FR2914558A1 - Air processing device for reducing volatile organic component, has porous wall situated in photo catalysis recess, where wall surrounds source by forming compartment in which air inlet opens, and air outlet situated outside compartment - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'AIR PAR PHOTOCATALYSE EN COMPARTIMENTCOMPARTMENT-BASED PHOTOCATALYSIS AIR TREATMENT DEVICE
La présente invention concerne, de façon générale, le domaine du traitement de l'air par photocatalyse. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de traitement d'air par photocatalyse comprenant une enceinte de photocatalyse, au moins une première source de photons dans l'enceinte de photocatalyse, au moins une première paroi poreuse dopée avec un photocatalyseur, se trouvant dans l'enceinte de photocatalyse, et un moyen de ventilation qui définit un sens de circulation d'air d'au moins une première entrée d'air vers une sortie d'air, lesdites première entrée d'air et sortie d'air étant percées dans l'enceinte de photocatalyse. De tels dispositifs sont connus et commercialisés. Ainsi, on connaît des dispositifs incluant une ou plusieurs parois poreuses, dopées ou non, installées selon différentes configurations. The present invention relates generally to the field of air treatment by photocatalysis. More specifically, the invention relates to a photocatalytic air treatment device comprising a photocatalyst chamber, at least a first source of photons in the photocatalyst chamber, at least a first porous wall doped with a photocatalyst, located in a photocatalyst chamber. the photocatalyst enclosure, and a ventilation means which defines a direction of airflow from at least a first air inlet to an air outlet, said first air inlet and air outlet being pierced in the photocatalytic chamber. Such devices are known and marketed. Thus, there are known devices including one or more porous walls, doped or not, installed in different configurations.
Par exemple, un dispositif connu inclut une enceinte de photocatalyse qui contient au moins deux parois poreuses dopées, de part et d'autre de sources de photons. Les parois poreuses sont planes. L'air arrive perpendiculairement aux parois pour les traverser successivement. Les dispositifs de l'art antérieur donnent des résultats satisfaisants de qualité d'air en sortie de dispositif. Toutefois, la présente invention propose un dispositif dont l'efficacité de traitement de l'air est améliorée par rapport aux dispositifs connus. Le dispositif de l'invention est un dispositif de traitement d'air par photocatalyse comprenant une enceinte de photocatalyse, au moins une première source de photons dans l'enceinte de photocatalyse, au moins une première paroi poreuse dopée avec un photocatalyseur, se trouvant dans l'enceinte de photocatalyse, et un moyen de ventilation qui définit un sens de circulation d'air d'au For example, a known device includes a photocatalyst enclosure that contains at least two doped porous walls on either side of photon sources. The porous walls are flat. The air arrives perpendicular to the walls to cross them successively. The devices of the prior art give satisfactory results of air quality at the output of the device. However, the present invention provides a device whose air treatment efficiency is improved over known devices. The device of the invention is a photocatalytic air treatment device comprising a photocatalyst chamber, at least a first source of photons in the photocatalyst chamber, at least a first porous wall doped with a photocatalyst, located in a photocatalyst chamber. the photocatalytic chamber, and a ventilation means which defines a direction of air circulation from
moins une première entrée d'air vers une sortie d'air, lesdites première entrée d'air et sortie d'air étant percées dans l'enceinte de photocatalyse. Le dispositif est caractérisé en ce que la première paroi poreuse dopée entoure la première source de photons en formant un premier compartiment dans lequel débouche la première entrée d'air, la sortie d'air se trouvant hors de ce premier compartiment. L'invention présente l'avantage de proposer un dispositif dont l'efficacité est améliorée tout en conservant une fabrication simple et une mise en oeuvre aisée. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comprend plusieurs parois poreuses dopées entourant chacune au moins une des sources de photons en formant chacune un compartiment dans lequel débouche une des entrées d'air percées dans l'enceinte de photocatalyse, la sortie d'air se trouvant hors de chacun des compartiments. minus a first air inlet to an air outlet, said first air inlet and air outlet being pierced in the photocatalyst enclosure. The device is characterized in that the first doped porous wall surrounds the first photon source forming a first compartment in which the first air inlet opens, the air outlet being out of this first compartment. The invention has the advantage of providing a device whose efficiency is improved while maintaining a simple manufacture and easy implementation. In a preferred embodiment of the invention, the device comprises a plurality of doped porous walls each surrounding at least one of the photon sources, each forming a compartment into which one of the air inlets pierced into the photocatalyst chamber, the air outlet located outside each of the compartments.
