FR2581565A1

FR2581565A1 - Procede et appareil pour le traitement de gaz par decharge electrique

Info

Publication number: FR2581565A1
Application number: FR8606706A
Authority: FR
Inventors: Tanaka Toshio; Nagashima Yasuaki; Sumiya Masato; Hosono Shinji
Original assignee: Shinryo Corp
Current assignee: Shinryo Corp
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1986-11-14
Anticipated expiration: 2006-05-09
Also published as: FR2581565B1; GB8611223D0; DE3615670A1; DE3615670C2; GB2177020B; GB2177020A; US4780277A

Abstract

On décrit un procédé de traitement d'un gaz perdu, par la séquence de traitement par décharge électrique et d'oxydation catalytique, et un procédé de désinfection d'un gaz contenant des microbes, qui consiste, d'abord, à le mélanger avec de l'ozone, puis à soumettre le gaz, successivement, à un traitement par une décharge électrique et à une réaction catalytique.

Description

-1 - La présente invention concerne un procédé et un appareil pour le

traitement de gaz par décharge électrique. Plus parti- culièrement, la présente invention concerne un procédé de traitement par oxydation catalytique de composants nocifs

présents dans des gaz expulsés d'usines ou similaires.

La présente invention concerne également un procédé de désin-

fection de l'air ou de surfaces d'objets divers à l'aide d'ozone. La présente invention concerne en outre une méthode

et un appareil de décharge électrique qui peuvent être utili-

sés dans ces procédés.

On a jusqu'à présent proposé et mis en pratique divers procédés pour traiter des gaz perdus, par des moyens qui conviennent le mieux aux propriétés des composants-cibles présents dans les gaz. Par exemple, l'air qui se dégage des installations de traitement d'eaux usées et qui contient des composants nocifs tels que de l'hydrogène sulfuré et des mercaptans est habituellement traité par absorption,

adsorption, oxydation ou par des techniques de masquage.

Parmi ces procédés, le procédé d'oxydation catalytique, qui utilise des catalyseurs à base de platine et d'alumine, est considéré comme étant le plus avantageux en raison de sa

grande efficacité d'élimination.

Des gaz contenant des solvants organiques sont expulsés

d'usines pétrochimiques et d'imprimeries. Les solvants orga-

niques sont récupérés par la combinaison d'adsorption sur

du charbon actif et de régénération de vapeur si les concen-

trations des solvants organiques sont aussi élevées que quel-

ques pour cent. Le traitement par oxydation catalytique est effectué si les concentrations des solvants organiques sont

de l'ordre de 10o2 ppm.

On a proposé que des fumées de chaudières contenant de l'acide sulfureux soient traitées par oxydation catalytique -2-

avec des catalyseurs à base de vanadium, plutôt que par adsor-

ption humide avec du carbonate de calcium, afin de récupérer

de l'acide sulfurique.

Comme le montre l'exemple ci-dessus, l'oxydation cataly-

tique est de plus en plus utilisée comme méthode pour le traitement des gaz perdus. Le procédé d'oxydation catalytique a l'avantage de permettre l'utilisation de températures de réaction plus basses que celles utilisées dans le procédé d'oxydation directe, mais il demande encore des températures

allant d'environ 200 à 400 C pour donner des résultats satis-

faisants. Non seulement cela occasionnedes-dépefsés d'énergie

accrues pour le chauffage du gaz à traiter, mais cela a éga-

lement des effets défavorables sur la durée de vie du cata-

lyseur utilisé. Les catalyseurs utilisés dans les procédés traditionnels d'oxydation catalytique ont généralement des

durées de vie allant de 1 à 2 ans.

Avec les récents progrès de la technologie médicale, le mouvement de personnel et de matériel s'est accru dans les structures médicales, et cela provoque une augmentation du risque d'infection croisée chez les patients. Les salles d'attente des hôpitaux sont particulièrement vulnérables à l'infection croisée provenant de malades de consultation externe. En conséquence, aujourd'hui, un nombre croissant

de structures médicales ont introduit des appareils de condi-

tionnement d'air stérilisants à titre de moyens de prévention d'infections. La nécessité d'un environnement aseptique a été également reconnue dans l'industrie alimentaire, et les chambres stériles sont adoptées de façon croissante par les fabricants de produits alimentaires de longue durée emballés

aseptiquement.

Pratiquement tous les procédés utilisés actuellement pour la désinfection de l'air reposent sur l'utilisation de filtres à air. Dans ce système, on fait passer l'air à traiter dans des filtres de manière à retenir à la fois la poussière et les micro-organismes. L'air résultant, purifié, -3-

exempt de germes, étant introduit dans la pièce stérile.

Les inconvénients de ce système sont les suivants: la chute de pression qui a lieu dans les filtres entraîne des dépenses d'énergie accrues pour le fonctionnement des ventilateurs; les filtres ont besoin d'entretien, et un entretien insuffi- sant des filtres peut entraîner la contamination des conduites d'air et permettre l'introduction d'air contenant des germes

dans une chambre stérile.

La stérilisation de l'air au moyen d'ozone a été proposée comme autre solution possible à la place de l'utilisation

de filtres à air (voir par exemple la demande de brevet japo-

nais publiée non examinée N 115593/77). L'ozone est reconnu comme ayant une action stérilisante. L'ozone

lui-même est décomposé en oxygène inoffensif, et on le consi-

dère par conséquent comme étant un corps stérilisant de l'air avantageux. Toutefois, l'air purifié obtenu par stérilisation avec de l'ozone contient de l'ozone résiduel. L'ozone est

nocif pour l'homme, même s'il se trouve à des faibles concen-

trations et, en général, la teneur en ozone ne doit pas dépas-

ser 0,1 ppm dans les zones de travail. Afin de satisfaire à cette exigence, l'ozone résiduel dans l'air purifié doit être décomposé par certains moyens tels que la méthode de

décomposition spontanée ou la méthode de décomposition ther-

mique. L'ozone est un corps extrêmement labile chimiquement

et se décompose en oxygène par abandon. Cependant, la demi-

vie de l'ozone aux températures ambiantes normales est rela-

tivement longue (environ 16 heures) et cela rend la méthode

de décomposition spontanée impropre à l'utilisation indus-

trielle. La méthode de décomposition thermique requiert des coûts d'opération élevés pour le chauffage et l'air doit être refroidi à la température ambiante après décomposition à la chaleur. Il est par conséquent difficile d'intégrer la méthode de décomposition thermique dans des systèmes de conditionnement d'air. Le présent demandeur a déjà proposé un procédé de dégradation de l'ozone au moyen - 4- d'énergie de micro-ondes (voir demande de brevet japonais N 8275/1984). Bien que ce procédé ait éliminé les défauts des techniques classiques de décomposition de l'ozone, il présente encore les inconvénients d'un rendement énergétique bas et de la nécessité d'utilisation d'un appareillage coûteu: Le deuxième problème rencontré dans l'application de la stérilisation par l'ozone à des systèmes de conditionnement

d'air est la lenteur de son effet. La vitesse de la stérili-

sation par l'ozone dépend de sa concentration, mais habituel-

lement l'ozone doit être mis en contact avec l'air pendant une période d'au moins plusieurs heures. En conséquence, il est très difficile d'appliquer des techniques classiques de stérilisation par l'ozone à des systèmes de conditionnement

d'air qui doivent désinfecter un grand volume d'air.

Le demandeur de la présente invention a décrit précédemment un procédé amélioré de stérilisation par l'ozone dans la demande de brevet japonais N 98432/1984. Ce procédé est

caractérisé par un traitement par décharge électrique effec-

tué sur de l'air contenant à la fois de l'ozone et des micro-

organismes indésirables, de telle manière que la décomposition de l'ozone est effectuée en même temps que la destruction

des micro-organismes.

