travail et des possibilités techniques de mesurage. Les valeurs de VME et VLE de nombreuses substances chimiques (exprimées indifféremment en ppm ou en mg/m3) sont éditées par l'INRS dans ses cahiers de notes documentaires hygiène et sécurité du travail, notamment le cahier référencé ND 2098-174-99. Dans ce contexte, il serait souhaitable de pouvoir disposer d'un dispositif permettant de réduire voire d'éliminer le danger auquel peut être exposé le personnel affecté aux opérations nécessaires au fonctionnement des citernes à déchets opérant sous vide, ainsi que toutes les personnes susceptibles de se trouver aux abords ou dans la zone d'influence des gaz pouvant être émis suite à l'opération de ces citernes. L'invention permet de combler ce besoin en proposant un dispositif de traitement permettant d'éliminer les molécules toxiques et/ou inflammables contenues dans la veine gazeuse polluée générée par l'échappement de la pompe à vide ou à tout le moins de diminuer forte- ment leur concentration aux abords et dans la zone d'influence de cette veine gazeuse. Ce dispositif permet donc de soustraire le personnel présent aux effets d'une exposition à ces molécules et de participer ainsi à la li-mitation du rejet dans l'atmosphère de substances dangereuses objet de la directive 1999/13/CE relative à la réduction des émissions de composés organiques volatiles. Selon l'invention, un tel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une citerne de traitement essentiellement cylindrique de préférence à fonds plats renfermant un liquide de lavage et équipée d'une tubulure d'entrée des gaz à traiter, d'une tubulure de sortie des gaz traités ainsi que de moyens permettant la diffusion des gaz à traiter au travers du liquide de lavage sous forme de fines bulles qui remontent dans celui- ci de io sorte que les gaz traités se rassemblent au-dessus de la surface libre de ce liquide et puissent être évacués par la tubulure de sortie. La tubulure d'entrée des gaz à traiter est destinée à être re-liée par un tuyau flexible à l'extrémité libre de la tubulure d'évacuation de la pompe à vide de la citerne à déchets opérant sous vide. La citerne de traitement peut être posée sur un véhicule porteur ou sur un support quelconque. Son diamètre et sa longueur qui déterminent son volume sont adaptés au débit maximum généré par le système de pompage. Une vanne de vidange située au point bas de cette citerne 20 permet d'évacuer le liquide de lavage lorsqu'il est saturé. Ce liquide qui est lui aussi adapté à la veine gazeuse à traiter peut être de l'eau, de l'eau mélangée à des détergents, un solvant, ou tout autre liquide permettant d'améliorer l'échange interfacial. La hauteur du liquide de lavage dans la citerne de traite- ment est définie afin d'obtenir un temps de remontée optimum des bulles dans ce liquide, de façon à garantir le meilleur transfert possible des molécules toxiques et inflammables dans celui-ci. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les moyens de diffusion des gaz à traiter sont constitués d'une part par un tube d'éjection longitudinal essentiellement horizontal immergé dans le liquide de lavage, à la partie inférieure de la citerne de traite-ment, s'étendant essentiellement sur la totalité de la longueur de cette citerne et muni à sa partie inférieure d'orifices de préférence de fentes d'éjection des gaz à traiter et d'autre part par une tôle de répartition et de calibrage des bulles, perforée, recouvrant la surface du fond de la citerne de traitement, au-dessus du tube d'éjection des gaz à traiter. Pour permettre un traitement d'efficacité optimum de la veine gazeuse polluée dans le liquide de traitement, il est essentiel que les bulles de gaz soient réparties uniformément au sein de ce liquide et donc que le débit gazeux soit distribué de manière homogène sur toute la longueur du tube d'éjection. A cet effet, la tubulure d'entrée des gaz à traiter est de pré-férence raccordée, à la partie interne de la citerne de traitement, à un tube de transfert longitudinal fermé essentiellement horizontal monté à la partie supérieure de cette citerne, s'étendant essentiellement sur la totalité de la longueur de celle-ci et relié au tube d'éjection par au moins deux tubes de liaison essentiellement verticaux. io Les orifices, de préférence les fentes d'éjection du tube d'éjection sont eux aussi calculés et dimensionnés de façon à assurer une diffusion homogène de la veine gazeuse sur toute la longueur du tube d'éjection pour tout débit et toute pression. Selon l'invention, la tôle de répartition et de calibrage des 15 bulles est quant à elle de préférence équipée de perforations circulaires disposées en quinconce. Le diamètre et le nombre de ces perforations sont choisis pour former des bulles calibrées, ce de façon à permettre non seulement d'obtenir une répartition optimum de ces bulles au sein du liquide de la-vage mais également de favoriser le meilleur rapport volume massique du liquide/surface de contact des bulles pour que le traitement soit le plus efficace possible. On a pu constater que la tôle de répartition et de calibrage des bulles peut avantageusement avoir une forme ondulée notamment de 25 type ailes de mouette . Cette tôle doit bien entendu être fermée de chaque côté de la citerne par des tôles de fermeture de façon à empêcher que la veine gazeuse à traiter s'échappe de manière préférentielle par les côtés et soit forcée de s'évacuer vers le haut à travers les perforations prévues à cet effet. