FR2749524A1 - Asbestos fibre insulation disposal - Google Patents

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Abstract

An asbestos fibre melting process involves placing the fibres directly in a crucible and subjecting them to an h.f. electromagnetic field to cause heating by direct dielectric coupling of the fibres with the electric component of the field and inductive coupling of the fibres with the magnetic component of the field. Preferably, the dielectric and inductive couplings may be achieved in the same crucible using an electromagnetic field of greater than 1 MHz frequency created by a variable impedance generator or using separate electromagnetic fields of greater than 1 MHz frequency for dielectric coupling and of less than 1 MHz for inductive coupling. An apparatus, for carrying out the above process, includes a crucible having, at its lower part, an inductor for heating the fibres by direct dielectric coupling and, at its lower part, a second inductor for heating the fibres to their melting temperature by direct inductive coupling.

Description

PROCEDE DE FUSION DES FIBRES DE L'AMIANTE
ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE
DESCRIPTION
L'invention concerne un procédé de fusion des fibres de l'amiante et le dispositif pour sa mise en oeuvre.ASBESTOS FIBER MELTING PROCESS
AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT
DESCRIPTION
The invention relates to a process for melting asbestos fibers and the device for its implementation.

Les fibres de l'amiante étant toxiques pour l'organisme (action cancérigéne), tous les produits à base d'amiante, essentiellement ceux servant à l'isolation thermique et phonique des constructions, vont être mis progressivement hors d'état de nuire. Malheureusement, ces derniers ne pouvant pas être jetés en l'état dans la nature, une action de transformation pour les rendre inoffensifs s'avère nécessaire. Asbestos fibers are toxic to the body (carcinogenic action), all asbestos-based products, mainly those used for thermal and sound insulation of buildings, will be gradually put out of harm's way. Unfortunately, these can not be thrown away in the state in the nature, a transformation action to make them harmless is necessary.

La seule technique actuellement industrialisée consiste à faire fondre de l'amiante mélangé à des quantités importantes de verre (de point de fusion inférieur) dans des fours à flammes de très grandes dimensions avec apport de fondant (du type "borax") qui a une action agressive sur les réfractaires généralement utilisés. En outre, un traitement conséquent des fumées est indispensable. The only technique currently industrialized consists in melting asbestos mixed with significant quantities of glass (of lower melting point) in very large flame furnaces with supply of flux (of the "borax" type) which has a aggressive action on generally used refractories. In addition, a consistent treatment of the fumes is essential.

Ce procédé est très coûteux en investissement et en exploitation.This process is very costly in investment and in operation.

Une autre technique, non industrialisée à ce jour, est décrite dans le brevet FR-2668726. Elle concerne un procédé de chauffage par induction directe dans un bain d'amiante fondu qui utilise un creuset froid et qui nécessite des apports de fondant. Le démarrage de l'installation se fait en préchauffant une charge de verre à l'aide d'un suscepteur en graphite que l'on retire lorsque le verre est fondu. L'amiante à fondre est placé sur le bain fondu de façon à former une couche épaisse qui arrête le rayonnement et l'utilise pour chauffer et fondre l'amiante qui descend lentement sous son propre poids au fur et à mesure de la fusion. Another technique, not industrialized to date, is described in patent FR-2668726. It relates to a direct induction heating process in a molten asbestos bath which uses a cold crucible and which requires fluxes. The installation is started by preheating a glass charge using a graphite susceptor which is removed when the glass is melted. The asbestos to be melted is placed on the molten bath so as to form a thick layer which stops the radiation and uses it to heat and melt the asbestos which descends slowly under its own weight as it melts.

Le générateur hautes fréquences n'est utilisé que pour maintenir le bain en fusion de manière à dégager suffisamment de chaleur pour faire fondrb I'amiante que l'on y déverse dessus. Les fréquences utilisées se situent entre 200 et 600 KHz autrement dit dans la gamme des chauffages hautes fréquences inductifs et non diélectriques.The high frequency generator is only used to maintain the molten bath so as to give off enough heat to melt the asbestos which is poured onto it. The frequencies used are between 200 and 600 KHz in other words in the range of high frequency inductive and non-dielectric heaters.

La technique en question semble difficile à mettre en oeuvre industriellement.The technique in question seems difficult to implement industrially.

