FR2846892A1 - Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption - Google Patents

Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption Download PDF

Info

Publication number
FR2846892A1
FR2846892A1 FR0214082A FR0214082A FR2846892A1 FR 2846892 A1 FR2846892 A1 FR 2846892A1 FR 0214082 A FR0214082 A FR 0214082A FR 0214082 A FR0214082 A FR 0214082A FR 2846892 A1 FR2846892 A1 FR 2846892A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
filter
tracer
adsorption
isomers
molecule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0214082A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2846892B1 (fr
Inventor
Francois Pierre Hauville
Cedric Herry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR0214082A priority Critical patent/FR2846892B1/fr
Priority to PCT/FR2003/003311 priority patent/WO2004043572A1/fr
Publication of FR2846892A1 publication Critical patent/FR2846892A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2846892B1 publication Critical patent/FR2846892B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0423—Beds in columns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Enceinte de filtration 1 muni d'un filtre 2 à adsorption moléculaire, par exemple, à charbon actif, pourvu d'un, ventilateur 4 aspirant l'air 22 et le polluant 21 dans lesquels on a injecté une molécule traceuse cycliquement par un conduit 8 débouchant au sommet de l'enceinte 1 qui sera détecté par le détecteur 10 lorsqu'elle désorbera du filtre 2.