Au moins la première paroi poreuse présente de préférence une section circulaire ou polygonale régulière. Au moins le premier compartiment présente de préférence un axe de symétrie au niveau duquel se trouve 25 une des sources de photons. De manière avantageuse, le dispositif selon l'invention inclut une enceinte de filtrage de l'air avant son entrée dans l'enceinte de photocatalyse, et un préfiltre se trouvant dans l'enceinte de filtrage, le 30 sens de circulation d'air étant défini, par le moyen de ventilation, d'une arrivée d'air percée dans l'enceinte de filtrage vers au moins la première entrée d'air, en passant par le préfiltre. Le photocatalyseur est avantageusement le dioxyde de 35 titane. Au moins une des sources de photons est préférentiellement une lampe à rayonnement UV-C. At least the first porous wall preferably has a regular circular or polygonal section. At least the first compartment preferably has an axis of symmetry at which one of the photon sources is located. Advantageously, the device according to the invention includes a chamber for filtering the air before entering the photocatalyst chamber, and a pre-filter located in the filter chamber, the airflow direction being defined by the ventilation means, an air inlet pierced in the filter chamber to at least the first air inlet, through the prefilter. The photocatalyst is advantageously titanium dioxide. At least one of the photon sources is preferably a UV-C radiation lamp.
Au moins une des parois poreuses est par exemple en feutre. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre un deuxième filtre, par exemple un filtre à 5 charbon actif, au niveau de la sortie d'air. D'autres caractéristiques l'invention ressortiront clairement détaillée qui en est faite ci-après, nullement limitatif, en référence 10 dans lesquels : la figure 1 représenteet avantages de de la description à titre indicatif et aux dessins annexés At least one of the porous walls is for example made of felt. The device according to the invention may further comprise a second filter, for example an activated carbon filter, at the air outlet. Other features of the invention will become apparent from the following detailed description, in no way limiting, with reference to: FIG. 1 represents and advantages of the description for information only and the accompanying drawings
schématiquement un dispositif selon l'invention vu en coupe ; - la figure 2 représente schématiquement un dispositif selon l'invention vu en coupe perpendiculaire 15 à la coupe de la figure 1 ; les figures 3 et 4 représentent graphiquement les profils de disparition de polluants de l'air traité par un dispositif selon l'invention fonctionnant respectivement en débit minimum et en débit maximum. 20 Les caractéristiques communes aux figures 1 et 2 sont indiquées par la même référence numérique. La figure 1 montre un dispositif 1 de traitement d'air par photocatalyse. Ce dispositif 1 comprend une enceinte 2 de 25 photocatalyse, une première source 3 de photons, une première paroi poreuse 4 dopée avec un photocatalyseur, et un moyen 5 de ventilation. Ce moyen 5 de ventilation définit un sens de circulation d'air indiqué par les flèches, d'au moins une 30 première entrée 6 d'air vers une sortie 7 d'air. La première entrée 6 d'air et la sortie 7 d'air sont percées dans l'enceinte 2 de photocatalyse. La première source 3 de photons et la première paroi poreuse 4 dopée se trouvent dans l'enceinte 2 de 35 photocatalyse. La première paroi poreuse 4 dopée entoure la première source 3 de photons en formant un premier compartiment 8 dans lequel débouche la première entrée 6 schematically a device according to the invention seen in section; FIG. 2 diagrammatically represents a device according to the invention seen in section perpendicular to the section of FIG. 1; FIGS. 3 and 4 graphically represent the profiles of disappearance of pollutants from the air treated by a device according to the invention operating respectively in minimum flow rate and in maximum flow rate. The features common to Figures 1 and 2 are indicated by the same reference numeral. Figure 1 shows a device 1 for air treatment by photocatalysis. This