Brevet FR2967919A1 — publié le 20120601

Appareil de décontamination de l'air par adsorption La présente invention concerne le domaine du traitement de l'air. Elle concerne plus particulièrement un appareil de décontamination de I"air par adsorption. La pollution de l'air constitue un enjeu stratégique de notre époque, et elle est responsable pour une part significative de problèmes de santé publique. En effet, environ 15.000 litres d'air transitent par jour dans nos voies respiratoires. En conséquence, la pollution de l'air et son traitement sont des enjeux sanitaires pour les collectivités et les individus. Un certain nombre d'industries - chimique, pétrolière, agro-alimentaire - émettent des polluants dans leur procédés de fabrication. Ces polluants peuvent être néfastes pour les individus présents à proximité, mais peuvent également polluer les procédés eux-mêmes. Par ailleurs des polluants provenant de l'environnement (traitement des boiseries notamment) peuvent polluer les procédés chimiques ou alimentaires. Les dispositifs de traitement de l'air contribuent à la décontamination de l'air dans les espaces clos. En particulier des dispositifs par adsorption existent. Le document CN2845908 décrit un dispositif de traitement d'air pour l'industrie agroalimentaire, par adsorption sur du charbon actif. Il est utilisable dans l'industrie agroalimentaire, et permet de capter une pluralité de molécules polluantes. Néanmoins ce genre de dispositif présente d'importants inconvénients. En particulier, les produits adsorbants sont très agressifs, et attaquent la face interne de la cuve, faite généralement en acier inoxydable. On peut envisager de remplacer l'acier inoxydable par un polymère. Le polymère résiste bien mieux aux agressions des produits adsorbants. Néanmoins il est assez perméable aux molécules qu'on cherche à extraire. En conséquence, une partie de l'air passera directement par les parois latérales de la cuve, et ne traversera qu'une faible quantité de produit adsorbant, dégradant ainsi l'efficacité du dispositif. Par ailleurs, des molécules restées dans la paroi en polymère s'en détachent à nouveau vers l'extérieur, dès que le dispositif est à l'arrêt, et produit ainsi une pollution annexe de l'environnement immédiat de l'appareil. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle propose à cet effet un appareil de décontamination de l'air contenu dans une zone fermée, par filtration adsorbante, qui comporte une cuve interne en polymère, contenant un produit adsorbant ladite cuve interne étant entièrement contenue dans une cuve externe en acier inoxydable et un moyen de circulation d'air, configuré pour faire circuler l'air de ladite zone fermée à travers ladite cuve interne de manière à le faire entrer en contact avec ledit produit adsorbant. Grâce à ces dispositions, le produit adsorbant est contenu par le polymère de la cuve interne, et n'agresse pas la cuve externe en acier inoxydable. Par ailleurs, des molécules qui viendraient à traverser la paroi en polymère de la cuve interne, sont confinées à l'intérieur de la cuve externe, et ne viennent pas recontaminer l'air de la zone fermée à l'arrêt de l'appareil, l'acier inoxydable étant nettement moins perméable à de telles molécules qu'un polymère. Selon d'autres caractéristiques - ledit polymère est un polyéthylène ou un polypropylène ; - ledit produit adsorbant est du charbon actif ; - ladite cuve interne comprend une partie haute, contenant ledit produit adsorbant et comportant une ouverture pour laisser sortir de l'air, une partie basse raccordée audit moyen de circulation d'air, en particulier un ventilateur, et un filtre délimitant la partie haute de la partie basse, configuré pour laisser passer l'air de la partie basse vers la partie haute, et pour empêcher le produit adsorbant de passer de la partie haute vers la partie basse ; - ledit filtre est en polyéthylène ou en polypropylène ; - ledit filtre est disposé selon un plan horizontal ; - ledit filtre est disposé selon une forme comportant une petite base et une grande base, par exemple tronconique ou pyramidale tronquée, dont la petite base