BE1028993A1 - Système de dépollution d’air et procédé associé - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un système de dépollution ayant un débit d’air particulièrement élevé.

Description

Système de dépollution d’air et procédé associé Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un système de dépollution d'air. Art antérieur
[0002] Dans un environnement urbain extérieur, des pics de pollution peuvent survenir. Ils peuvent survenir dans les parcs industriels ou les zones denses de trafics routier/maritime/aérien Ils peuvent aussi survenir dans d'autres lieux difficiles à prévoir parce que les sources de ces pollutions sont souvent inconnues à l’avance. En outre, une accumulation de polluants peut se produire à des endroits imprévisibles à cause de conditions météorologiques particulières.
[0003] II est connu d'utiliser un système de dépollution pour un environnement domestique afin purifier de l’air de petit volume, par exemple dans une maison ou dans des bureaux. Cependant, cette solution n’est pas adaptée à de grands volumes d'air, ni à traiter de l’air extérieur en raison de débit de traitement trop faible pour avoir un impact significatif. Résumé de l’invention
[0004] Un des buts de l'invention est de fournir un système de dépollution transportable ou fixe et adapté pour traiter un grand volume d'air pollué, par exemple dans un environnement extérieur urbain.
[0005] A cet effet, l'invention a pour objet un système de dépollution d'air, comportant une enceinte, l’enceinte définissant un passage d'air et comprenant: e une entrée d'air destinée à faire entrer de l'air à traiter dans le système de dépollution, e un ensemble de traitement d'air configuré pour dépolluer de Pair, et e une sortie d’air destinée à faire sortir de l’air dépollué dans l'atmosphère, l'enceinte comprenant au moins un compresseur disposé entre l’entrée d'air et l'ensemble de traitement d'air, chaque compresseur étant configuré pour comprimer de lair reçu de l’entrée d'air avant de le souffler vers l'ensemble de traitement d'air, caractérisé en ce que le débit de l’air à entrée d’air est supérieur à 80 000 mh.
[0006] Avec ce débit à l’entrée d'air particulièrement élevé, le système de dépollution d'air est particulièrement adapté pour traiter de Pair pollué dans un environnement extérieur urbain.
[0007] Dans un mode de réalisation de l'invention, le taux total de compression par les compresseurs est supérieur à 1,01. Ce taux de compression permet au système de dépollution de traiter un plus grand volume d'air.
[0008] Dans un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble de traitement d'air comprend au moins un filtre électrostatique.
[0009] Dans un mode de réalisation de l'invention, la vitesse de l'air lorsqu'il entre dans l’ensemble de traitement d’air est inférieure à 40 m/s. Cette basse vitesse permet à l'air pollué de passer l'ensemble de traitement d'air plus lentement, afin d’obtenir une meilleure qualité de dépollution.
[0010] Dans un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble de traitement d'air obture totalement le passage d'air. Un ensemble de traitement d'air qui obture totalement le passage d’air entre l’entrée d'air et la sortie d'air assure que tout air passant par le système de dépollution est traité sans laisser de l’air non-traité passer par la périphérie de cet ensemble de traitement.
[0011] Dans un mode de réalisation de l'invention, l’enceinte comprend au moins un moteur électrique configuré pour entraîner le compresseur.
[0012] Dans un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble de traitement d'air transfère directement de l'air dépollué vers la sortie d’air sans traitement supplémentaire entre l’ensemble de traitement d'air et la sortie d'air.
[0013] Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de dépollution pèse entre 1 tonne et 35 tonnes. Un poids compris dans cet intervalle est suffisamment faible pour permettre un déplacement aisé du système de dépollution d’air (par exemple en étant soulevé par une grue), tout en étant suffisamment élevé pour obtenir un système apte à traiter un volume d'air suffisant pour des utilisations dans un environnement extérieur urbain.
[0014] Dans un mode de réalisation de l'invention, l’enceinte est un conteneur selon la norme ISO 668. Cela permet de transporter aisément le système de dépollution.
[0015] Dans un mode de réalisation de l'invention, l’entrée d'air présente une aire supérieure à 2 m2, préférentiellement supérieure à 5 m2, ou encore plus préférentiellement supérieure à 10 m2.