Description

La présente invention a pour objet un système permettant de situer l'état
de saturation d'un filtre moléculaire à adsorption, comme, par exemple, un filtre à charbon
actif, par l'utilisation d'une molécule traceuse.
Il est connu d'utiliser, pour la détection de la présence de gaz, un tube. 5 calorimétrique, notamment pour tester à sa sortie, la saturation d'un filtre à adsorption
moléculaire, comme par exemple, un filtre à charbon actif ou toute matière adsorbante.
Il est connu également d'utiliser pour la détection de la présence de gaz, des systèmes basés sur la plus ou moins grande conductibilité électrique en présence de certaines molécules, comme par exemple une céramique microporeuse ou des:o composants électroniques dont la sensibilité est adaptée à la présence de molécules
étrangères à l'air.
Toutefois, dans le premier système, il est nécessaire d'utiliser un tube calorimétrique
spécifiquement approprié à la molécule que l'on cherche à détecter, ce qui n'est pas toujours possible, surtout dans le cas o le filtre moléculaire renferme plusieurs 15 polluants et que le premier désorbé du filtre n'est pas connu à priori.
Le deuxième inconvénient du premier système est qu'il nécessite de faire un test colorimétrique fréquent pour ne pas laisser un filtre désorber à l'insu de l'utilisateur,
surtout quand le filtre recycle l'air après filtration dans la pièce o se trouve l'usager.
Pour ce qui concerne le deuxième système qui, lui, peut être employé comme - 1 gardien permanent d'une filtration correcte ou prévenir une saturation, son inconvénient se situe dans le fait que les systèmes courants de ce type ne peuvent pas détecter toutes les molécules. Ils sont, par exemple insensibles, entr'autres molécules, à celles qui composent les vapeurs acides, ce qui rend ces systèmes inopérants, principalement
si c'est une molécule non détectable qui désorbe la première du filtre.
r> Il est bien connu que les systèmes de détection de la saturation des filtres à adsorption moléculaire, par exemple à charbon actif ont les inconvénients précités qui rendent leur usage limité à des utilisateurs conscients du cadre de leur usage, ce qui restreint considérablement leur utilisation. Bien entendu, il -est possible d'utiliser un détecteur du type analyseur de laboratoire tel qu'un chromatographe en phase gazeuse ou d'autres systèmes complexes et onéreux mais ceci n'est pas imaginable pour un usage, par exemple, avec une enceinte de laboratoire pour manipulation de polluants à recyclage de l'air filtré sur filtre à adsorption moléculaire par exemple, à charbon actif, le cot d'une telle installation de détection étant prohibitif rendant l'enceinte de
protection inapte à concurrencer les systèmes classiques comme les sorbonnes.
En conséquence, le cot du système de détection de la saturation doit être adapté à un surcot acceptable sur une enceinte de protection à recyclage de l'air filtré.
Le système selon l'invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités en détectant la saturation d'un filtre quelles que soient la ou les molécules qui constituent la saturation du filtre moléculaire à adsorption, ce système étant facile à fabriquer, facile à installer, bon marché et totalement fiable.
Le système selon l'invention, à l'inverse des systèmes existants, ne cherche pas à identifier l'une quelconque ou les molécules qui constituent la saturation du filtre à adsorption moléculaire au moment o l'une d'entr'elles désorbe du filtre.
En effet, sans entrer ici dans le détail du phénomène bien connu de l'adsorption moléculaire sur filtre, comme par exemple à charbon actif, il est courant de considérer l'épaisseur du filtre ou sa hauteur comme étant " la colonne d'adsorption ". Ainsi, un filtre à adsorption moléculaire se charge progressivement de polluants, d'amont en aval, quand un flux d'air pollué le traverse sous l'influence d'une ventilation et se débarrasse de son ou de ses polluants en traversant la colonne d'adsorption que constitue le filtre. En d'autres termes, la colonne d'adsorption étant constituée de sites d'adsorption sur lesquels les molécules polluantes se fixent, la colonne d'adsorption que constitue le filtre moléculaire se remplit de polluants en allant, sous l'influence de la ventilation, de l'amont vers l'aval, au fur et à mesure de l'occupation des sites de captation.
Le système selon l'invention est caractérisé en ce que l'on injecte cycliquement d'une manière manuelle ou automatique, en amont de la colonne d'adsorption du filtre moléculaire, par exemple à charbon actif, un traceur, constitué par une molécule choisie pour occuper, par affinité, des sites de petite dimension qui seront obstrués progressivement par des molécules polluantes de plus grandes dimensions, véhiculées au travers de la colonne d'adsorption par l'air à filtrer.
Dans le système selon l'invention au fur et à mesure que la colonne d'adsorption se remplit de molécules plus grosses que la molécule du traceur, celui-ci, progresse d'amont en aval dans la colonne d'adsorption afin de trouver des sites disponibles et ainsi de suite jusqu'au moment o, ne trouvant plus de site disponible, il sort de la colonne d'adsorption et active un détecteur placé en aval du filtre et approprié à reconnaître la molécule traceuse. Selon l'invention, c'est la molécule traceuse qui désorbera la première du filtre saturé selon une autre caractéristique de l'invention, non limitative, la molécule traceuse est avantageusement une molécule de BUTANE (CH3 CH2 CH2 CH3) permettant l'emploi d'un détecteur bon marché couramment employé pour la détection de ce type de molécule. Ledit détecteur alertera l'utilisateur de la
nécessité de changer le filtre arrivé à saturation.
On peut également utiliser la molécule de BUTANE (CH3 CH2 CH2 CH3) et ses isomères ou la molécule de PROPANE (C3 H8) ou de PENTANE (C5 H12) et ses 5 isomères ou de CYCLOPENTANE (C5 H10) ou d'ETHANE (C2 H6) ou de METHANE
(CH4).
De même, dans la famille des ALCENES, PENTENE et ISOMERES (C5 H10), BUTENE et ISOMERES (C4 H8), PROPENE (C 3 H6), ETHENE ETHYLENE (C2 H4) ainsi que dans la famille des ALCYNES, BUTYNE et ISOMERES (C4 H6), PROPYNE (C3 H4) 10 et ETHYNE ACETYLENE (C2 H2) des molécules traceuses peuvent être avantageusement choisies comme traceur ayant des affinités pour être attiré par des sites adsorbants microporeux de petite dimension. L'énumération ci-dessus n'est pas limitative d'autres molécules peuvent être choisies pourvu qu'elles aient des affinités à
occuper des sites microporeux de petites dimensions.
1 5 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une de ses
réalisations et à l'examen du dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique d'une enceinte de filtration comportant un filtre
par exemple à charbon actif et munie du système de détection selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique d'une enceinte filtrante comportant deux filtres, 20 par exemple, à charbon actif et du système de détection selon l'invention.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe, une enceinte de
filtration de laboratoire pour manipulation de polluants à recyclage dé l'air filtré.
Cette enceinte 1 est munie à sa partie supérieure d'un filtre 2 à adsorption moléculaire à charbon actif. Ce filtre 2 est surmonté d'une chambre 3 pourvue à sa 25 partie supérieure d'un ventilateur 4 aspirant l'air de l'enceinte 1 au travers du filtre 2
vers l'extérieur.
Sur la table de travail 5 de l'enceinte 1 est disposé un récipient 6 contenant un produit chimique 20 d'o émanent des gaz polluants 21. Sur le côté de l'enceinte 1 est disposé un conteneur 7 de gaz traceur, par exemple, du BUTANE (CH3 CH2 CH2 CH3). 30 Ce gaz est injecté cycliquement par un dispositif non représenté par l'intermédiaire
d'un conduit 8 commandé par une vanne 9, débouchant au sommet de l'enceinte 1.
Dans la chambre 3 est disposé un détecteur 10 du gaz traceur choisi dont les impulsions sont transformées en signal sonore ou visuel par un dispositif électronique
1 1 approprié.
Sous l'action du ventilateur 4 disposé en aval du filtre 2, le polluant 21 mélangé à l'air 22 est aspiré au travers du filtre 2. Le gaz traceur injecté dans le mélange sera détecté par le détecteur 10 si, ne trouvant plus de site dans le filtre 2, il ressort dans la chambre 3. Sur la figure 2 on a représenté schématiquement, en coupe, une enceinte de
filtration dans laquelle on retrouve les différents éléments de la figure 1.
Dans cette réalisation, le ventilateur 4 est disposé en amont d'une colonne filtrante composée de deux filtres 2a et 2b au-dessus desquels deux détecteurs IOa et Ob
reliés à un dispositif d'alarme correspondant 11 a et 11 b.
Le gaz traceur est injecté comme dans l'exemple de la figure l par un conduit 8
commandé par une vanne 9 débouchant sous la colonne filtrante.
Dans cette réalisation, le gaz traceur étant détecté par le premier détecteur 1Oa cela laisse à l'utilisateur une grande marge de sécurité et permet de changer un des filtres
avant saturation du second.
Bien entendu, il est imaginable, sans changer le sens de l'invention, de disposer à des places différentes un ou plusieurs détecteurs du traceur entre l'amont et l'aval de la colonne d'adsorption, afin par exemple de prédire ou prévenir le moment o le filtre
sera saturé par le ou les polluants.
Il est aussi imaginable, sans changer le sens de l'invention, de disposer le détecteur r2) du traceur entre deux ou plusieurs filtres.