Les appareils à décharge sont couramment utilisés dans

divers domaines. Par exemple, ils sont incorporés à des géné-

rateurs d'ozone ou à des dépoussiéreurs qui éliminent, par précipitation électrostatique, des particules de poussière à partir de gaz perdus. On utilise également des appareils

à décharge électrique à des fins de stérilisation et de déso-

dorisation, par mise à profit des caractéristiques du phéno-

mène de décharge électrique.

L'appareil à décharge électrique classique forme un champ électrique variable entre des électrodes (qui peuvent être soit deux aiguilles, soit l'une une aiguille et l'autre une plaque) et engendrent une décharge en couronne, une décharge luminescente, une décharge d'arc ou une décharge

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disruptive, par établissement de conditions de décharge appro-

priées. Quel que soit le type de décharge choisi, le phéno-

mène de décharge lui-même est instable et, dans un appareil à l'échelle industrielle, on doit installer plusieurs paires d'électrodes afin de produire le champ électrique désiré. Si les électrodes sont connectées directement à la source de courant, il est difficile d'obtenir une décharge uniforme et stable dans tous les intervalles de décharge, car l'état du fluide à traiter n'est pas nécessairement uniforme dans tous les intervalles de décharge et la longueur du trajet

de décharge peut différer légèrement d'un intervalle à l'autre.

En outre, l'augmentation brusque du courant après la décharge peut rompre certaines ou la totalité des électrodes. Afin d'éviter ces problèmes, l'appareil à décharge classique a une résistance incorporée dans le circuit, qui relie une

électrode à la source de courant (voir par exemple la publi-

cation du brevet japonais N 23147/1979). Comme la résistance est prévue pour chaque électrode, une augmentation du nombre des électrodes incluses dans l'appareil doit être accompagnée

d'une augmentation correspondante du nombre des résistances.

Un autre problème provient du fait que toute la puissance consommée par les résistances est dissipée sous forme de chaleur, et ne contribue absolument pas au rendement de la décharge. Un objet de la présente invention est par conséquent de fournir un procédé qui permette l'oxydation catalytique de gaz perdus, à des temperatures plus basses que celles utilisées nécessairement dans les procédés de l'état de la technique. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé pour la stérilisation d'un gaz avec de l'ozone, qui soit capable d'effectuer simultanément la décomposition de l'ozone et la stérilisation du gaz, d'une façon économique

du point de vue de l'énergie consommée.

Encore un autre objet de la présente invention est de fournir un appareil à décharge qui soit capable de produire

une décharge stable et qui convienne au traitement par oxy-

dation catalytique d'un gaz perdu et à la stérilisation du gaz avec de l'ozone. La présente invention fournit un procédé de traitement par oxydation de composants nocifs présents dans un gaz perdu, qui comprend d'abord l'introduction du gaz perdu dans une zone de décharge électrique pour former un gaz contenant un plasma et, ensuite, l'introduction dudit gaz contenant un plasma dans une zone de réaction catalytique de manière

à permettre auxdits composants nocifs d'entrer en une réac-

tion d'oxydation catalytique.

La présente invention fournit un procédé de stérilisa-

tion qui comprend l'addition d'ozone à un gaz contenant des microorganismes, l'introduction du gaz résultant contenant de l'ozone dans une zone de décharge électrique, de manière à produire un plasma dans le gaz, et l'introduction du gaz traité résultant dans une zone de réaction catalytique à la température ambiante normale, de manière à obtenir un

gaz pratiquement exempt d'ozone et de micro-organismes.

La présente invention fournit un procédé de décharge électrique dans lequel une décharge est produite tandis que l'on fait passer un fluide à traiter, à un débit d'au moins

5 m/sec, dans un intervalle de décharge formé entre des élec-

trodes qui sont disposées face à face pour l'application

de tension électrique.

La présente invention fournit un appareil à décharge électrique comprenant des électrodes qui sont disposées face à face pour l'application de tension électrique et au moins une électrode intermédiaire qui est placée sur la ligne

reliant les zones de décharge desdites deux électrodes d'appli-

cation de tension électrique, ladite électrode intermédiaire étant disposée entre lesdites électrodes d'application de

tension et espacée par rapport à celles-ci.

-7- La présente invention fournit également un appareil de traitement de gaz perdu ou un appareil de désinfection

de gaz qui comprend l'appareil à décharge décrit ci-dessus.

Les figures 1 et 2 sont des schémas qui montrent deux procédés différents de traitement de gaz perdus selon la présente invention; les figures 3, 6 et 7 sont des schémas montrant des réalisations préférées du procédé de stérilisation de la présente invention;

les figures 4 et 5 sont des schémas montrant des réalisa-

tions préférées de l'appareil à décharge électrique utilisé dans le procéd6 de stérilisation de la présente invention; la figure 8 est une vue de face montrant une réalisation de l'appareil à d6charge de la pr6sente invention; la figure 9 est une vue en section transversale selon la droite X-X de la figure 8; la figure 10 est une vue en section transversale selon la droite Y-Y de la figure 8; la figure 11 est une vue de face montrant une autre réalisation de l'appareil à décharge de la présente invention; la figure 12 est une vue en section transversale selon la droite X-X de la figure 11; la figure 13 est une vue en section transversale selon la droite Y-Y de la figure 11; la figure 14 est une vue schématique d'un appareil à décharge utilisant des électrodes interm6diaires; la figure 15 est un graphique montrant les r6sultats de l'exemple 5; les figures 16 et 17 sont des graphiques montrant les résultats, respectivement, de l'exemple 8 et de l'exemple comparatif 8a; et la figure 18 est une vue schématique de l'appareil à

d6charge utilisé dans l'exemple 10.

On décrit ci-après l'invention en détail en se référant aux dessins ciannexés. La figure 1 est un schéma montrant

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-8- une réalisation du procédé de traitement d'un gaz perdu, selon la présente invention. Comme indiqué sur ce schéma, le système utilisé dans ce procédé comprend deux sections principales, une zone de décharge 1 et une zone de réaction catalytique 2. Le gaz perdu à traiterarrive par un conduit 3 dans la zone de décharge 1 et, dans la zone 1, un plasma est formé dans le gaz perdu, à la suite de la décharge qui peut être produite de la façon décrite plus loin. Le gaz contenant un plasma entre alors dans la zone de réaction catalytique 2 o les composants nocifs présents dans le gaz

perdu sont-oxydés par voie catalytique, et les produits d'oxy-

dation résultants, sous forme gazeuse, sont expulsés du sys-

tème par un conduit 4.

Le procédé de la présente invention permet le traitement de tous les types de gaz perdus qui sont traditionnellement traités par oxydation catalytique. Les gaz perdus qui peuvent être traités par le procédé de la présente invention sont ceu>

qui contiennent des composants malodorants tels que l'hydro-

gène sulfuré, des mercaptans (le méthylmercaptan par exemple), l'ammoniac et des amines (la triméthylamine par exemple); des solvants organiques tels ue le benzène, le xylène, le toluène, le butyl-Cellosolve, la méthyléthylcétone, la méthyl-isobutylcétone, le méthanol, l'alcool iso-amylique, le phénol, l'alcool isopropylique, le trichloréthylène, l'acétone, le tétrachloro-éthylène, l'acétate de méthyle, l'acétate d'éthyle, l'acétate de butyle et le n-hexane; et des oxydes minéraux gazeux tels que des oxydes azotés (NOx),

des oxydes sulfurés (SOx) et l'oxyde de carbone (CO).