[0016] Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de dépollution est mobile et/ou déplaçable par un moyen de préhension, par exemple par une grue. Il est configuré pour ne pas être fixé à une installation fixe, ou pour y être fixé par des éléments permettant une séparation entre le système de dépollution et l'installation fixe.
[0017] L'invention a également pour objet un tunnel comprenant au moins un système de dépollution d’air tel que décrit ci-dessus.
[0018] L'invention a également pour objet un assemblage de plusieurs systèmes de dépollution tels que décrits ci-dessus de façon à former un couloir horizontal ou une cheminée verticale.
[0019] L'invention a en outre pour objet un procédé de dépollution de [air adapté par exemple pour une dépollution d’un environnement extérieur urbain ou de zones présentant des pics ponctuels de pollution et comprenant les étapes suivantes : - fournir un système de dépollution selon l’une quelconque des revendications précédentes ; - aspirer de l'air à traiter dans le système de dépollution par l’entrée d'air ; - comprimer de l'air reçu de l’entrée d'air par chaque compresseur ; - souffler de lair comprimé vers l’ensemble de traitement d'air par chaque compresseur ;
- dépolluer de l’air par l'ensemble de traitement d'air ; et - souffler de l'air dépollué dans l’atmosphère par la sortie d'air.
[0020] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend de : - démonter l’ensemble de traitement d'air ; et - nettoyer l'ensemble de traitement d'air par projection d’eau. Cela permet de réutiliser facilement le système de dépollution.
[0021] Selon un mode de réalisation, le système de dépollution comprend des rampes fixes en amont et/ou en aval du système de traitement de l’air et un système de nettoyage sous la forme de gicleur d’eau montés sur les rampes fixes, et le procédé comprend l’étape de lancement d’un cycle de nettoyage de l’ensemble de traitement de l'air. Brève description des figures
[0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue schématique d’un système de dépollution d’air selon un mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 2 est une vue schématique en perspective d’un système de dépollution d’air selon un autre mode de réalisation, le système de dépollution comprenant un dispositif de pré-ionisation ; - la Figure 3 est une vue en coupe du système de dépollution de la Figure 2 ; - la Figure 4 est une vue détaillée du compresseur et du dispositif de pré- ionisation de la Figure 2 ; - la Figure 5 est une vue similaire de la Figure 4 sans le dispositif de pré- ionisation illustré ; - la Figure 6 est une vue de la turbine centrifuge et du dispositif de pré- ionisation de la Figure 2 ; et - la Figure 7 est une vue du dispositif de pré-ionisation et de l’ensemble de traitement d'air de la Figure 2.
Modes de réalisation de l’invention
[0023] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n’est pas limitée par celles- ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas 5 limitants. En outre, les fonctions décrites peuvent être réalisées par d’autres structures que celles décrites dans le présent document.
[0024] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.
[0025] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.
[0026] La Figure 1 illustre un système de dépollution 10 d’air selon un mode de réalisation de l'invention. Le système de dépollution 10 comporte une enceinte 14. Avantageusement, le système de dépollution comporte également au moins une zone de préhension (non-représentée sur les Figures) fixée à l’enceinte 14.
[0027] Le poids du système de dépollution 10 est compris entre 1 tonnes et 35 tonnes. Avantageusement, le système de dépollution 10 est transportable par un véhicule routier. Avantageusement, le système de dépollution 10 est configuré pour être fixé sur un camion.
[0028] L'enceinte 14 est par exemple un conteneur maritime selon la norme ISO 668. Selon un mode de réalisation, ce conteneur maritime présente une dimension de 12,5 m dans une première direction et 2,5 m dans une deuxième et troisième dimensions, les première, deuxième, et troisième dimensions formant un système de coordonnées cartésiennes.
[0029] L'enceinte 14 définit un passage d'air 18. L’enceinte 14 comprend une entrée d'air 20 destinée à faire entrer de l'air à traiter dans le système de dépollution 10, un ensemble de traitement d’air 22 configuré pour dépolluer de l’air, et une sortie d'air 24 destinée à faire sortir de l’air dépollué dans l’atmosphère. L’enceinte 14 comprend également au moins un compresseur 28 ou un circulateur disposé entre l’entrée d'air 20 et l’ensemble de traitement d'air 22. Avantageusement, l'enceinte 14 comprend au moins un moteur électrique 32 configuré pour entraîner le compresseur 28 ou le circulateur. Ce moteur électrique 32 est par exemple en aval du compresseur 28, comme représenté sur les figures. En variante, ce moteur électrique 32 est en amont du compresseur 28.