est disposée en fond de la cuve interne, et la grande base tournée vers le haut rejoint les parois latérales de la cuve interne, de sorte à délimiter une partie haute incluant vers le bas la partie interne de ladite forme, et la partie basse correspondant sensiblement à l'extérieur de ladite forme sur toute la hauteur de ladite forme et à l'intérieur de ladite cuve interne ; - ladite cuve interne est configurée pour pouvoir être extraite de la cuve externe, et transportée, pour régénérer le produit adsorbant en dehors de la zone fermée. La présente invention concerne également l'utilisation d'un appareil selon l'invention pour décontaminer l'air contenu dans une cave vinicole ou viticole, en particulier pour extraire dudit air au moins un des produits parmi des trichloroanisoles, tetrachloroanisoles, pentachloroanisoles et tribromoanisoles. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe de l'appareil dans un premier mode de réalisation selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe de l'appareil dans un deuxième mode de réalisation selon l'invention. Comme on peut le voir à la fig. 1, une cuve interne 1 en polymère est entièrement contenue dans une cuve externe 2 en acier inoxydable. Un filtre 3 en polyéthylène ou polypropylène est disposé sur un support de filtre 4, par exemple un caillebotis 4. Ce filtre 3 sépare la cuve interne 1 en deux parties. Une partie haute 5 contient du charbon actif 6 en tant que produit adsorbant. Une partie basse 8 est raccordée à un ventilateur 9 par une bride d'assemblage 10, de manière étanche à travers la cuve externe 2, de manière à permettre l'entrée de l'air à décontaminer. La cuve interne 1 est munie de goussets 11 avec des orifices de manutention 12 permettant la prise de la cuve par un moyen de manutention non représenté, tel qu'un pont roulant, ou un palan, pour extraire la cuve interne 1 de la cuve externe 2, puis de la transporter hors de la zone fermée, pour régénérer le charbon actif 6, et éventuellement remplacer le filtre 3, ou effectuer d'autres travaux de maintenance. Un filtre supérieur 7 au sommet de la cuve interne empêche le charbon actif 6 de s'échapper pendant les phases de manutention de la cuve interne 1, et peut rester en place pendant le fonctionnement de la machine, puisqu'il laisse passer l'air. A la place du filtre supérieur 7, un couvercle (non représenté) peut recouvrir la cuve interne 1, pour confiner le charbon actif 6 pendant le transport. Il comprend une ouverture correspondant à l'ouverture 15 pour permettre la sortie du flux d'air décontaminé. La cuve externe 2 est en acier inoxydable, par exemple en un inox 304 ou un inox 316. Elle est disposée sur des roulettes 13, pour faciliter son déplacement dans la zone à décontaminer. Elle comprend un couvercle 14 avec une ouverture 15 disposée sur une collerette 16. Une grille de protection 17 permet d'éviter la chute intempestive d'objets à l'intérieur de la cuve. Des écrous de calage 18 permettent d'ajuster le positionnement horizontal de la cuve interne 1 par rapport à la cuve externe 2. En alternative à ces écrous de calage 18, on peut disposer les goussets 11 à l'extérieur de la cuve interne 1 de telle sorte qu'ils remplissent la fonction de calage pour le positionnement par rapport à la cuve externe 2. La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation. La seule différence réside dans la disposition du filtre 3, qui est ici tronconique ou pyramidal tronqué. Sa forme présente une grande base, située légèrement au-dessus de la bride de raccordement au ventilateur 9. Elle correspond à la section horizontale de la cuve interne 1, de sorte à séparer la partie haute 5 de la partie basse 8. La forme du filtre 3 présente également une petite base située au fond de la cuve interne 1, de sorte à permettre d'extraire le charbon actif 6 à régénérer de la cuve interne 1 par une ouverture de fond 19 pratiquée dans le fond de la cuve interne 1 et de la cuve externe 2. Dans ce cas on récupère le charbon dans des sacs étanches, qu'on peut disposer de manière étanche sur l'ouverture de fond 19, de manière à ne pas laisser échapper les