device 1 comprises an enclosure 2 of photocatalysis, a first source 3 of photons, a first porous wall 4 doped with a photocatalyst, and a means 5 of ventilation. This means 5 of ventilation defines an airflow direction indicated by the arrows, from at least a first air inlet 6 to an air outlet 7. The first air inlet 6 and the air outlet 7 are pierced in the photocatalyst enclosure 2. The first source 3 of photons and the first doped porous wall 4 are in the chamber 2 of photocatalysis. The first doped porous wall 4 surrounds the first source 3 of photons forming a first compartment 8 into which the first inlet 6 opens
d'air, la sortie 7 d'air se trouvant hors de ce premier compartiment 8. Selon une version avantageuse de l'invention, la première entrée 6 d'air peut être multiple et consister en plusieurs ouvertures percées dans l'enceinte 2 de photocatalyse et débouchant dans le premier compartiment 8, comme représenté à la figure 1. On peut également choisir un dispositif selon l'invention présentant plusieurs ouvertures pour la 10 sortie 7 d'air. A la figure 1 est représenté un mode de réalisation préférentiel de l'invention selon lequel plusieurs parois poreuses 4, 4' dopées entourent chacune une source 3, 3' de photons. 1.5 Les parois poreuses 4, 4' forment chacune un compartiment 8, 8' dans chacun desquels débouche une entrée multiple 6, 6' d'air. La sortie 7 d'air se trouve hors des compartiments 8, 8'. Chaque compartiment 8, 8' traverse l'enceinte 2 de 20 photocatalyse dans la largeur de celle-ci. Toujours selon l'invention, le compartiment peut traverser l'enceinte de photocatalyse dans toute dimension (largeur, longueur, hauteur ou profondeur) de celle-ci, en fonction de la forme de cette enceinte. 25 Les sources 3, 3' de photons occupent respectivement toute la longueur des compartiments 8, 8', ce qui permet une illumination optimale des parois poreuses 4, 4'. Selon l'invention, les sources de photons peuvent être constituées de plusieurs lampes. Dans ce cas, pour 30 conserver une illumination optimale des parois poreuses, on préfère que les lampes soient réparties régulièrement sur toute la plus grande dimension (largeur, longueur, hauteur ou profondeur) des compartiments. Le photocatalyseur est préférentiellement présent au 35 moins sur toute la surface des parois poreuses qui est tournée vers l'intérieur des compartiments, et est tout préférentiellement présent sur toute la surface et dans la masse des parois poreuses. of air, the air outlet 7 being outside this first compartment 8. According to an advantageous version of the invention, the first air inlet 6 can be multiple and consist of several openings pierced in the enclosure 2 of photocatalysis and opening into the first compartment 8, as shown in Figure 1. It is also possible to choose a device according to the invention having several openings for the outlet 7 of air. In Figure 1 is shown a preferred embodiment of the invention according to which a plurality of doped porous walls 4, 4 'each surround a source 3, 3' of photons. 1.5 The porous walls 4, 4 'each form a compartment 8, 8' in each of which opens a multiple inlet 6, 6 'of air. The air outlet 7 is outside the compartments 8, 8 '. Each compartment 8, 8 'passes through the chamber 2 of photocatalysis in the width thereof. Still according to the invention, the compartment can pass through the photocatalytic chamber in any dimension (width, length, height or depth) thereof, depending on the shape of this chamber. The sources 3, 3 'of photons respectively occupy the entire length of the compartments 8, 8', which allows optimum illumination of the porous walls 4, 4 '. According to the invention, the photon sources may consist of several lamps. In this case, in order to maintain optimum illumination of the porous walls, it is preferred that the lamps be distributed evenly over the largest dimension (width, length, height or depth) of the compartments. The photocatalyst is preferably present at least over the entire surface of the porous walls which is turned towards the interior of the compartments, and is most preferably present over the entire surface and in the mass of the porous walls.