Claims (7)

- REVENDICATIONS
1. Procédé permettant de situer l'état de saturation de la colonne d'adsorption d'un filtre à adsorption moléculaire, par exemple à charbon actif, caractérisé s en ce que l'on injecte en amont de la colonne d'adsorption que constitue le filtre, un traceur constitué par une molécule choisie pour occuper par affinité des sites d'adsorption de petites dimensions, qui seront obstrués progressivement d'amont en aval de la colonne d'adsorption, par des molécules polluantes que le filtre est chargé de capter pour qu'en finalité, la molécule traceuse ne trouvant plus de site disponible, sorte en aval du filtre moléculaire et soit reconnue par un détecteur approprié à reconnaître la
molécule traceuse.
2. Procédé selon la revendications caractérisé en ce que l'injection de la
molécule traceuse est déclenchée cycliquement par une action manuelle.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injection de la molécule traceuse est déclenchée cycliquement par une action automatique.
4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la
molécule traceuse est une molécule de BUTANE (CH3 CH2 CH2 CH3) ou 20 ses isomères.
5. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la
molécule traceuse est choisie parmi les molécules de PROPANE (C3 H8) ou PENTANE (C5 CH12) et ses isomères ou CYCLOPENTANE (C5 Ho10) ou d'ETHANE (C2 H6) ou METHANE (CH4), ou encore choisie dans la famille 25 des ALCENES, PENTENE et ISOMERES (C5 H10), BUTENE et ISOMERES (C4 H8), PROPENE (C3 H6), ETHENE ETHYLENE (C2 H4) ainsi que dans la famille des ALCYNES, BUTYNE et ISOMERES (C4 H6),
PROPYNE (C3 H4) et ETHYNE ACETYLENE (C2 H2).
6. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la
molécule traceuse est choisie parmi les molécules qui ont une affnité à
occuper, dans la colonne d'adsorption des sites de petite dimension.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que le détecteur de la molécule traceuse est choisi pour
reconnaître celle-ci.
FR0214082A 2002-11-12 2002-11-12 Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption Expired - Fee Related FR2846892B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0214082A FR2846892B1 (fr) 2002-11-12 2002-11-12 Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption
PCT/FR2003/003311 WO2004043572A1 (fr) 2002-11-12 2003-11-06 Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre a adsorption moleculaire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0214082A FR2846892B1 (fr) 2002-11-12 2002-11-12 Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2846892A1 true FR2846892A1 (fr) 2004-05-14
FR2846892B1 FR2846892B1 (fr) 2005-07-01