Selon la présente invention, un gaz perdu contenant un ou plusieurs des composants énumérés ci-dessus (désignés ci-après par le terme "composants toxiques") est introduit

dans la zone de décharge électrique 1, o des paires d'élec-

trodes 5, constituées chacune de deux éléments se faisant face, sont disposéeesà intervalles préétablis. Une source de courant 6 fournit aux électrodes individuelles une tension

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alternative ou continue, déterminée.

La décharge qui se produit dans la zone 1 est soit une décharge en couronne soit une décharge luminescente, cette dernière étant préférée. Une décharge luminescente est un phénomène s'entretenant de lui-même qui se produit dans la période de transition entre une décharge disruptive et une décharge d'arc. Les conditions de la décharge qui peuvent

être utilisées dans la zone 1 sont les suivantes: une inten-

sité de champ de l'ordre de 103 à 104 V/cm, et un courant de décharge allant de quelques mA à plusieurs dizaines de

mA. La puissance d'entrée varie en fonction du degré de conta-

mination du gaz perdu à traiter, et elle va de quelques watts à plusieurs dizaines de watts par m3/h de gaz. De préférence,

on applique sur les électrodes une tension continue négative.

On laisse le gaz perdu séjourner dans la zone de décharge 1 pendant une durée suffisante pour la formation d'un plasma à partir des composants toxiques. La zone de décharge requiert une

vitesse spatiale (VS) allant d'environ 103 a 6 x 10 h-1.

Le gaz perdu contenant le plasma formé dans la zone

de décharge 1 est introduit dans la zone de réaction cataly-

tique 2, o les composants nocifs sont oxyd6s par voie cata-

lytique à la température ambiante normale. On peut utiliser divers catalyseurs dans la présente invention, et ceux-ci comprennent des catalyseurs acides solides, tels que des zéolithes de synthèse, et des catalyseurs à base de silice et d'alumine; le charbon actif; et des catalyseurs portant du plomb, du cuivre, -du zinc et du nickel. Le charbon actif est d'une utilisation particulièrement avantageuse dans le traitement de SOx, et il peut également être utilisé pour adsorber l'acide sulfurique qui est un produit de réaction

de l'oxydation de SOx. A la surface du catalyseur, les compo-

sants nocifs ionisés réagissent avec l'oxygène (probablement ionisé) présent dans le gaz perdu, en formant par là les

oxydes correspondants.

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Dans ce qui précède, on suppose que le gaz perdu à trai-

ter est un gaz contenant de l'oxygène tel qu'un gaz contenant de l'air comme composant principal. Si le gaz perdu ne contient pas d'oxygène, on peut le mélanger avec de l'oxygène ou de l'ozone avant de l'introduire dans la zone de décharge élec-

trique. L'utilisation d'ozone est particulièrement avanta-

geuse si les composants nocifs sont présents en fortes concen-

trations ou si leurs vitesses d'oxydation catalytique est faible. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que celle-ci permet à la réaction catalytique d'avoir lieu à la température ambiante normale, ce qui élimine la dépense d'énergie traditionnellement requise pour-le chauffage du gaz à traiter. Un autre avantage résulte du fait que la température ambiante normale règne dans la zone de réaction catalytique: le catalyseur n'est dégradé que très lentement

et, par conséquent, sa durée de vie est nettement prolongée.

Une raison pour laquelle le procédé de l'état de la technique

n'est pas avantageux du point de vue économique est l'utili-

sation d'un catalyseur à base de platine, mais la présente invention, qui permet l'utilisation d'un catalyseur qui n'est pas à base de métal précieux, tel qu'un catalyseur à base

de zéolithe ou de silice-alumine entraîne une réduction appré-

ciable du coût initial.

En outre, le procédé de la présente invention tolère

une large gamme de variations de la concentration de compo-

sants nocifs dans le gaz perdu, au moyen d'un simple réglage

de la puissance d'entrée dans la zone de décharge.

On décrit ci-dessous une autre réalisation du procédé de la présente invention pour le traitement de gaz perdus, en se référant à la vue schématique représentée sur la figure 1 sur laquelle le système consiste essentiellement en une zone de décharge électrique 1, une zone de réaction catalytique 2

et une zone de chauffage 7. Le gaz perdu à traiter est intro-

duit par un conduit 3 et pénètre dans la zone de chauffage 7

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-11 - o il est chauffé a une température préétablie. Le gaz chauffé pénètre ensuite dans la zone de décharge électrique 1, o un plasma est formé dans le gaz perdu, à la suite de la décharge qui peut être produite de la manière que l'on va décrire ci-dessous. Le gaz contenant un plasma entre ensuite dans la zone de réaction catalytique 2, o les composants

nocifs présents dans le gaz perdu sont oxydés par voie cata-

lytique, et les produits d'oxydation résultants, sous forme

gazeuse, sont expulsés hors du système par un conduit 4.

Le gaz perdu qui doit être chauffé dans la zone de chauf-

fage 7 contient un ou plusieurs des composants nocifs énumérés

plus haut. Ce gaz perdu se trouve habituellement à la tempé-

rature ambiante normale, et il est chauffé à 40 C au moins selon la deuxième réalisation de la présente invention. Comme il est démontré dans l'exemple 5 qui figure plus loin dans

la présente description, le rendement du procédé de la pré-

sente invention augmente avec l'élévation de la température du gaz perdu. Toutefois, si le gaz perdu est chauffé de manière excessive, à des températures allant, par exemple, de 200 à 400 C, l'augmentation du débit est annulée par les effets négatifs suivants: la température n'est pas inférieure à

celle qui est utilisée dans les procédés classiques d'oxyda-

tion catalytique, et l'avantage de l'utilisation de la zone de décharge n'est pas obtenu; la température élevée du gaz perdu exerce également des effets défavorables sur la durée de vie du catalyseur, et il va sans dire que la dépense d'énergie pour le chauffage du gaz perdu est augmentée. Eu égard à ces facteurs, le gaz perdu qui doit être traité par le procédé de la présente invention est chauffé de préférence à des températures comprises entre 40 et 100 C, encore mieux entre

et 60 C.

Le gaz perdu peut être chauffé par des moyens classiques, et on peut utiliser avantageusement la méthode de combustion directe utilisant un brûleur alimenté en huile lourde ou en un autre combustible, placé dans le gaz perdu. Si les 2sal5s -12- composants nocifs sont inflammables et si leurs concentrations dans le gaz perdu sont voisines de la limite d'explosion, on peut utiliser un chauffage indirect par l'intermédiaire d'un échangeur thermique. Comme le gaz perdu n'a besoin de d'être chauffé que de quelques dizaines de degrés Celsius

seulement, on peut également utiliser le chauffage par dilu-

tion avec un gaz chaud.

Selon la deuxième réalisation du procédé de la présente invention, la réaction catalytique peut être effectuée à des températures nettement plus basses que celles utilisées dans les procédés classiques d'oxydation catalytique, et cela permet-une réduction de la dépense d'énergie requise pour le chauffage du gaz perdu à traiter par les procédés de l'état de la technique. Dans la présente réalisation, le débit est 3 à 4 fois plus élevé que celui de la premiere

réalisation, dans laquelle l'oxydation catalytique de compo-

sants nocifs est effectuée à des températures ambiantes nor-

males, et cela permet d'utiliser un appareil plus petit pour

le traitement du gaz perdu.