L'invention vise à mettre au point un procédé apte à fondre par couplage direct, à partir d'un générateur hautes fréquences, de l'amiante placé dans un creuset et à réaliser un dispositif, pour sa mise en oeuvre, simple dans sa conception et dans son utilisation. The invention aims to develop a process capable of melting by direct coupling, from a high frequency generator, of asbestos placed in a crucible and to produce a device, for its implementation, simple in its design and in its use.

Le procédé selon l'invention consiste à faire fondre les fibres de l'amiante placé directement dans un creuset par l'action d'un champ électromagnétique hautes fréquences qui agit directement sur lesdites fibres pour élever leur température jusqu'à leur fusion en opérant sur ces dernières un premier couplage, du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ électromagnétique en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de température sous l'effet du premier couplage.The method according to the invention consists in melting the fibers of asbestos placed directly in a crucible by the action of a high frequency electromagnetic field which acts directly on said fibers to raise their temperature until they melt by operating on the latter a first coupling, of the dielectric type, with the electrical component of said electromagnetic field using the dielectric losses of the fibers to be treated and a second coupling, of the inductive type, with the magnetic component of said field using the modification of the conductivity of the fibers to be treated as the temperature rises as a result of the first coupling.

Les deux couplages peuvent être réalisés à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement.The two couplings can be made from an electromagnetic field of frequency greater than 1 MHz produced by an adaptable impedance generator during operation.

Selon une variante de l'invention, le couplage diélectrique peut être réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à l?fIz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif peut être réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable.According to a variant of the invention, the dielectric coupling can be carried out on the basis of a first electromagnetic field of frequency greater than? FIz produced by an adaptable impedance generator and the inductive coupling can be carried out on the basis of a second electromagnetic field of frequency less than 1 MHz produced by an adaptable impedance generator.

Pour diminuer l'énergie nécessaire à la fusion des fibres d'amiante, des ajouts de fondant,comme par exemple du carbonate de calcium, peuvent être réalisés.To reduce the energy necessary for the fusion of asbestos fibers, additions of flux, such as for example calcium carbonate, can be made.

Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est du genre comportant essentiellement une enceinte thermique, au moins un creuset et au moins une source d'énergie créant un champ électromagnétique hautes fréquences englobant le creuset.The device for implementing the method according to the invention is of the type essentially comprising a thermal enclosure, at least one crucible and at least one energy source creating a high frequency electromagnetic field encompassing the crucible.

Le dispositif, selon l'invention, peut comporter - un moyen apte à alimenter le creuset en fibres d'amiante à fondre; - un moyen apte à évacuer l'amiante en fusion; - un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion des fibres d'amiante.The device according to the invention may include - a means capable of supplying the crucible with asbestos fibers to be melted; - a means capable of removing the molten asbestos; - A means capable of treating the volatile compounds released during the fusion of asbestos fibers.

Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple non-limitatif.  The characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following detailed description of at least one preferred embodiment of the invention given by way of non-limiting example.

Le procédé de fusion des fibres de l'amiante selon l'invention consiste essentiellement à faire fondre les fibres de l'amiante placées directement dans un creuset par l'action d'un champ électromagnétique hautes fréquences qui agit directement sur lesdites fibres pour élever leur température jusqu'à leur fusion. The process for melting asbestos fibers according to the invention essentially consists in melting the asbestos fibers placed directly in a crucible by the action of a high frequency electromagnetic field which acts directly on said fibers to raise their temperature until they melt.

Le chauffage hautes fréquences inductif agit sur les matériaux conducteurs par courants de Foucault dans un champ magnétique. La pénétration des courants induits est inversement proportionnelle à la fréquence utilisée.Inductive high frequency heating acts on conductive materials by eddy currents in a magnetic field. The penetration of induced currents is inversely proportional to the frequency used.

Elle se situe en général dans la plage 50 KHz - 800 KHz.It is generally in the range 50 KHz - 800 KHz.

Le chauffage hautes fréquences diélectrique agit sur les matériaux non conducteurs par pertes d'énergie (hystérésis diélectrique) qui se produisent dans les isolants imparfaits. La chaleur est uniforme dans toute la masse.High frequency dielectric heating acts on non-conductive materials through energy losses (dielectric hysteresis) which occur in imperfect insulators. The heat is uniform throughout the mass.

