BE1029844B1 - Système de dépollution de matériaux contaminés au moyen de tubes chauffants à supports conductifs - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système de traitement thermique de matériaux contaminés par des hydrocarbures et/ou autres polluants organiques ou inorganiques volatiles à 600°C. La présente invention propose un système de traitement desdits matériaux contaminés via des tubes thermo conducteurs dotés de supports conductifs en acier, appelés « ailettes », augmentant localement leur conductivité thermique.
Description
1 BE2021/5796
SYSTÈME DE DÉPOLLUTION DE MATÉRIAUX CONTAMINÉS AU MOYEN DE
TUBES CHAUFFANTS À SUPPORTS CONDUCTIFS
La présente invention consiste en un système de chauffe destiné à améliorer le traitement thermique des matériaux contaminés au moyen de supports conductifs en acier augmentant la surface d'échange entre le tube chauffant et son environnement.
L'invention concerne en particulier un système de chauffe adapté au traitement par désorption thermique ex-situ (matériaux contaminés excavés) pour assainir des matériaux contenant des hydrocarbures et/ou d'autres contaminants organiques.
La contamination des sols est un problème de grande importance dans un monde où l’environnement et le développement durable prennent de plus en plus d'importance.
Ce problème, souvent invisible, peut être causé par une grande variété de contaminants chimiques, biologiques ou même radioactifs et une toute aussi grande gamme de sources de pollutions. Laissée telle quelle, la contamination peut se propager et se retrouver dans d’autres ressources indispensables à la faune et la flore environnante. Il est donc important, dans un but de protection de l’environnement et de santé publique, d’éliminer ces contaminants avant qu’ils n'aient de trop grandes répercussions.
Les technologies de remédiation des sols sont multiples et peuvent être séparées en trois catégories principales : thermique, biologique et physicochimique. Le choix de la technique dépend de plusieurs paramètres tel que la nature de la contamination, les propriétés du sol, les contraintes physiques du site et le cout total du projet.
Une de ces techniques, la désorption thermique, est basée sur le chauffage du sol pour volatiliser les contaminants et en permettre Vextraction et la destruction/réutilisation après condensation. La désorption thermique est efficace face aux contaminants organiques, aux cyanures, au mercure et tout autre composant pouvant être volatilisé à des températures situées en dessous de 550°C.
Chauffer via conduction thermique est une des techniques utilisées dans le domaine de la désorption thermique (WO2001078914A8). Avec cette technique, l'énergie provenant de tubes de chauffes se propage radialement dans le sol par conduction.
Ceci comporte plusieurs avantages vis-à-vis des autres possibilités de remédiation
2 BE2021/5796 du sol car la conduction thermique permet de chauffer le sol à des températures dépassant les 350°C (ce qui n’est pas possible, par exemple, avec le chauffage électrique résistif (US5656239A)) et de traiter facilement et rapidement les sols contaminés par une grande variété de contaminants, peu importe l’hétérogénéité du
Sol. En effet, la conductivité thermique a la particularité de ne pas fluctuer par des grands ordres de grandeur avec les matériaux présents dans le sol. De ce fait, la conduction thermique est beaucoup plus efficace que d’autres méthodes de transfert de chaleur dans le cas de sols hétérogènes.
Cette technique est applicable ex-situ et in-situ. Pour ce qui est de la désorption thermique ex-situ (acronyme anglais : ESTD, Ex-Situ Thermal Desorption), le sol contaminé est excavé et utilisé pour former des piles ou placé dans des conteneurs qui sont traités thermiquement. Avec la désorption thermique in-situ, les tubes de chauffes sont directement insérés dans le sol pollué permettant ainsi d'éviter l’excavation et le transport des terres. Ceci permet aussi de traiter des sols dans des — endroits restreints et/ou avec un accès limité tel que des sites éloignés, des sites en zones urbaines, des sous-sols de maisons, etc. De manière générale, cette technique est plus rapide et a un impact environnemental réduit.
Les techniques actuelles augmentent la température du tube de chauffe en faisant circuler des gaz chauds (gaz de combustion), provenant d’un bruleur, dans deux tubes concentriques métallique (BE1024596B1).