Le mécanisme ou théorie de fonctionnement du traitement de gaz perdus par le procédé de la présente invention n'a pas été entièrement élucidé, mais si l'on prend SO2 comme exemple du composant nocif à éliminer, les réactions suivantes se déroulent dans le traitement par la présente invention: (1) L'air contenant SO2 qui est introduit dans la zone de

décharge électrique est excité par un champ électrique produi-

sant une décharge luminescente ou une décharge en couronne, et les composants individuels du gaz sont ionisés pour former deux types de plasmas: SO2 e S02* (g) S2 (a) 02 e 02* (g) - 02* (a) (g) indiquant que le corps concerné se trouve sous forme gazeuse, et (a) signifiant que le corps concerné est adsorbé; (2) Lorsque l'air contenant les deux types de plasmas est introduit dans la zone de réaction catalytique, les molécules -13- ionisées SO2* (g) et 02* (g) réagissent l'une avec l'autre, ce qui permet à la réaction suivante de se dérouler à la surface du catalyseur, à la température ambiante normale: S02* (a) + 02* (a) - SO3 Le SO3 résultant réagit avec l'humidité de l'air pour former de l'acide sulfurique qui est ensuite adsorbé à la

surface du catalyseur.

Les avantages résultants de l'élévation de la température du gaz perdu sont visibles à la fois dans la zone de décharge électrique et dans la zone de réaction catalytique. Dans

la zone de décharge, la température accrue du gaz perdu aug-

mente la vitesse de la formation de molécules actives, et dans la zone de réaction catalytique, elle augmente la fréquence

de contact entre les molécules actives ainsi formées.

On décrit ci-dessous, en se référant au schéma sur la figure 3, une réalisation préférée du procédé de désinfection de la présente invention. Le système représenté sur la figure 3 consiste essentiellementen une zone engendrant de l'ozone 31, une zone de mélange 32, une zone de décharge électrique 33,

une zone de réaction catalytique 34 et une espace de travail 35.

L'air extrait de l'espace de travail 35 par un ventilateur B est introduit dans la zone de mélange 32, o l'air est mélangé avec l'ozone engendré dans la zone 31. Le mélange résultant

d'ozone et d'air est amené dans la zone de décharge élec-

trique 33, o l'ozone est décomposé en oxygène atomique.

L'air résultant est introduit dans la zone de réaction cata-

lytique 34, o l'ozone résiduel contenu dans l'air est décom-

posé et les micro-organismes restants sont détruits. On fait circuler l'air purifié résultant dans l'espace de travail

35 pour obtenir une atmosphère exempte de germes.

L'espace de travail 35 peut être n'importe lequel des espaces qui requièrent une atmosphère exempte de germes, tels que des pièces biologiquement propres-(salles opératoires par exemple), des salles d'attentes d'hôpitaux et des bâtiments d'usines de fabrication de produits alimentaires et d'usines -14- pharmaceutiques. Le procédé illustré sur la figure 3 permet l'introduction d'une atmosphère exempte de germes dans l'espace de travail 35 sans introduction d'ozone dans cet espace,

et cela offre une technique sûre pour l'introduction d'une atmo-

sphère sans germes dans des salles d'opération, des salles d'attentes d'hôpitaux et autres espaces destinés à être occupés

par des êtres humains.

L'air extrait de l'espace de travail 35 est envoyé dans

la zone de mélange 32, o il est mélangé avec de l'ozone.

La zone génératrice d'ozone 31 peut utiliser tout générateur d'ozone classique, tel qu'un générateur d'ozone silencieux à décharge en couronne ou une bombe à ozone. La concentration de l'ozone dans la zone de mélange 32 peut varier dans de larges limites, de quelques ppm à des valeurs de l'ordre de 103 ppm. On peut laisser séjourner le mélange air-ozone dans la zone de mélange 32 pendant une durée suffisante pour désinfecter l'air dans une certaine mesure. cependant, comme indiqué plus loin dans la présente description, la synergie

de l'ozone et de l'oxygène atomique produit dans la zone de décharge 3 exerce un effet stérilisant satisfaisant, si bien qu'il est possible de réduire le temps de séjour de l'air-ozone dans la zone de mélange 32 à un degré tel que la zone 32 est remplacéepar un conduit dans lequel l'ozone

est injecté dans le courant d'air.

Le mélange ozone-air sortant de la zone de mélange 32 est introduit dans la zone de décharge électrique 33, o se produit une décharge électrique. La décharge qui se produit dans la zone 33 est soit une décharge en couronne, soit une- dé d'arc ou une décharge luminescente, la décharge luminescente étant préférée. Une décharge luminescente est un phénomène s'entretenant de lui-même, qui se produit dans la période de transition allant d'une décharge disruptive à une décharge d'arc. Les conditions de décharge qui peuvent être utilisées dans la zone 31 sont les suivantes: une intensité de champ de l'ordre de 103 à 104 V/cm, et un courant de décharge

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-15- allant de quelques mA à plusieurs dizaines de mA. La

puissance d'entrée varie en fonction du degré de contamina-

tion de l'air à traiter et va de quelques watts à plusieurs dizaines de watts par m3/h d'air. On applique de préférence sur les électrodes une tension continue négative. On laisse séjourner le gaz dans la zone de décharge 33 pendant une durée suffisante pour produire un plasma. La vitesse spatiale (VS) nécessaire dans la zone de décharge va

généralement d'environ 103 à environ 6 x 104. h-1.

La figure 4 est une vue schématique en perspective de l'appareil à décharge qui est approprié pour être utilisé dans la zone de décharge électrique faisant partie du système de la présente invention. Comme représenté sur ce schéma, l'appareil à décharge consiste en une

paire d'armatures isolantes 41 et en plusieurs électrodes-

fils parallèles 42 qui sont fixées à celles-ci de telle manière qu'une tension continue élevée peut être appliquée entre les électrodes. Lorsqu'on fait passer un fluide contenant de l'ozone entre les électrodes, l'ozone est décomposé par décharge en couronne et il en résulte un

écoulement de fluide ayant une teneur en ozone diminuée.

La nature du matériau constituant les électrodes-fils

42 n'a pas une importance critique, mais on utilise avantageu-

sement le tungstène. La distance entre les électrodes est déterminée par des facteurs tels que le débit du fluide à traiter et la tension de décharge. Une distance d'électrode à électrode caractéristique va de quelques cm

à plusieurs dizaines de cm.

La figure 5 est une vue schématique en perspective

montrant une autre réalisation de l'appareil de décharge.

Comme indiqué sur ce schéma, l'appareil selon cette réalisation

consiste en une série d'électrodes-plaques 51 et d'électrodes-

fils 52, les électrodes-fils placées devant ou derrière

les électrodes-plaques étant placées à distances égales.

De préférence, les électrodes-fils 52 sont utilisées en tant que cathodes. Les électrons produits à la suite de la décharge servent à décomposer ou à ioniser l'ozone, ce qui permet de réaliser une décomposition efficace

de l'ozone.

Le gaz contenant un plasma, obtenu dans la zone de décharge 33 (voir la figure 3) est ensuite introduit dans la zone de réaction catalytique 34, o sont accomplies dans le même gaz à la fois la décomposition de l'ozone

résiduel présent dans le gaz et la destruction des micro-

organismes. Divers catalyseurs peuvent être utilisés dans la présente invention, et ceux-ci comprennent des catalyseurs acides solides tels que des zéolithes de synthèse et des catalyseurs à base de silice-alumine;

le charbon actif; et des catalyseurs portant du plomb, -

du cuivre, du zinc et du nickel. On préfère les catalyseurs acides solides, en particulier les catalyseurs de type zéolithe- synthétique. Le catalyseur peut présenter une forme quelconque, comme par exemple celle d'une sphère ou d'une pastille. La vitesse spatiale dans le lit catalyseur n'est pas limitée à une valeur particulière quelconque, mais elle va généralement de 103 a 105. h1, de préférence de 104 105. h 1. La réaction catalytique peut être effectuée à la température ambiante et à la pression atmosphérique. Dans la réalisation représentée sur la figure 3, le fluide à désinfecter est extrait de l'espace de travail 35, mais il doit être entendu que la présente invention peut adopter le système "non circulant" dans lequel l'air du dehors est introduit dans la zone de mélange 32, puis intro(

dans l'espace de travail 35, après avoir été désinfecté.