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, la tubulure d'entrée des gaz à traiter est équipée d'une soupape de dé- charge de sécurité tarée à une pression limite supérieure ne devant pas être dépassée qui est en règle générale de 0,3 bar. Il est en effet à noter que la veine gazeuse à traiter est ca-ractérisée par un couple débit/pression avec un débit pouvant varier de o à 3 000 m3/h et voire plus, à une pression comprise entre 0 et 0,3 bar. La limite supérieure de 0,3 bar fixée par la soupape de dé-charge de sécurité tarée à cette pression permet d'éviter que lors d'une éventuelle obstruction en aval, il puisse en résulter une surpression destructive en amont, notamment dans le circuit de pompage de la citerne à déchets opérant sous vide génératrice de la veine gazeuse à traiter. Ces variations sont permanentes car le régime d'échappement de la pompe à vide en particulier de la pompe à anneau liquide de la citerne à déchets dépend du mode de pompage qui peut aller, lors d'une même opération, d'un vrai pompage sous vide, donc sans introduction d'air, jusqu'à un pompage en mode de transport pneumatique, donc avec introduction d'air. Selon l'invention, la tubulure de sortie des gaz traités est de préférence équipée d'organes générant une perte de charge de façon à permettre de réguler la pression des gaz régnant à la surface libre du liquide de lavage dans la citerne de traitement. Ces organes peuvent avantageusement générer une perte de charge supérieure de 0,1 bar à la pression des gaz régnant à la surface libre du liquide de lavage de façon à permettre d'avoir la maîtrise de la taille optimum des bulles et en corollaire de la surface d'échange ainsi que de la vitesse de remontée et donc de la durée d'échange interfacial. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tubulure de sortie des gaz traités est équipée d'un module d'adsorption des gaz résiduels sur filtres en tissu de carbone activé. Un tel module qui correspond au dispositif décrit dans le document FR 2 799 389 ne sera pas décrit plus en détail dans le cadre de cet exposé. Ce module est disponible dans le commerce sous l'appellation Rivard Gaz Odeur Système et est connu des spécialistes sous le nom de système R.GOS. Les caractéristiques du dispositif de traitement qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux des-30 sins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe de fonctionnement de l'ensemble constitué par une citerne à déchets opérant sous vide et le dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de ce dispositif. La citerne à déchets opérant sous vide 1 qui est représentée de manière très schématique sur la figure 1 fonctionne comme décrit dans le document susmentionné FR 2 864 523. Selon la figure 1, la citerne 1 qui est équipée d'un circuit de pompage sous vide 4 aspire les matières à pomper à sa partie inférieure selon la flèche A et à la partie supérieure selon la flèche A'. Le circuit de pompage sous vide 4 comporte une pompe à 5 vide à anneau liquide 2 ainsi que dans l'exemple de réalisation représenté un dispositif de filtration par voie humide 5 connu en lui-même et un basket filter 6. Le dispositif de filtration par voie humide 5 permet d'effectuer un lavage préalable de la veine de gaz sortant de la citerne 1. Le basket filter 6, constitué par un filtre à maille de 500 est monté en sortie du cyclone surmontant la cuve d'anneau d'eau de la pompe à vide 2. La tubulure d'évacuation 29 de la pompe à vide 2 est reliée au dispositif de traitement conforme à l'invention par un flexible 7 ou à toute autre tuyauterie évacuant le ciel gazeux de la citerne en cours de remplissage. Selon les figures 1 et 2, ce dispositif comporte essentielle-ment une citerne de traitement cylindrique horizontale à fonds plats 8 renfermant un liquide de lavage 9 à sa partie interne et équipée en partie basse d'une vanne de vidange 20 de ce liquide. La citerne de traitement 8 est également équipée d'une tubulure d'entrée 10 des gaz à traiter destinée à être reliée au flexible 7 par un raccord d'entrée 11 ainsi que d'une tubulure de sortie des gaz traités 12. La tubulure d'entrée des gaz à traiter 10 est équipée d'une soupape de décharge de sécurité 13 tarée à 0,3 bar. Cette tubulure 10 pénètre dans la citerne de traitement 8, à la partie supérieure de cette ci-terne par son extrémité opposée au raccord d'entrée 11 et est reliée à ce niveau à un tube de transfert longitudinal fermé 14 monté à la partie su- périeure de cette citerne et s'étendant horizontalement essentiellement sur la totalité de la