La fréquence utilisée est en général supérieure à 1 MHz.The frequency used is generally greater than 1 MHz.

Une première série d'essais a été réalisée à partir de générateurs fonctionnant dans une plage de 10 à 800 KHz. Aucune fusion directe de l'amiante placé dans un creuset (en alumine), entouré d'un solénoide, n'a pu être obtenue dans toute la plage des fréquences et des puissances disponibles des générateurs en question.A first series of tests was carried out using generators operating in the range of 10 to 800 KHz. No direct fusion of asbestos placed in a crucible (in alumina), surrounded by a solenoid, could be obtained in the entire range of frequencies and available powers of the generators in question.

Des générateurs fonctionnant dans des plages de fréquences comprises entre 1 et 300 MHz ont été mis au point pour pouvoir effectuer une deuxième série d'essais. Lesdits générateurs ont été conçus avec une impédance apte à s'adapter à la variation de la charge de manière à fonctionner toujours à la puissance nominale et à permettre le couplage diélectrique et le couplage inductif.Generators operating in frequency ranges between 1 and 300 MHz have been developed to enable a second series of tests to be carried out. Said generators have been designed with an impedance capable of adapting to the variation of the load so as to always operate at nominal power and to allow dielectric coupling and inductive coupling.

Les essais ont été effectués avec des petits ajouts de fondants pour favoriser la fusion de l'amiante.The tests were carried out with small additions of fluxes to promote the fusion of asbestos.

La fusion de la masse d'amiante a été obtenue dans la plage 10-60 MHz avec des puissances variant de 3 à 40 KW. Une masse d'amiante de 0,1 litre en volume a été fondue en moins de 10 mn.The asbestos mass was melted in the 10-60 MHz range with powers varying from 3 to 40 KW. A mass of asbestos of 0.1 liters by volume was melted in less than 10 minutes.

Le volume d'amiante a été divisé environ par 10 au cours de l'opération de fusion.The volume of asbestos was approximately divided by 10 during the smelting operation.

L'échantillon obtenu a été examiné au microscope électronique à balayage.The sample obtained was examined with a scanning electron microscope.

La masse d'amiante a changé de structure et surtout de morphologie.The mass of asbestos has changed in structure and especially in morphology.

La masse fibreuse a donc été transformée en composé inoffensif que l'on pourrait même recycler en ajustant sa composition avec des adjuvants. The fibrous mass has therefore been transformed into a harmless compound which could even be recycled by adjusting its composition with adjuvants.

Le procédé selon l'invention consiste à soumettre les fibres d'amiante, placées directement dans au moins un creuset, à l'action d'au moins un champ électromagnétique hautes fréquences et à opérer, directement sur lesdites fibres, un premier couplage, du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de leur température sous l'effet du premier couplage. The method according to the invention consists in subjecting the asbestos fibers, placed directly in at least one crucible, to the action of at least one high frequency electromagnetic field and in operating, directly on said fibers, a first coupling, of the dielectric type, with the electrical component of said field using the dielectric losses of the fibers to be treated and a second coupling, of the inductive type, with the magnetic component of said field using the modification of the conductivity of the fibers to be treated as and when the rise in their temperature under the effect of the first coupling.

Selon une première réalisation du procédé selon l'invention, le couplage diélectrique et le couplage inductif sont réalisés, sur une masse d'amiante située dans un même creuset, à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement.According to a first embodiment of the method according to the invention, the dielectric coupling and the inductive coupling are carried out, on an asbestos mass located in the same crucible, from an electromagnetic field of frequency greater than 1 MHz produced by a generator impedance adaptable during operation.

Ainsi,l'élévation de température de l'amiante est initialisée par le couplage diélectrique, le couplage inductif agissant, de manière croissante, au fur et à mesure de la modifification de la conductivité de l'amiante sous l'effet de l'élévation de température.Thus, the rise in temperature of asbestos is initialized by dielectric coupling, the inductive coupling acting, in an increasing manner, as the conductivity of the asbestos is modified under the effect of the rise. of temperature.