molécules piégées par le charbon actif 6 dans la zone environnante. Du charbon actif 6 propre peut ensuite être déposé dans la cuve interne 1 en passant par l'ouverture supérieure 15. Le filtre 3 présente par exemple une épaisseur comprise entre 1000 et 2000 microns. Dans la disposition de la fig. 2, le support de filtre 4 peut dans certains cas être évité, la forme tronconique ou pyramidale du filtre 3 lui donnant suffisamment de résistance propre pour tenir par lui-même. Le débit d'air passant dans un appareil selon l'invention est de l'ordre de 200 à 250 m3/h, ce qui représente une vitesse de passage dans le charbon actif 6 de l'ordre de 0,3 m/s. Les molécules extraites de l'air par le dispositif selon l'invention peuvent être très variées. Par exemple dans une application particulière, on cherche à éliminer des caves vinicoles les molécules responsables du goût de « moisi-bouchon » dans les vins. Ces molécules viennent des traitements de boiseries dans les caves vinicoles, et il en faut des quantités minimes pour occasionner un dommage au goût du vin. L'appareil selon l'invention permet de traiter ainsi des haloanisoles et des halophénols, par exemple des trichloroanisoles, en particulier l'isomère 2, 4, 6, des tétrachloroanisoles, en particulier l'isomère 2, 3, 4, 6, des tribromoanisoles, en particulier l'isomère 2, 4, 6, des pentachloroanisoles, ainsi que leurs précurseurs respectifs comme halophénols. La limite de détection se situe aux environs de 1 ng/g, ou même de 0,5 ng/g. Or le seuil de perception, par exemple du 2, 4, 6-Trichloroanisol est d'environ 2 ng/I. On s'aperçoit donc que l'appareil selon l'invention permet de purifier l'air jusqu'en dessous du seuil de perception, et donc d'éliminer le goût de moisi-bouchon du vin en cours de vinification. D'autres applications peuvent être envisagées, notamment dans l'industrie agro-alimentaire, ou l'industrie chimique. Pour retirer l'acétone, par exemple, le charbon actif ne convient pas, et d'autres adsorbants peuvent être utilisés, comme de la zéolithe ou d'autres terres rares, ou des polymères adsorbants. Une charge de charbon actif 6 est suffisamment efficace pour décontaminer l'air jusqu'en dessous des seuils souhaités pendant une période assez longue, allant de 1 à plus de 2 ans. Il existe deux possibilités pour déterminer le moment où il faudra régénérer le charbon actif 6. La première consiste à effectuer une mesure de l'air sortant de l'appareil périodiquement, par exemple une fois par trimestre. Dès que le niveau mesuré dépasse le niveau souhaité, il faut régénérer le charbon actif. Néanmoins une telle mesure est délicate, et coûte assez cher. La deuxième solution consiste à prévoir à priori la durée d'action efficace du charbon actif 6, et de décider de le remplacer à intervalles fixes. C'est ainsi qu'un intervalle d'un an entre deux régénérations de charbon actif 6 peut être appliqué dans certains cas. Un avantage de l'appareil selon la présente invention est que d'une part le charbon actif 6 n'est pas au contact de l'acier inoxydable, et ne le détériore donc pas. La cuve interne 1 en polymère résiste parfaitement à l'agression chimique d'un charbon actif 6. D'autre part la face externe de l'appareil est en acier inoxydable, qui est un matériau très imperméable aux molécules qu'on cherche habituellement à soustraire à l'air ambiant. Ainsi la cuve externe 2 n'emmagasine pas de molécules, et à l'arrêt de l'appareil, aucune pollution accessoire ne se produit. Par ailleurs, pour les petites cuves, il est bien plus commode d'emporter la cuve dans un lieu plus approprié pour changer ou régénérer le charbon actif 6. Or s'il fallait déplacer une cuve en acier inoxydable, il y aurait un risque non négligeable de détérioration de la cuve par choc, ou du ventilateur 9, ou des roulettes 13. Même en cas de dommage mineur, n'ayant qu'un effet esthétique, il serait malvenu de remettre l'appareil en service. Dans l'appareil selon l'invention en revanche, seule la cuve interne 1 est transportée, le ventilateur 9 et les roulettes 13 restent en place avec la cuve externe 2. Et si des dommages esthétiques surviennent à