longueur de celle-ci. Le tube de transfert 14 est relié par deux tubes de liaison verticaux 16, 16' montés à ses extrémités respectives à un tube d'éjection longitudinal 15 s'étendant horizontalement au-dessous de celui-ci. Le tube d'éjection 15 est immergé dans le liquide de lavage 9 et est équipé à sa partie inférieure de fentes d'éjection 17 réparties sur toute sa longueur. Ce tube 15 est surmonté d'une tôle de répartition et de calibrage 18 en forme d'ailes de mouette qui est fermée des deux côtés de la citerne 8 par des tôles de fermeture 19. La tôle de répartition et de calibrage 18 est équipée de trous 5 circulaires disposés en quinconce et répartis sur la totalité de sa longueur qui ne sont pas représentés sur les figures. Compte tenu de cette configuration, la veine de gaz à traiter pénètre dans la tubulure d'entrée 10 selon la flèche B et est transférée dans le tube de transfert 14 puis dans les tubes de liaison 16, 16' et enfin dans le tube d'éjection 15. Le gaz à traiter s'évacue ensuite de ce tube 15 par les fentes d'éjection 17 de celui-ci sous la forme de fines bulles qui s'échappent vers le haut du fait de leur faible densité. Ces fines bulles sont réparties superficiellement de manière homogène et calibrées au niveau de la tôle 18 puis poursuivent leur dé-placement vers le haut au travers du liquide de lavage 9 pour être traitées par celui-ci. Le gaz ainsi traité se rassemble à la surface libre de ce liquide 9 et est évacué vers l'extérieur par la tubulure de sortie 12 des gaz 20 traités selon la flèche C. Selon les figures 1 et 2, la tubulure 12 est équipée d'organes 21 générant une perte de charge et se subdivise en aval de ces organes 21 dans le sens de circulation des gaz en deux branches 22, 23 respectivement équipées d'une vanne 24, 25. L'une de ces branches 23 est en outre équipée d'un module d'adsorption des gaz résiduels sur filtres en tissu de carbone activé 26. Les gaz circulant dans la branche 22 peuvent être évacués librement par la sortie 27 en ouvrant la vanne 24 et en fermant la vanne 25. Les gaz traités peuvent également être dirigés sur le module 26 après fermeture de la vanne 24 et ouverture de la vanne 25 et être évacués par la sortie 28. Le liquide de lavage 9 saturé peut être vidangé par la vanne de vidange 20. REVENDICATIONS 11 Dispositif de traitement de la veine gazeuse polluée générée par l'échappement de la pompe à vide d'une citerne à déchets opérant sous vide ou de tout autre mode de remplissage, caractérisé en ce qu' il comporte une citerne de traitement (8) essentiellement cylindrique de préférence à fonds plats renfermant un liquide de lavage (9) et équipée d'une tubulure d'entrée des gaz à traiter (10), d'une tubulure de sortie des gaz traités (12), ainsi que de moyens permettant la diffusion des gaz à traiter au travers du liquide de lavage (9) sous forme de fines bulles qui remontent dans celui-ci de sorte que les gaz traités se rassemblent au-dessus de la surface libre de ce liquide et puissent être évacués par la tubulure de sortie (12). 2 ) Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de diffusion des gaz à traiter sont constitués d'une part par un tube d'éjection longitudinal (15) essentiellement horizontal immergé dans le liquide de lavage (9), à la partie inférieure de la citerne de traitement (8) et muni d'orifices, de préférence de fentes d'éjection (17) des gaz à traiter, et d'autre part par une tôle de répartition et de calibrage des bulles (18), perforée, recouvrant la surface du fond de la citerne de traitement (8) au-dessus du tube d'éjection des gaz à traiter (15). 3 ) Dispositif de traitement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée des gaz à traiter (10) est raccordée à un tube de transfert longitudinal fermé (14) essentiellement horizontal monté à la partie supérieure de la citerne de traitement (8) et relié au tube d'éjection (15) par au moins deux tubes de liaison essentiellement verticaux (16, 16') de façon à permettre de répartir le débit des gaz à traiter de façon homo-gène. 4 ) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tôle de répartition et de calibrage des bulles (18) est équipée de perforations circulaires disposées en quinconce. 5 ) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la tôle de répartition et de calibrage des bulles (18) est de forme ondulée. 6 ) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée des gaz à traiter (10) est équipée d'une soupape de 10 décharge de sécurité (13) tarée à une pression limite supérieure ne devant pas être dépassée. 7 ) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tubulure de sortie des gaz traités (12) est équipée d'organes (21) générant une perte de charge de façon à permettre de réguler la pression de gaz régnant à la surface libre du liquide de lavage (9) dans la citerne de traitement (8). 8 ) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tubulure de sortie des gaz traités (12) est équipée d'un module 25 d'adsorption des gaz résiduels sur filtres en tissu de carbone activé (26).