Pour avoir le meilleur couplage énergétique, l'impédance du générateur est adaptée à la modification de la structure physique de l'amiante,
Le procédé selon l'invention utilise donc simultanément et progressivement, dans la même enceinte, les deux techniques de chauffage hautes fréquences et ce à partir d'une même source d'énergie.To have the best energy coupling, the generator impedance is adapted to the modification of the physical structure of asbestos,
The method according to the invention therefore uses simultaneously and gradually, in the same enclosure, the two high frequency heating techniques and this from the same energy source.

Selon une autre réalisation du procédé selon l'invention, pour une même masse située dans un même creuset, le couplage diélectrique est réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 KHz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif est réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur de puissance adaptable.According to another embodiment of the method according to the invention, for the same mass located in the same crucible, the dielectric coupling is produced from a first electromagnetic field of frequency greater than 1 kHz produced by an adaptable impedance generator and the Inductive coupling is carried out from a second electromagnetic field of frequency less than 1 MHz produced by an adaptable power generator.

Le procédé en question utilise donc simultanément et progressivement les deux techniques de chauffage hautes fréquences à partir de deux sources d'énergie associées à deux inducteurs.The process in question therefore simultaneously and gradually uses the two high-frequency heating techniques from two energy sources associated with two inductors.

Selon une variante dudit procédé, le couplage diélectrique est réalisé en partie haute du creuset, plus particulièrement sur l'amiante venant d'être chargé, et le couplage inductif est réalisé en partie basse du creuset, plus particulièrement sur l'amiante en cours de fusion. According to a variant of said method, the dielectric coupling is carried out in the upper part of the crucible, more particularly on the asbestos which has just been loaded, and the inductive coupling is carried out in the lower part of the crucible, more particularly on the asbestos being fusion.

Selon une autre variante dudit procédé, le couplage diélectrique est réalisé sur un premier creuset contenant l'amiante venant d'être chargé et le couplage inductif est réalisé sur un deuxième creuset, alimenté par le premier, contenant l'amiante en cours de fusion.According to another variant of said method, the dielectric coupling is carried out on a first crucible containing the asbestos which has just been loaded and the inductive coupling is carried out on a second crucible, fed by the first, containing the asbestos in the process of melting.

Le creuset peut avoir n'importe quelle forme, en particulier il peut être tubulaire.The crucible can have any shape, in particular it can be tubular.

Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fusion des fibres d'amiante selon l'invention, est du genre comportant essentiellement une enceinte thermique, au moins un creuset et au moins une source d'énergie créant un champ électromagnétique hautes fréquences. The device for implementing the process for melting asbestos fibers according to the invention is of the type essentially comprising a thermal enclosure, at least one crucible and at least one energy source creating a high frequency electromagnetic field.

Le dispositif selon l'invention peut comporter également - un moyen apte à alimenter, en continu ou non, le creuset en amiante: - un moyen apte à évacuer l'amiante fondu; - un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion de l'amiante.The device according to the invention may also comprise - a means capable of feeding, as continuous or not, the asbestos crucible: - a means capable of removing the molten asbestos; - a means capable of treating the volatile compounds released during the fusion of asbestos.

Le creuset peut comporter - un orifice de trop-plein (fonctionnement continu); - un moyen permettant son basculement (fonctionnement discontinu); - un retrécissement entouré d'un solénoide,traversé par un courant hautes fréquences, apte à agir sur la consistance de l'amiante en fusion situé dans cette zone à la manière d'une vanne.The crucible may include - an overflow hole (continuous operation); - a means allowing its tilting (discontinuous operation); - a narrowing surrounded by a solenoid, crossed by a high frequency current, capable of acting on the consistency of the asbestos in fusion located in this zone in the manner of a valve.