La présente invention présente un système de chauffe destiné à améliorer le traitement thermique des matériaux contaminés au moyen de supports conductifs en acier augmentant la surface d'échange entre le tube chauffant et son environnement.
En particulier, dans le cadre d’un mode ESTD, les tubes de chauffe sont placés horizontalement entre des couches de matériaux contaminées. Ces tubes peuvent atteindre 20 mètres de long et le volume desdits matériaux contaminés autour des quelques derniers mètres du tube de chauffe monte en température plus lentement que le reste de la pile en raison d’une répartition de la chaleur inégale le long des tubes de chauffe. De plus, les procédés actuels ne permettent pas de diriger la chaleur aux endroits choisis par exemple parce qu'ils contiennent plus d'humidité ou requièrent des températures plus élevées.
La présente invention présente une solution pour corriger ce décalage de chauffe en — augmentant la surface d'échange entre cette portion du tube de chauffe et les matériaux contaminés qui l’entourent au moyen de supports conductifs, dits « ailettes », Cette invention permet aussi de moduler, en fonction de paramètres externes, le
3 BE2021/5796 chauffage au sein du volume à traiter et d'apporter l'énergie aux endroits requis, évitant ainsi des pertes énergétiques importantes.
Figure 1 : Exemple d’une portion d’un tube de chauffe avec 4 ailettes
Figure 2a : Zoom sur une ailette en dessous du tube de chauffe
Figure 2b : Zoom sur une ailette seule
Figure 3 : Exemple de plusieurs tubes de chauffe avec ailettes en mode ex-situ
La légende des figures est la suivante : 1. Tube de chauffe 2. Ailette envergure minimum 3. Ailette envergure maximum 4. Pile de matériaux contaminées
Les termes "sol contaminé” et "matériau contaminé" sont utilisés ici comme — synonymes et doivent être compris comme incluant tous les types de sols, de boues ou autres matériaux qui peuvent être contaminés par tout cocktail de polluants, tels que des contaminants organiques, par exemple les hydrocarbures, et inorganiques, dont la température d’ébullition, Téb, à pression atmosphérique est inférieure à 600°C et/ou des métaux lourds.
La chaleur par conduction a lieu lorsque deux matériaux ou objets matériels sont en contact direct et que la température de l'un est supérieure à la température de l'autre. La conduction thermique consiste en un transfert d'énergie cinétique du milieu le plus chaud vers le plus froid. Le terme "conduction" tel qu'il est utilisé ici est donc destiné à désigner tous les types de transfert de chaleur dans lesquels la chaleur est déplacée d'un objet (plus chaud) à un autre objet (plus froid) par contact direct. Il doit être entendu que dans la présente invention, lorsque le transfert de chaleur par conduction est mentionné, également une très petite quantité de chaleur est généralement également transférée au sol au moyen d'un rayonnement.
La présente invention concerne un système avec un certain nombre de tubes thermo conducteurs placés dans un sol contaminé. Les tuyaux sont en communication avec
4 BE2021/5796 une source de chaleur engendrant la circulation d’un fluide chauffé au travers des tubes : du tube de chauffe interne au tube de chauffe externe, entrainant l’élévation de la température du sol environnant. L'invention est destinée à augmenter la surface d'échange entre le tube de chauffe et le volume de terre qui l’entoure en utilisant des plaques en acier appelées ci-après « ailettes », placées sur les tubes de chauffe externes.
Dans un mode de réalisation préféré, les terres contaminées sont excavées puis traitées sur place ou bien déplacées jusqu'à un site désigné comme site de dépollution. Les terres sont alors utilisées pour former des piles ou placées dans des conteneurs permettant un traitement par « batch » (ex-situ, ESTD). Les tubes de chauffes sont insérés en position horizontal par rangés au travers de la pile avec une répartition permettant de chauffer au mieux l’entièreté du volume de terre contaminés.
La présente invention concerne des ailettes en acier (2) (3) placées ou soudées directement en-dessous ou au-dessus de chaque tube de chauffe (1) (figure 2a).