[0030] Le circulateur est apte à faire circuler de l’air. Le circulateur est par exemple un ventilateur.
[0031] Le compresseur 28 n’émet pas de polluant. Selon un exemple de l'invention, le compresseur 28 est un compresseur électrique. Selon un autre exemple de l'invention, le compresseur 28 est entraîné par une énergie propre à lui-même, par exemple un compresseur à l’hydrogène. Ceci permet de dépolluer l’air sans créer des émissions de pollution supplémentaires.
[0032] Avantageusement, l’enceinte 14 comprend un dispositif de pré- ionisation de lair 36. Selon les modes de réalisation représentés sur les Figures, le dispositif de pré-ionisation 36 entoure le moteur électrique 32. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de pré-ionisation 36 se situe en aval du moteur électrique 32 et en amont de l’ensemble de traitement d'air 22. Le dispositif de pré-ionisation 36 est apte à ioniser au moins partiellement de lair avant l'entrée de ce dernier dans l’ensemble de traitement d'air 22.
[0033] Selon les modes de réalisation illustrés sur les Figures, le dispositif de pré-ionisation 36 présente une forme tubulaire. En variante, il présente une forme plane.
[0034] Selon ce mode de réalisation, avantageusement l'enceinte 14 comprend en outre des jets de l’eau 37 en amont du dispositif de pré- ionisation 36 apte à humidifier de lair avant son ionisation par exemple par le dispositif de pré-ionisation 36 ou par l’ensemble de traitement d'air 22.
[0035] Avantageusement, l’enceinte 14 comprend également une turbine centrifuge 38 en aval du compresseur 28. Lorsque l'enceinte 14 comprend le dispositif de pré-ionisation 36 de [air entourant le moteur électrique 32, cette turbine centrifuge 38 est apte à fournir de l’air au dispositif de pré- ionisation 36. La turbine centrifuge 38 soulage le moteur électrique 32 d’une partie de la charge pour entrainer le compresseur 28 par récupération d’une partie de l'énergie cinétique du flux d’air créée par le compresseur 28 (détente des gaz au travers d’une turbine) et distribuer le flux au dispositif de pré-ionisation 36 ou à l'ensemble de traitement de l’air 22.
[0036] Le débit de lair à l’entrée d’air 20 est supérieur à 80 000 mh, avantageusement supérieur à 100 000 m3/h, encore plus avantageusement supérieur à 150 000 m?/h. Selon un mode de réalisation, l’entrée d'air 10 présente une forme convergente vers le compresseur 28. Selon un autre mode de réalisation, le premier étage du compresseur 28 présente une aire de section sensiblement égale à l’aire de section de l’enceinte 14.
[0037] Selon un mode de réalisation, l’entrée d’air 20 présente une aire supérieure à 2 m2, préférentiellement supérieure à 5 m2, ou encore plus préférentiellement supérieure à 10 m°. Par exemple, elle présente une dimension 2,5 m * 2,5 m.
[0038] L’ensemble de traitement d’air 22 obture totalement le passage d’air
18. Ainsi, tout air venant de l’entrée d’air 20 est traité par l’ensemble de traitement d'air 20 avant d’être à nouveau libéré dans l’atmosphère.
[0039] L'ensemble de traitement 22 remplit la section en coupe de l’enceinte
14. Cette configuration permet de traiter le plus grand volume d'air. Selon le mode de réalisation représenté sur la Figure 1, l'ensemble de traitement d'air 22 comprend au moins un filtre 42 configuré pour filtrer des micro-particules. Les micro-particules présentent un diamètre inféreur à 100 yum, avantageusement inférieur à 10 um, et plus avantageusement inférieur à 1 um, ou encore inférieur à 100 nm, ou encore inférieur à 10 nm, ou encore sensiblement égal à 1 nm. Le filtre 42 est par exemple du type passif. Selon une variante préférée, le filtre 42 dans l’ensemble de traitement d'air 22 est un filtre électrostatique, c’est-à-dire un dispositif qui utilise les forces électriques pour séparer les particules solides d'un gaz. Le dispositif charge les particules, qui sont ensuite précipitées sur les surfaces collectrices d’un précipitateur, ces surfaces collectrices étant disposées parallèlement au flux d'air. Le filtre électrostatique permet de traiter de grands volumes d’air avec peu de perte de charge, par exemple une perte de charge inférieure à 2000 Pa, avantageusement inférieure à 1000 Pa, plus avantageusement inférieure à 500 Pa, ou plus avantageusement inférieure à 100 Pa. Le filtre électrostatique permet également de traiter de l’air sans réduire sensiblement sa vitesse. Ainsi, le filtre électrostatique est particulièrement adapté pour traiter de l’air qui se déplace à des vitesses élevées.