Le creuset peut également comporter, en partie haute, un premier moyen inducteur apte à élever, par couplage diélectrique direct, la température des fibres venant d'être chargées, et, en partie basse, un deuxième moyen inducteur apte à élever, par couplage inductif direct, la température des fibres jusqu'à leur fusion.The crucible may also include, in the upper part, a first inductor means capable of raising, by direct dielectric coupling, the temperature of the fibers which have just been charged, and, in the lower part, a second inductor means capable of raising, by inductive coupling direct, the temperature of the fibers until their fusion.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes essentiellement dans - la mise en oeuvre du procédé; - les divers moyens associés au dispositif; - les applications possibles; sans pour celà sortir du cadre de l'invention.  Of course, the invention is not limited to the embodiments described for which other variants can be provided essentially in - the implementation of the method; - the various means associated with the device; - possible applications; without thereby departing from the scope of the invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1- Procédé de fusion des fibres de l'amiante caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre lesdites fibres, placées directement dans au moins un creuset ,à l'action d'au moins un champ électromagnétique hautes fréquences et à opérer,directement sur lesdites fibres,un premier couplage,du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ électromagnétique en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ électromagnétique en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de leur température sous l'effet du premier couplage. 1- A method of melting asbestos fibers, characterized in that it consists in subjecting said fibers, placed directly in at least one crucible, to the action of at least one high frequency electromagnetic field and in operating directly on said fibers, a first coupling, of the dielectric type, with the electrical component of said electromagnetic field using the dielectric losses of the fibers to be treated and a second coupling, of the inductive type, with the magnetic component of said electromagnetic field using modification of the conductivity fibers to be treated as their temperature rises as a result of the first coupling. 2- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couplage diélectrique et le couplage inductif sont réalisés,sur une masse d'amiante située dans un même creuset, à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement. 2- A method according to claim 1, characterized in that the dielectric coupling and the inductive coupling are carried out, on an asbestos mass located in the same crucible, from an electromagnetic field of frequency greater than 1 MHz produced by an impedance generator adaptable during operation. 3- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur une masse d'amiante située dans un même creuset, le couplage diélectrique est réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif est réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable. 3- A method according to claim 1, characterized in that, on a mass of asbestos located in the same crucible, the dielectric coupling is carried out from a first electromagnetic field of frequency greater than 1 MHz produced by a generator d adaptable impedance and the inductive coupling is produced from a second electromagnetic field of frequency less than 1 MHz produced by an adaptable impedance generator. 4- Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couplage diélectrique est réalisé en partie haute du creuset, plus particulièrement sur l'amiante venant d'être chargé, et le couplage inductif est réalisé en partie basse du creuset, plus particulièrement sur l'amiante en cours de fusion. 4- A method according to claim 3, characterized in that the dielectric coupling is carried out in the upper part of the crucible, more particularly on the asbestos which has just been loaded, and the inductive coupling is carried out in the lower part of the crucible, more particularly on asbestos in the process of melting. 5- Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couplage diélectrique est réalisé sur un premier creuset contenant l'amiante venant d'être chargé et le couplage inductif est réalisé sur un deuxième creuset, alimenté par le premier creuset, contenant l'amiante en cours de fusion. 5- Method according to claim 3, characterized in that the dielectric coupling is carried out on a first crucible containing the asbestos which has just been charged and the inductive coupling is carried out on a second crucible, supplied by the first crucible, containing l asbestos in the process of fusion. 6- Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à rajouter un fondant pour diminuer l'énergie nécessaire à la fusion de la masse d'amiante à traiter. 6- A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists in adding a flux to reduce the energy necessary for the fusion of the mass of asbestos to be treated. 7- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé,selon la revendication 4, caractérisé en ce que le creuset comporte, en partie haute, un premier moyen inducteur apte à élever, par couplage diélectrique direct, la température des fibres venant d'être chargées, et, en partie basse, un deuxième moyen inducteur apte à élever, par couplage inductif direct, la température des fibres jusqu'$ leur fusion. 7- Device for the implementation of the method according to claim 4, characterized in that the crucible comprises, in the upper part, a first inductor means capable of raising, by direct dielectric coupling, the temperature of the fibers just being charged , and, in the lower part, a second inducing means capable of raising, by direct inductive coupling, the temperature of the fibers until they melt. 8- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il coi porte un moyen apte à alimenter le creuset en amiante comportant des fibres à fondre. 8- Device according to claim 7, characterized in that it carries a means capable of supplying the crucible with asbestos comprising fibers to be melted. 9- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen apte à évacuer l'amiante en fusion. 9- Device according to claim 7, characterized in that it comprises a means capable of removing the asbestos in fusion. 10- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion des fibres d'amiante.  10- Device according to claim 7, characterized in that it comprises a means capable of treating the volatile compounds released during the melting of asbestos fibers.
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