L’acier présentant une conductivité thermique des dizaines de fois plus élevée que celle des différents types de sol, la chaleur est distribuée plus rapidement au volume de terre contaminées (4) (figure 3) entourant un tube de chauffe avec ailettes. Par — conséquent, la durée de chauffe est accélérée et le temps de traitement diminué, résultant en une meilleure efficacité énergétique du traitement.
Dans un mode de réalisation préféré, les ailettes ne sont pas attachées ni soudées aux tubes de chauffe, mais simplement posées dessus ou dessous.
Dans un mode de réalisation préféré les ailettes sont en métal malléable et conducteur, différent de l'acier. Ainsi elles peuvent être plus légères et faciles à placer.
La quantité d'ailettes à placer et leur taille dépendent de la longueur totale du tube de chauffe.
Dans un mode de réalisation préféré, la position et la taille des ailettes dépendent de la qualité des matériaux à traiter, notamment leur taux d'humidité et/ou leur concentration en polluants.
Dans un mode de réalisation préféré, les tubes chauffants présentent une ailette de grande taille. Dans un autre mode de réalisation préféré, les tubes chauffants sont dotés de plusieurs ailettes de petites tailles (figure 1). Les ailettes sur un même tube de chauffe sont écartées de quelques dizaines de centimètres et peuvent avoir différentes tailles : avec celle qui a la plus grande surface (3) placée à la fin du tube et la plus petite surface (2) s’éloignant de la fin du tube.
5 Dans la présente invention, l'épaisseur des ailettes est comprise entre 1mm et 20mm et de préférence entre 2 et 10mm.
La forme de l’ailette est rectangulaire sur les côtés et en demi-cercle au milieu entre les deux parties rectangulaires (figure 2b). La longueur de l’ailette est comprise entre 350mm et 1500mm et de préférence entre 500 et 1200mm.
La largeur de l’ailette est comprise entre 400mm et 1000mm et de préférence entre 500 et 800mm.
Les ailettes sont orientées parallèlement aux couches de matériaux à traiter.
Claims (1)
1. Système de traitement de matériaux contaminés via des tubes thermo conducteurs dotés de supports conductifs en acier, augmentant localement leur conductivité thermique.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20215796A BE1029844B1 (fr) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | Système de dépollution de matériaux contaminés au moyen de tubes chauffants à supports conductifs |
| PCT/EP2022/077664 WO2023061818A1 (fr) | 2021-10-12 | 2022-10-05 | Système pour la décontamination de matériaux contaminés au moyen de tubes chauffants à supports conducteurs |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| BE20215796A BE1029844B1 (fr) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | Système de dépollution de matériaux contaminés au moyen de tubes chauffants à supports conductifs |
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| BE1029844A1 BE1029844A1 (fr) | 2023-05-05 |
| BE1029844B1 true BE1029844B1 (fr) | 2023-05-08 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS62112811A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Shimizu Constr Co Ltd | ヒ−トパイプによる軟弱粘性土地盤の改良工法 |
| US20080069640A1 (en) * | 2004-06-11 | 2008-03-20 | Jan Haemers | Method and System for Cleaning a Soil Containing Contaminants |
| CN110295588A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 东莞市广渠建筑工程有限公司 | 一种软土地基处理装置及其处理方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5656239A (en) | 1989-10-27 | 1997-08-12 | Shell Oil Company | Method for recovering contaminants from soil utilizing electrical heating |
| US6632047B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-10-14 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Heater element for use in an in situ thermal desorption soil remediation system |
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2022
- 2022-10-05 WO PCT/EP2022/077664 patent/WO2023061818A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62112811A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Shimizu Constr Co Ltd | ヒ−トパイプによる軟弱粘性土地盤の改良工法 |
| US20080069640A1 (en) * | 2004-06-11 | 2008-03-20 | Jan Haemers | Method and System for Cleaning a Soil Containing Contaminants |
| CN110295588A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 东莞市广渠建筑工程有限公司 | 一种软土地基处理装置及其处理方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| WO2023061818A1 (fr) | 2023-04-20 |
| BE1029844A1 (fr) | 2023-05-05 |
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