[0040] Selon un mode de réalisation, l’ensemble de traitement d'air 22 présente une section frontale d’obstruction d'air et une section frontale libre. La section frontale d’obstruction obture au moins partiellement le passage d'air et empêche de l'air d’entrer dans l’ensemble de traitement d'air 22. La section frontale libre laisse lair entrer librement dans l’ensemble de traitement d'air 22 sans résistance. La section frontale d’obturation présente une aire en section moins de 50% de celle de l’ensemble de traitement d'air 22, plus avantageusement moins de 25%, et encore plus avantageusement moins de 10%. Ces caractéristiques sont cohérentes avec la description ci- dessus selon laquelle l'ensemble de traitement d'air 22 obture totalement le passage d'air 18, car tout air passé par la section frontale libre est ensuite dépollué à l’intérieur de l'ensemble de traitement d'air 22.
[0041] Avantageusement et visible sur la Figure 7, l'ensemble de traitement d'air 22 comprend une première étape 44 et une deuxième étape 46. La première étape 44 est configurée pour filtrer des micro-particules comme décrits ci-dessous. La deuxième étape 46 est configurée pour traiter des gaz nocifs pour la santé comme des oxydes d'azote. En variante, la première étape 44 est configurée pour ioniser de l’air. La deuxième étape 46 est configurée pour filtrer des micro-particules comme décrits ci-dessous.
[0042] L'ensemble de traitement d'air 22 transfère directement de lair dépollué vers la sortie d'air 24 sans traitement supplémentaire entre l'ensemble de traitement d'air 22 et la sortie d’air 24.
[0043] Chaque compresseur 28 est configuré pour comprimer de l’air reçu de entrée d'air 20 avant de le souffler vers l’ensemble de traitement d'air 22.
[0044] Avantageusement, le conduit raccordant le compresseur 28 et l’ensemble de traitement d'air 22 présente une section divergente depuis le compresseur 28 vers l’ensemble de traitement d'air 22. Cette configuration permet à l’air de ralentir encore avant d’entrer dans l’ensemble de traitement d'air 22.
[0045] Avantageusement, le conduit raccordant le compresseur 28 et l'ensemble de traitement d’air comprend au moins un arroseur apte à humidifier de l’air dans ce conduit raccordant.
[0046] Le taux total de compression par les compresseurs 28 est supérieur à1,01, avantageusement supérieur à 1,15, plus avantageusement supérieur à 1,2, plus avantageusement supérieur à 1,5, ou encore plus avantageusement supérieur à 2.
[0047] Grâce à la compression de l’air par le compresseur 28, la vitesse de l’air lorsqu'il entre dans l’ensemble de traitement d'air 22 est inférieure à 40 m/s, avantageusement inférieure à 30 m/s, plus avantageusement inférieure à 20 m/s, ou encore plus avantageusement inférieure à 10 m/s. Ainsi, le temps de passage de air pollué dans l’ensemble de traitement d'air 22 est augmenté pour obtenir une meilleure qualité de traitement.
[0048] La zone de préhension est par exemple disposée sur une surface supérieure de l’enceinte 14. La zone de préhension est adaptée pour qu’une machine externe puisse soulever le système de dépollution d’air 10. Cela peut être une poignée. En variante, la zone de préhension est disposée sur la surface comprenant l’entrée d’air 20 ou la surface comprenant la sortie d'air 24. Ainsi, le système de dépollution 10 peut être placé verticalement, l'entrée d'air 20 se situant au-dessus ou en-dessous de la sortie d'air 24.
[0049] Selon un mode de réalisation de l'invention, lors de l’opération de dépollution le système de dépollution 10 est disposé horizontalement, i.e. le passage d'air 18 est sensiblement horizontal.