Family

ID=32116518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0214082A Expired - Fee Related FR2846892B1 (fr) 2002-11-12 2002-11-12 Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2846892B1 (fr)
WO (1) WO2004043572A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2888128A1 (fr) * 2005-07-11 2007-01-12 Maintenance Securite Installat Procede de controle du taux de fuite des filtres a charbon actif
CN112426844A (zh) * 2020-11-02 2021-03-02 江苏鸿茂鑫环保科技有限公司 活性炭吸附箱

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419747A2 (fr) * 1989-09-27 1991-04-03 François P. Hauville Appareil de filtrage avec détection du niveau de filtration et de saturation
JPH05309215A (ja) * 1992-05-08 1993-11-22 I N R Kenkyusho:Kk 流体装置
FR2732618A1 (fr) * 1995-04-04 1996-10-11 Giffard Sa L Dispositif de controle pour filtre

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419747A2 (fr) * 1989-09-27 1991-04-03 François P. Hauville Appareil de filtrage avec détection du niveau de filtration et de saturation
JPH05309215A (ja) * 1992-05-08 1993-11-22 I N R Kenkyusho:Kk 流体装置
FR2732618A1 (fr) * 1995-04-04 1996-10-11 Giffard Sa L Dispositif de controle pour filtre

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 118 (C - 1172) 25 February 1994 (1994-02-25) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2888128A1 (fr) * 2005-07-11 2007-01-12 Maintenance Securite Installat Procede de controle du taux de fuite des filtres a charbon actif
WO2007006757A1 (fr) * 2005-07-11 2007-01-18 Maintenance Securite Installation Service Procede de controle du taux de fuite des filtres a charbon actif
CN112426844A (zh) * 2020-11-02 2021-03-02 江苏鸿茂鑫环保科技有限公司 活性炭吸附箱

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004043572A1 (fr) 2004-05-27
FR2846892B1 (fr) 2005-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. A wireless hybrid chemical sensor for detection of environmental volatile organic compounds
US9983182B2 (en) Device for sampling and detecting volatile organic compounds in water
CA2672272A1 (fr) Dispositif et procede de mesures couplees permettant un suivi global et en continu de traces de goudrons presentes dans un flux gazeux
US20080289397A1 (en) Portable analytical system for detecting organic chemicals in water
RU2018139275A (ru) Система, устройство и способ для мониторинга органических соединений в газовой среде
RU2012110978A (ru) Внутрискважинное устройство и способ мониторинга газов, содержащие анализатор концентрации летучих органических соединений и коллектор летучих органических соединений
CN101093217A (zh) 声表面波传感器与气相色谱分离柱联用的电子鼻及检测方法
CN101113968A (zh) 利用离子迁移谱仪在线测定易制毒化学品的方法及装置
RU2146811C1 (ru) Способ экологического мониторинга органических соединений и устройство для его осуществления
JP6789290B2 (ja) ガス変調を用いたガス検出
US12078606B2 (en) Gas sensor
JP5067873B2 (ja) 複合するガス状化学物質を選択的に濃縮し検出する装置及び方法
FR2846892A1 (fr) Procede permettant de situer l'etat de saturation d'un filtre moleculaire a adsorption
US8426215B2 (en) Gas chromatograph and method for analyzing a mixture of substances by gas chromatography
WO2017137565A1 (fr) Procédé pour quantifier la quantité d'impuretés gazeuses optiquement interférentes
Hobson et al. Preconcentration and detection of chlorinated organic compounds and benzene
CN112798714A (zh) 非甲烷总烃的检测系统及方法
CN216350541U (zh) 一种仓库密闭环境空气气体检测分析装置
Dori et al. A gas chromatographic-like system for the separation and monitoring of benzene, toluene and xylene compounds at the ppb level using solid state metal oxide gas sensors
EP1261867A2 (fr) Analyseur en continu de composes organiques volatiles, dispositif et procede d'evaluation en continu de la qualite de l'air ambiant interieur et utilisation de ce dispositif pour le pilotage d'une installation de ventilation
FR2919055A1 (fr) Procede et dispositif de detection et de quantification d'un compose chimique dans un courant fluide
JP3907543B2 (ja) 都市ガス検知装置
EP3658255B1 (fr) Dispositif de nettoyage d'un gaz pour analyse en ligne
Mitra et al. Microtrap interface for on‐line mass spectrometric monitoring of air emissions
EP2856144A1 (fr) Analyseur de fluide comportant une substance inflammable et procédé correspondant

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20150731