En plus de l'air, on peut également traiter par la présente

invention des gaz inertes tels que l'azote.

La figure 6 est un schéma représentant encore une autre réalisation du procédé de désinfection de la présente invention. Cette réalisation est efficace pour la destruction -17- ace divers germes sur Les surtaces des murs de l'espace de travail 35 ou de la table d'opération 66, ou d'autres objets contenus dans l'espace de travail 35 Une fois que l'ozone engendré dans la zone 31 est introduit dans l'espace de travail 35, on l'y laisse pendant quelques heures, jusqu'à ce que la désinfection des surfaces soit totale. Ensuite, l'air contenant de l'ozone est extrait de l'espace de travail par un ventilateur B, puis amené dans la zone de décharge électrique 33, o l'ozone résiduel est décomposé en oxygène. L'air exempt d'ozone est ensuite

renvoyé dans l'espace de travail 35.

La figure 7 est un schéma représentant une autre réalisa-

tion du procédé de désinfection de la présente invention.

Dans cette réalisation, l'air est extrait de l'espace de travail 35 par un ventilateur B, puis introduit dans la zone 31

génératrice d'ozone, o il est mélangé avec l'ozone engendré.

L'air contenant de l'ozone résultant est envoyé dans l'espace de travail 35 par une dérivation 77. Une fois terminée la stérilisation de la surface des murs, du plafond ou des objets contenus dans l'espace de travail 35, la dérivation 77 est fermée, le générateur d'ozone est arrêté, et l'air se trouvant dans l'espace de travail 35 est introduit successivement dans une zone de décharge électrique 33 puis dans une zone de réaction catalytique 34, et l'air résultant, purifié,

exempt d'ozone, est renvoyé dans l'espace de travail 35.

Dans la pratique classique de désinfection de surfaces, du type considéré dans les réalisations représentées sur les figures 6 et 7, on utilise surtout le formol. Toutefois, la désinfection par le formol présente les inconvénients dus à la présence de formol résiduel à la surface de l'objet traité et à la nécessité de son élimination. Le procédé de la présente invention est totalement exempt de ces problèmes, car l'ozone présent dans l'air est totalement décomposé en oxygène.

258156!

-18- Les auteurs de la pr6sente invention ont eu la surprise de constater que lorsqu'on met en contact de l'air contenant de l'ozone avec un catalyseur après passage dans la zone de décharge électrique, l'ozone est décomposé en oxygène, tandis que la presque totalité des divers germes se trouvant dans l'air est détruite. Afin d'effectuer une désinfection totale de l'air avec de l'ozone seul, il faut le mettre en

contact avec l'ozone pendant au moins quelques heures.

En outre, l'ozone résiduel doit être éliminé de l'air "purifi résultant après avoir été décomposé en oxygène. On a constaté que selon le proc6dé de la pr6sente invention la décomposition de l'ozone et la destruction des micro-organismes indésirables qui sont deux exigences apparemment incompatibles, peuvent être r6alisées simultanément et dans un espace de temps très bref. Enoncé plus précisément, selon la pr6sente invention, l'air contenant de l'ozone est introduit dans la zone de d6charge électrique, o une décharge est produite au moyen d'une faible quantité de courant électrique, pour accomplir par là à la fois la décomposition partielle de l'ozone (par exemple la décomposition de 80% de l'ozone) et la destruction de micro-organismes indésirables. Ensuite, l'air contenant

* l'ozone résiduel et des micro-organismes vivants est intro-

duit dans la zone de réaction catalytique, o la décomposition

totale de l'ozone et la stérilisation totale sont effectuées.

La puissance utilisée dans la zone de décharge électrique selon la présente invention n'est de préférence pas supérieure

à environ 60% de la puissance requise pour achever la décom-

position totale de l'ozone par une décharge électrique.

Le m6canisme par lequel la décomposition de l'ozone et la stérilisation sont effectu6es dans la présente invention serait, le suivant. Lorsque l'air contenant de l'ozone est soumis à la décharge, il ya 6mission d'électrons, et ceux-ci réagissent avec la molécule d'ozone fortement réactive: O3 + e - 02 + (O) (1) L'oxygène atomique (O) a une durée de vie extrêmement brève -1 9-

mais il est tellement réactif qu'il réagit presque immédia-

tement avec une autre molécule d'ozone pour donner deux molé-

cules d'oxygène:

03 + (O) 20 (2)

On pense que la réaction représentée par l'équation (1) est

le stade qui détermine la vitesse de la réaction de la décom-

position de l'ozone et, par mise en oeuvre d'un traitement de décharge dans la présente invention, la réaction exprimée

par l'équation (1) doit se dérouler à une vitesse élevée.

L'oxygène atomique (O) exerce une forte action oxydante et se fixe facilement aux atomes de carbone ou d'hydrogène dans la matière organique et la décompose par oxydation en oxyde de carbone, anhydride carbonique ou vapeur d'eau. Si

la matière organique est composée de micro-organismes indé-

sirables présents dans l'air, ceux-ci sont détruits en étant décomposés par oxydation au contact des atomes d'oxygène réactifs qui ont été engendrés à la suite de la décomposition

de l'ozone.

Comme mentionné plus haut dans la présente description,

l'air qui provient de la zone de décharge électrique utilisée dans le procédé de la présente invention contient à la fois

de l'ozone non décomposé et des micro-organismes vivants.

Lorsque cet air est introduit dans la zone de réaction cata-

lytique, la réaction exprimée par l'équation (2) a lieu à la surface du catalyseur, l'ozone étant décomposé en oxygène moléculaire (O2). D'autre part, les micro-organismes vivants restants sont retenus à la surface du catalyseur, o ils sont décomposés par oxydation par l'ozone ou par l'oxygène

atomique réactif.

Selon le procédé de désinfection de la présente invention, l'énergie requise pour la production d'une décharge est réduite

d'au moins 40% par rapport à la valeur requise dans les tech-

niques précédentes. Comme la réaction catalytique nécessaire peut être effectuée à des températures ambiantes normales, le catalyseur utilisé n'est pas rapidement dégradé et, par 258 15l -20- conséquent, fait preuve d'une durée de vie prolongée. En

outre, le procédé de la présente invention permet l'utilisa-

tion d'un catalyseur qui n'est pas à base de métal précieux, tel qu'une zéolithe, qui n'exige que des frais d'entretien peu élevés. Un autre avantage de la zone de réaction cataly- tique réside dans le fait que des variations en ce qui concert l'addition d'ozone n'ont pas d'effet défavorable sur la

qualité du courant d'air sortant.