[0050] Selon un autre mode de réalisation, lors de l’opération de dépollution le système de dépollution 10 est disposé verticalement, i.e. le passage d'air 18 est sensiblement vertical. Dans ce cas, l’entrée d'air 20 est par exemple située sensiblement au-dessus de la sortie d'air 24.
[0051] Avantageusement, la sortie d’air 24 comprend un déflecteur apte à changer la direction de l’air dépollué sortant la sortie d'air 24.
[0052] En d'autres termes, l'invention se rapporte à un système de dépollution ayant un débit d’air particulièrement élevé.
[0053] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D'une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L'usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L'usage de l’article indéfini « UN », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « l’ », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.

Claims (16)

Revendications
1. Système de dépollution (10, 110) d'air, comportant une enceinte (14), l'enceinte (14) définissant un passage d'air (18) et comprenant: e une entrée d'air (20) destinée à faire entrer de l’air à traiter dans le système de dépollution (10, 110), e un ensemble de traitement d'air (22) configuré pour dépolluer de l'air, et e une sortie d’air (24) destinée à faire sortir de lair dépollué dans l'atmosphère, l'enceinte (14) comprenant au moins un compresseur (28) disposé entre l'entrée d'air (20) et l'ensemble de traitement d'air (22), chaque compresseur (28) étant configuré pour comprimer de l'air reçu de l’entrée d'air (20) avant de le souffler vers l’ensemble de traitement d'air (22), caractérisé en ce que le débit de Pair à l'entrée d'air (20) est supérieur à 80 000 mh.
2. Système de dépollution (10, 110) d'air selon la revendication 1, dans lequel le taux total de compression par les compresseurs (28) est supérieur à1,01.
3. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble de traitement d'air (22) comprend au moins un filtre électrostatique.
4. Système de dépollution (10, 110) d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vitesse de l'air lorsqu'elle entre dans l’ensemble de traitement d'air (22) est inférieure à 40 m/s.
5. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble de traitement d'air (22) obture totalement le passage d'air (18).
6. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’enceinte (14) comprend au moins un moteur électrique (32) configuré pour entraîner le compresseur (28).
7. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble de traitement d'air (22) transfère directement de l’air dépollué vers la sortie d’air (24) sans traitement supplémentaire entre l'ensemble de traitement d'air (22) et la sortie d’air (24).
8. Système de dépollution (10, 110) selon l’une quelconque des revendications précédentes, pesant entre 1 tonne et 35 tonnes.
9. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’enceinte (14) est un conteneur selon la norme ISO 668.
10. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’entrée d'air (20) présente une aire supérieure à 2 m2, préférentiellement supérieure à 5 m2, ou encore plus préférentiellement supérieure à 10 m2.
11. Système de dépollution (10, 110) d'air selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système de dépollution étant mobile et/ou déplaçable par un moyen de préhension.
12. Tunnel fixe de canalisation d’air, comprenant au moins un système de dépollution (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Assemblage de plusieurs systèmes de dépollution (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 de façon à former un couloir horizontal ou une cheminée verticale.
14. Procédé de dépollution de l’air, adapté par exemple pour une dépollution d’un environnement extérieur urbain ou de zones présentant des pics ponctuels de pollution, comprenant les étapes suivantes : - fournir un système de dépollution (10, 110) selon l’une quelconque des revendications précédentes ; - aspirer de l'air à traiter dans le système de dépollution (10, 110) par l'entrée d'air (20) ; - comprimer de l’air reçu de l’entrée d'air (20) par chaque compresseur (28) ; - souffler de l’air comprimé vers l’ensemble de traitement d'air (22) par chaque compresseur (28) ; - dépolluer de Pair par l’ensemble de traitement d’air (22) ; et - souffler de l’air dépollué dans l’atmosphère par la sortie d’air (24).
15. Procédé de dépollution d’air selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes suivantes : - démonter l’ensemble de traitement d’air (22) ; et - nettoyer l’ensemble de traitement d'air (22) par projection d’eau.
16. Procédé de dépollution selon la revendication 14 ou 15, le système de dépollution (10) comprenant des rampes fixes en amont et/ou en aval du système de traitement de l’air (22) et un système de nettoyage sous la forme de gicleur d’eau montés sur les rampes fixes, le procédé comprenant l’étape de lancement d’un cycle de nettoyage de l'ensemble de traitement de l'air (22).
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