la cuve interne 1, cela ne l'empêche pas de continuer son service, étant donné qu'elle n'est pas visible en fonctionnement normal. Enfin la cuve en acier inoxydable est bien plus simple, et donc plus facile à réaliser. En effet elle ne supporte pas la charge mécanique du charbon actif 6, ni son agression chimique, et n'a pas besoin de tenir le filtre 3 et son support. Elle peut donc être réalisée beaucoup plus simple, et dimensionnée avec des épaisseurs moindres, par exemple entre 1 et 1,5 mm, avec très peu d'ouvrage au lieu de 2 mm pour une cuve en acier inoxydable de l'état de la technique, avec nettement plus d'usinages. D'où un gain en coût de revient qui compense très largement le coût de revient de fabrication de la cuve interne 1. Bien que l'invention ait été décrite selon un mode de réalisation particulier, elle n'y est nullement limitée, et des variantes peuvent y être apportées, ainsi que des combinaisons des variantes décrites, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. 7 Nomenclature : 1. cuve interne 2. cuve externe 3. filtre 4. support de filtre 5. partie haute 6. charbon actif, produit asdorbant 7. filtre supérieur 8. partie basse 9. ventilateur 10. bride d'assemblage 11. goussets 12. orifices de manutention 13. roulettes 14. couvercle de la cuve externe 15. ouverture supérieure dans la cuve externe 16. collerette 17. grille de protection 18. écrou de calage 19. ouverture de fond REVENDICATIONS1. Appareil de décontamination de l'air contenu dans une zone fermée, par filtration adsorbante, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve interne (1) en polymère, contenant un produit adsorbant (6) ladite cuve interne (1) étant entièrement contenue dans une cuve externe (2) en acier inoxydable, et un moyen de circulation d'air (9), configuré pour faire circuler l'air de ladite zone fermée à travers ladite cuve interne (1) de manière à le faire entrer en contact avec ledit produit adsorbant (6). 2. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel ledit polymère est un polyéthylène ou un polypropylène. 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit produit adsorbant (6) est du charbon actif. 4. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite cuve interne (1) comprend une partie haute (5), contenant ledit produit adsorbant (6) et comportant une ouverture pour laisser sortir de l'air, une partie basse (8) raccordée audit moyen de circulation d'air, en particulier un ventilateur (9), et un filtre (3) délimitant la partie haute (5) de la partie basse (8), configuré pour laisser passer l'air de la partie basse (8) vers la partie haute (5), et pour empêcher le produit adsorbant (6) de passer de la partie haute (5) vers la partie basse (8). 5. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel ledit filtre (3) est en polyéthylène ou en polypropylène. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel ledit filtre (3) est disposé selon un plan horizontal. 7. Appareil selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel ledit filtre (3) est disposé selon une forme comportant une petite base et une grande base, par exemple tronconique ou pyramidale tronquée, dont la petite base est disposée en fond de la cuve interne (1), et la grande base tournée vers le haut rejoint les parois latérales de la cuve interne (1), de sorte à délimiter une partie haute (5) incluant vers le bas la partie interne de ladite forme, et la partie basse (8) correspondant sensiblement à l'extérieur de ladite forme sur toute la hauteur de ladite forme, et à l'intérieur de ladite cuve interne (1). 8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite cuve interne (1) est configurée pour pouvoir être extraite de la cuve externe (2), et transportée, pour régénérer le produit adsorbant (6) en dehors de la zone fermée. 9. Utilisation d'un appareil selon l'une des revendications précédentes pour décontaminer l'air contenu dans une cave vinicole ou viticole. 10. Utilisation selon la revendication précédente pour extraire dudit air au moins un des produits parmi des trichloroanisoles, tetrachloroanisoles, pentachloroanisoles et tribromoanisoles.