On a décrit dans ce qui précède les méthodes de traite-

ment de gaz perdu et de stérilisation selon la présente inven tion. On décrit à présent le procédé et l'appareil de déchargé électrique qui sont appropriés pour être utilisés dans ces méthodes. Dans le procédé de décharge électrique, on fait passer un flux de gaz à grande vitesse dans des intervalles de décha] Le flux de gaz doit avoir une vitesse d'au moiiins--5 m/-see.fA=d vitesses plus faibles, il n'est pas possible d'atteindre la stabilité désirée de la décharge. Au-dessus de 5 m/sec, la stabilité de la décharge s'accroît à mesure que le débit

agmente. Toutefois, la vitesse de passage ne dépasse de pré-

férence pas 30 m/sec car, au-dessus de cette valeur, il y -

a accroissement de la chute de pression statique, accompagnéè d'une augmentation de la dépense d'énergie nécessaire au fonctionnement du ventilateur. Le débit mesuré au niveau d'un intervalle de décharge est celui du gaz circulant dans une direction perpendiculaire la droite qui relie les zones de décharge de chaque électrode. Aux fins de la présente invention, il est préférable que la condition requise en ce qui concerne le débit définie ci-dessus soit remplie pour tous les intervalles de décharge utilisés. On doit noter cependant que si la condition requise en ce qui concerne le débit est satisfaite seulement au niveau de quelques uns des intervalles de décharge, il est possible d'obtenir la

stabilité de décharge désirée.

-21 -

En plus de l'air, on peut traiter par une décharge élec-

trique selon le procédé de la présente invention d'autres gaz tels que l'oxygène et l'azote. Ces gaz peuvent contenir de l'ozone et d'autres composants si l'objet spécifique du procédé le permet. Si le gaz a une longue durée de séjour dans l'appareil à décharge, le gaz sortant peut être recyclé vers l'entrée de cet appareil, de manière à maintenir le débit nécessaire du gaz. Cela permet de réduire l'encombrement

de l'appareil.

La décharge qui a lieu dans le procédé de la présente invention peut être une décharge luminescente, une décharge d'arc ou une décharge disruptive, la décharge luminescente

étant préférée.

La figure 8 est une vue de face de l'appareil à décharge qui peut être utilisé dans la mise en ceuvre du procédé de

la présente invention. La figure 9 est une section transver-

sale selon la droite X-X de la figure 8, et la figure 10

est une section transversale selon la droite Y-Y de la figure 8.

Une armature 81 portant des électrodes rectangulaires est munie de deux lames de matériau conducteur 84 amenant le courant, qui sont disposées sur les faces internes des deux côtés opposés de l'armature. Les lames conductrices 84 sont

fixées à l'armature 81 par les bornes 85. Les lames conduc-

trices 84 sont munies d'électrodes pour application de tension 82 en forme de tiges, qui sont séparées par des distances pratiquement égales et qui sont disposées de telle manière

que les électrodes d'un côté de l'armature 81 font, respec-

tivement, face à celles qui se trouvent sur le côté opposé de l'armature. Plusieurs électrodes intermédiaires 86 sont prévues à des intervalles préétablis sur la ligne reliant les extrémités des deux électrodes d'application de tension opposées 82. Aucune tension n'est appliquée sur les électrodes intermédiaires. l'utilisation des électrodes intermédiaires est facultative dans la présente invention, et si celles- ci ne sont pas utilisées, on peut former un intervalle de décharge -22- en rapprochant les deux électrodes d'application de tension opposées 82, de telle manière qu'une extrémité d'une électrode

soit en face de celle de l'autre.

Dans la réalisation représentée sur la figure 8, un intervalle de décharge 87 est formé entre l'extrémité d'une électrode à application de tension 82 et l'extrémité d'une électrode intermédiaire adjacente 86, et entre deux électrodes

intermédiaires adjacentes qui se font face à l'extrémité.

Pour chaque intervalle de décharge 87 est prévu un injecteur tubulaire 83, de telle façon qu'une extrémité ouverte de celui-ci se trouve en face dudit intervalle. Le gaz est amené par l'injecteur tubulaire 83 de telle manière que le débit désiré, situé dans les limites indiquées ci-dessus, est atteint

au niveau de chacun des intervalles de décharge 87.

La figure 11 est une vue de face montrant une autre

réalisation de l'appareil à décharge qui peut être avanta-

geusement utilisé dans la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. La figure 12 est une section transversale selon la droite X-X de la figure 11, et la figure 13 est

une section transversale selon la droite Y-Y de la figure 11.

La série d'électrodes utilisée dans cette réalisation est la même que celle représentée sur la figure 8, et la seule différence réside dans le fait que les injecteurs tubulaires sont remplacés par une plaque perforée 111 qui est placée à proximité des électrodes, de telle manière que les trous 112 pratiqués dans la plaque 111 sont alignés par rapport aux intervalles de décharge respectifs 87. La voie pour le passage du gaz à traiter, disons de l'air, est limitée par la plaque perforée 111, mais le gaz peut circuler par les trous 112 en donnant le débit désiré au niveau des intervalles

de décharge individuels.

Selon la présente invention, on fait passer un courant gazeux à la vitesse désirée dans les intervalles de décharge, et cela permet à une décharge électrique d'avoir lieu de façon plus constante que cela n'est possible dans les techniques -23- précédentes. Comme on le verra plus loin dans l'exemple 8, la variation du courant de décharge appliqué dans le procédé de la présente invention peut être réduite de moitié par rapport à celle observée dans les procédés de l'état de la technique. La présente invention offre l'avantage supplémen- taire de la régularité de la décharge qui a lieu au niveau

des intervalles de décharge individuels.

La figure 14 est une vue schématique montrant une réali-

sation de l'appareil à décharge utilisé dans la présente invention. Le côté droit et le côté gauche d'une armature 144 sont munis chacun de 5 électrodes pour application de tension 141, montées en parallèles. Les deux électrodes pour application de tension 141 qui se trouvent dans le même plan horizontal sont disposées de telle façon que l'extrémité d'une électrode fait face à l'extrémité de l'autre. Plusieurs électrodes intermédiaires 142 sont disposées sur la ligne

reliant les extrémités des deux électrodes opposées 141.

Un intervalle préétabli est prévu entre chaque électrode

d'application de tension 141 et une électrode intermédiaire -

adjacente 142 et entre les électrodes intermédiaires adjacentes.

Les électrodes d'application de tension 141 se trouvent de préférence sous forme d'aiguilles, mais elles peuvent

être constituées de plaques ou de tiges. Les électrodes-

aiguilles doivent être disposées de telle manière que leurs extrémités se font face, les électrodes-plaques se font face par leurs bords et les électrodes-tiges doivent se faire face par leur extrémité. Les électrodes 141 peuvent être

faite de tout matériau conducteur connu, tel que fer, alu-

minium et tungstène.

Les électrodes intermédiaires 142 peuvent également avoir des formes diverses et peuvent être faites de matériaux

divers. Elles se trouvent de préférence sous forme d'aiguilles.

Les électrodes intermédiaires 142 permettent aux décharges électriques d'avoir lieu de façon régulière au niveau des intervalles de décharge individuels. La longueur du trajet -24- de décharge dans le cas de la réalisation représentée sur la figure 14 est la distance entre l'extrémité de l'électrode pour application de tension 141 du côté gauche et l'extrémité de l'électrode 141 du côté droit, moins la longueur totale des électrodes intermédiaires 142. Par conséquent, la longueu du trajet de décharge t est exprimée par: #1 + t2 + 3 (A1 2 et ê3 étant les distances entre les électrodes, telle qu'indiquées suer la figure 14). Dans l'appareil de l'état

de la technique, lcorrespond à la distance entre deux élec-

trodes d'application de tension, mais dans l'appareil de la présente invention, X est divisé en deux sections ou plus par les électrodes intermédiaires 142. Dans la réalisation

représentée sue la figure 14, - est divisé en trois sections.

On peut dire d'une façon générale que - est divisé en (n+1) sections, n étant le nombre des électrodes intermédiaires qui se trouvent sur la même ligne horizontale. Les valeurs de 1' 2, et ë peuvent être identiques ou différentes, et la décharge la plus stable et la plus régulière aura lieu

si -l = f2 = 3' La longueur de chaque électrode intermé-

diaire 142 peut être choisie de façon appropriée. Les électrO intrmédiairesd142-sont-iú de préférence montées sur l'armaturE de support 144 de manière à pouvoir glisser à la fois vers la droite et vers la gauche, pour permettre le réglage précis de 1' 2 et 3' Les caractéristiques de la décharge sont influencées par des facteurs tels que la longueur du trajet de décharge, le contour de la surface des électrodes et la nature du gaz

à traiter qui se trouve dans l'intervalle de décharge.

L'appareil de l'état de la technique est directement exposé aux effets de ces facteurs, et il présente l'inconvénient qu'une décharge se produit de façon sélective au niveau de l'intervalle le plus sensible s'il y a une légère différence de longueur de trajet de décharge entre les intervalles de décharge individuels ou s'il se produit une légère modificatic -25- de l'atmosphère gazeuse à traiter. Dans l'appareil de la présente invention, dans lequel la longueur du trajet de décharge 'test divisée en deux sections ou plus (4 dans le ca représenté sur la figure 14), les effets sur la décharge qui a lieu au niveau des intervalles 1' -2 et * sont Ji 2 3 suffisamments réduits ou annulés pour permettre la production de décharges uniformes dans les rangées de longueur de trajet de décharge -. Cela peut être mieux expliqué en prenant pour exemple la décharge ayant lieu au niveau de 1 (en supposant que la décharge d6sirée a eu lieu en 2 et 3. Comme le rapport 2 i3>. Comme l apr de D à la longueur totale de l'intervalle zest exprimé par '/(Y; +î+, + 3), les effets exercés sur la décharge

par les distances entre les électrodes et par le -fluide circu-

lant dans l'intervalle 41 doivent être réduits à des valeurs correspondant à g/( i + 2 + A). La même explication

<S 1 2 "3

s'applique aux autres intervalles -2 et è3. On peut par consé-

quent en conclure que plus le nombre n s électrodes intermé-

diaires utilisées est élevé, plus la décharge qui a lieu entre chaque rangée d'électrodes est uniforme. Toutefois, d'un point de vue pratique, n ne peut pas atteindre des valeurs trop élevées car Y va normalement de 1 à 5 cm et il faut une grande précision dans la fabrication de l'appareil si les valeurs de t1 -2 et 3 deviennent excessivement petites

lorsque la longueur de trajet -'est divisée en de trop nom-

breuses sections. En conséquence, aux fins de la présente

invention, n va de préférence de 2 à 5.

On peut fournir aux électrodes 141 une tension alternative ou continue à partir d'une source de courant 143. La tension dépend du type de décharge qui est destinée à être produite dans l'appareil de la présente invention. On applique de préférence une tension d'au moins 0,7 kV/mm par unité de longueur de l'intervalle de décharge e. Plus l'intervalle -e est grand, plus élevée est la tension requise. Plus le nombre des électrodes qui sont montées en sériesest élevé, plus le courant qui est nécessaire pour la production d'une décharge -26-

est fort.

L'appareil de la présente invention est capable de pro-

duire une décharge en couronne, une décharge disruptive, une décharge luminescente ou une décharge d'arc, la décharge luminescehte étant particulièrement préférée. La décharge luminescente est une décharge qui s'entretient d'elle-même,

et elle donne à l'appareil de la présente invention la possi-

bilité de faire valoir ses avantages au maximum. Il va sans dire qu'il est possible de produire une décharge d'arc uniforme une décharge disruptive uniforme dans l'appareil de la présente invention.

Comme il ressort de la description qui précède, un avan-

tage de l'appareil à décharge de la présente invention, dans lequel chaque rangée d'intervalles de décharge est divisée en deux sections ou plus par des électrodes intermédiaires, réside dans le fait qu'un champ de décharge uniforme peut être formé entre des électrodes d'application de tension disposées en parallèle, sans faire intervenir de résistances,

comme dans l'appareil de l'état de la technique. Cette uni-

formité de la décharge contribue à augmenter le rendement

volumique de l'appareil, ce qui permet de réduire son encom-

brement. Comme il n'est pas nécessaire d'utiliser de résis-

tance électrique, la majeure partie de la puissance d'entrée appliquée est utilisée pour la production de décharges, ce qui améliore le rendement énergétique de l'appareil. Si les électrodes intermédiaires sont prévues de façon à pouvoir glisser, on peut régler avec précision les valeurs de 1'

e2 et "3, ce qui représente un moyen simple pour l'établis-

sement des conditions pour la production de décharges uniformes.

Exemple 1

Cet exemple est destiné à démontrer l'efficacité du procédé de la présente invention dans le traitement d'air contenant SO2. Un volume d'air contenant 700 ppm de SO2 et ayant une humidité absolue de 0,005 kg/kg d'air sec a été traité à un débit de 27 1/min par le procédé représenté -27-

schématiquement sur la figure 1. Les autres conditions opéra-

toires étaient les suivantes: Décharge en couronne: Tension appliquée: -9 kV (courant continu) Courant de décharge: 200,A. Réaction catalytique: Catalyseur: charbon actif VS: 3,6 x 104. h1

Température: 25 C.

Le courant d'air produit contenait 466 ppm de SO2, ce

qui indique une élimination de SO2 de 33,3%.

On a répété le même mode opératoire, mis à part que l'on n'a pas effectué de traitement par décharge. Le courant d'air produit résultant contenait 573 ppmde SO2 indiquant

une élimination de SO2 de 18,1%.

Exemples 2 et 3 et exemples comparatifs 2, 3a et 3b

Dans ces exemples, on a traité des courants d'air conte-

nant du toluène et du butyl-Cellosolve. Les conditions

des expériences et les résultats obtenus sont indiqués, res-

pectivement, ci-dessous et dans le tableau 1.

Décharge luminescente: Débit: 10 m3/h Tension appliquée: -10 kV (courant continu) Courant de décharge: 2 mA Réaction catalytique: ?.Catâlyseur: Molecular Sieves 13X (nom commercial de Linde AG)

4 -1-

VS: 5,5 x 10. h1

Température: 25 C.

Tableau 1

Essai N Composant Traitement Concentrations Elimination Remarques toxique des composants (%) toxiques (ppm) à l'entrée à 1 sort1, Exemple 2- 1 toluène décharge et réac- 5 0 100 addition de tion catalytique 5 ppm d'ozone Ex.2-2 toluène décharge et réac- 5 1 80 pas d'addition tion catalytique d'ozone Ex. compa-toluène décharge seule 5 2,5 50 pas d'addition ratif 2 d'ozone Ex. 3-1 butyl- décharge et réac- 10 0 100 addition de Cellosolve tion catalytique 10 ppm d'ozone Ex. 3-2 butyldécharge et réac- 10 2 80 pas d'addition Cellosolve tion catalytique d'ozone Ex. compa-butyl- décharge seule 10 3 70 addition de ratif 3aCellosolve 10 ppm d'ozone Ex. compa- butyl- décharge seule 10 5 50 pas d'addition ratif 3b Cellosolve d'ozone % ó

_ _ _ _ _ _ _ _......

-29- Exempie 4 et exemoie comparatif 4 Ces exemples ont pour but d'établir une comparaison entre le procédé de la présente invention et celui de l'état de la technique, en ce qui concerne leur efficacité pour le traitement d'air contenant du méthyl-mercaptan. Les conditions

des expériences et les résultats obtenus sont indiqués, res-

pectivement, ci-dessous et dans le tableau 2.

Décharge: Débit: 5 m3/h Tension appliquée: -10 kV (courant continu)

Courant de décharge: 1,8 mA.

Réaction catalytique: Catalyseur: Molecular Sieves 13X (nom commercial de Linde AG) VS: 5,5 x 104 h-1 Température: 25 C

Tableau 2

Essai N Traitement Concentrations de Elimination Remarques de méthyl- (%) mercaptan (ppm) à à la l'entrée sortie Ex. 4-1 décharge et réac- 120 <1 99 addition tion catalytique de 120 ppm d'ozone

Ex. 4-2 décharge et réac- 120 2 98 pas d'ad-

tion catalytique dition d'ozone

Ex. compa- décharge seule 120 20 83 pas d'ad-

ratif 4 dition d'ozone -30-

Exemple 5

On a traité de l'air contenant 5 ppm de toluène dans les conditions suivantes: Décharge luminescente: Température de l'air introduit: 20 60 C Débit: 10 - 30 m3/h Tension appliquée: -10 kV (courant contimn Courant de décharge: 2 mA Réaction catalytique: Catalyseur: Molecular Sieves 13X (nom commercial de Linde AG)

VS: 40 - 60 x 103. h1.

La température de l'air provenant de la zone de réaction

catalytique était pratiquement égale à celle de l'air intro-

duit dans la zone de décharge électrique. Aux températures choisies, on a fait varier le débit, et on a déterminé, à chaque température, le débit maximum qui permettait une

élimination du toluène correspondant à 99% ou plus. Les résul-

tats sont indiqués sur la figure 15. Les débits à 40 C et à 60 C étaient approximativement 2 et 3 fois plus élevés

que ceux à la température ambiante normale.

Exemples 6 et 7 et exemple comparatif 6 On a pulvérisé dans un courant d'air circulant à un débit de 12 m3/h une suspension de cellules contenant 2 x 106 cellules/ml de Saccharomyces formosensis et de Bacillus subtilis. On a ensuite traité l'air par le procédé représenté schématiquement sur la figure 3, en ajoutant de l'ozone en une quantité de 10 ppm. On a utilisé dans la zone de décharge un appareil du type de celui représenté sur la

figure 14. On a produit une décharge luminescente par appli-

cation entre les électrodes d'une tension continue de -10 kV.

On a utilisé comme catalyseur dans la zone de réaction cata-

lytique du Molecular Sieves 3A. Dans l'exemple comparatif 6, on a répété le même mode opératoire, mis à part que l'on n'a pas effectué de réaction catalytique. Les résultats sont -31-

indiqués ci-dessous.

Tableau 3

Essai N Puissance Concentration d'ozone Concentration d'entrée dans l'air produit de cellules (W) (ppm) dans l'air produit (nombre de cellules/litre) Ex. 6 40 0 0 Ex. 7 28 0 4

Ex. compa-

ratif 6 40 0 6 Exemples 8 et 9 et exemples comparatifs 8 et 9 On a soumis de l'air à une d6charge luminescente avec

un appareil du type de celui représenté sur la figure 14.

Les conditions des exp6riences et les r6sultats obtenus sont

indiqués dans le tableau 4.

Tableau 4

Essai No Nombre Nombre Longueur Matériau Tension Courant de Débit Variation d'inter d'inter. du trajet des élec-appliquéedécharge au du courant valles valles de dé- trodes (kV) moyen niveau) entre parai- charge (mA) des

les lèles (mm) inter-

séries valles

__ _(_m/sec.

Ex. 8 3 192 7 tungstèn 20 80 18,5 20 Ex. com-w paratif 8 3 192 7 tungstèn 20 80 1,5 40 Ex. 9 2 4 5 tungsten 10 10 5,3 25 Ex. compa ratif 9 2 4 5 tungstèn 10 10 0,23 80 io -33- Les resultats de L:exemple 8 sont indiqués sur la figure 16,

ceux de l'exemple comparatif 8 sont indiqués sur la figure 17.

La variation du courant de décharge était seulement de 20% dans l'exemple 8, mais elle était aussi élevée que 40% dans l'exemple comparatif 8.

Exemple 10

On a examiné les caractéristiques de décharge d'un appa-

reil de décharge du type de celui représenté sur la figure 18. Les paramètres de conception de l'appareil et les conditions de décharge étaient les suivants: Nombre d'intervalles entre les séries: 3 par appareil Nombre d'intervalles parallèles: 7 par appareil Longueur d'intervalle individuel: 5 mm Longueur d'intervalle total: 15 mm Matériau des électrodes: tungstène Tension appliquée: 15 kV (courant alternatif)

Courant de décharge total: 25 mA.

On a introduit de l'air dans l'appareil à décharge et on a constat6 qu'une décharge avait lieu au niveau de chacun

des intervalles de décharge.

Il doit être bien entendu que la description qui précède

n'a été donnée qu'à titre illustratif et non limitatif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées

sans sortir pour autant du cadre général de la présente inven-

tion tel que défini dans les revendications ci-annexées.

-34-

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de stérilisation caractérisé en ce qu'il

comprend l'addition d'ozone à un gaz contenant des micro-

organismes, l'introduction du gaz contenant de l'ozone résul- tant dans une zone de décharge électrique de manière à produire

un plasma dans le gaz, et l'introduction du gaz traité résul-

tant dans une zone de réaction catalytique à la température

ambiante normale, de façon à obtenir un gaz qui est prati-

quement exempt d'ozone et de micro-organismes.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que ledit gaz est de l'air.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ozone est ajouté en une quantité allant de 10 à

5000 ppm.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une décharge en couronne ou une décharge luminescente

est produite dans ladite zone de décharge électrique.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise dans ladite zone de réaction catalytique un catalyseur choisi parmi des zéolithes, des catalyseurs

à base de silice-alumine, le charbon actif, et des cataly-

seurs porteurs de plomb, de zinc, de cuivre ou de nickel.

6. Procédé de stérilisation, caractérisé en ce qu'il

comprend la stérilisation de surfaces dans un espace de tra-

vail par introduction d'ozone dans celui-ci; une fois ter-

minée la stérilisation des surfaces,-l'extraction du gaz

contenant de l'ozone hors de l'espace de travail et l'intro-

duction de celui-ci dans une zone de décharge électrique de façon à produire un plasma dans ledit gaz; l'introduction du gaz traité résultant dans une zone de réaction catalytique à la température ambiante normale, de manière à obtenir un gaz qui est pratiquement exempt d'ozone; et le recyclage

dudit gaz exempt d'ozone dans ledit espace de travail.

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7. Appareil pour la stérilisation d'un gaz, caractérisé en ce qu'il comprend a) des moyens pour l'addition d'ozone dans un gaz contenant des micro-organismes, b) un dispositif de décharge électrique comportant à la fois une entrée et une sortie pour le gaz mélangé avec de l'ozone, ledit dispositif comprenant des électrodes qui sont disposées face à face pour l'application d'une tension, et au moins une électrode intermédiaire qui est placée sur la ligne reliant les zones de décharge auxdites deux électrodes d'application de tension, ladite électrode intermédiaire étant disposée entre lesdites électrodes d'application de tension et espacée par rapport à ces dernières; et c) un réacteur catalytique qui est relié à la sortie dudit dispositif de décharge électrique, ledit réacteur étant garni

avec un catalyseur choisi parmi des zéolithes, des cataly-

seurs à base de silice-alumine, le charbon actif, et des

catalyseurs porteurs de plomb, de zinc, de cuivre ou de nickel.