On entend par photocatalyseur tout matériau catalyseur adapté à la photocatalyse, tel que les oxydes ou sulfures de métal, par exemple le dioxyde de titane TiO2, l'oxyde de zinc ZnO, l'oxyde cérique CeO2, l'oxyde de zirconium ZrO2, le dioxyde d'étain SnO2, le sulfure de cadmium CdS, ou le sulfure de zinc ZnS. De préférence, le photocatalyseur est le dioxyde de titane, notamment sous la forme cristallographique anatase. By photocatalyst is meant any catalyst material suitable for photocatalysis, such as metal oxides or sulphides, for example titanium dioxide TiO 2, zinc oxide ZnO, ceric oxide CeO 2, zirconium oxide ZrO 2, SnO2 tin dioxide, CdS cadmium sulfide, or ZnS zinc sulfide. Preferably, the photocatalyst is titanium dioxide, especially in the anatase crystallographic form.
Le moyen 5 de ventilation, qui est par exemple un ventilateur aspirant, impose une entrée d'air dans les compartiments 8, 8'. L'air est ainsi en contact avec le photocatalyseur présent sur les parois poreuses 4, 4' et est soumis aux photons émis par les sources 3, 3'. Il subit une photocatalyse au sein des compartiments 8, 8'. Puis, il traverse les parois poreuses 4, 4' et est aspiré vers la sortie 7 d'air. Le dispositif de l'invention permet un temps de séjour de l'air au niveau de la zone où se déroulent les réactions de photocatalyse, augmenté par rapport à l'art antérieur. Pour une même surface de paroi poreuse et une même puissance, ou illumination, des sources de photons que dans un dispositif de l'art antérieur, le dispositif de l'invention permet d'obtenir un meilleur traitement de l'air. De préférence, les parois poreuses 4, 4' présentent une section circulaire ou polygonale régulière, tel que représenté à la figure 2. Tout préférentiellement, elles sont de section circulaire et les compartiments 8, 8' sont cylindriques. La paroi poreuse peut être à base de tout matériau poreux à l'air, adapté à recevoir le photocatalyseur. Par exemple, ce matériau poreux peut être du feutre ou du papier. On préfère le feutre, que l'on peut imprégner de photocatalyseur dans la masse, et que les rayons lumineux peuvent pénétrer dans la masse. Ainsi, les réactions de photocatalyse se font dans le volume du feutre et pas uniquement à sa surface. Le feutre présente une importante surface d'échange par rapport, par exemple, à un tissu en nid d'abeille. La paroi poreuse est par exemple un feutre aiguilleté de silice, préparé pour une utilisation en 5 photocatalyse, dopé au dioxyde de titane. Le feutre présente avantageusement une masse volumique comprise entre 80 et 100 grammes par mètre carré, dont par exemple 16 à 25 grammes par mètre carré de dioxyde de titane. Il présente de préférence une 10 épaisseur inférieure à 5 millimètres, et de manière avantageuse une surface spécifique comprise entre 100 et 140 mètres carré par gramme. La perte de charge de traversée d'une telle paroi poreuse est très faible. 15 En outre, le feutre utilisé présente avantageusement une grande pureté du substrat, qui est par exemple constitué de silice à au moins 99,99%. On préfère qu'au moins une source de photons se trouve en position centrale dans le compartiment afin que 20 l'illumination y soit homogène. Ainsi, il est avantageux que les sources 3, 3' de photons se trouvent sensiblement au niveau de l'axe de symétrie des compartiments 8, 8'. L'invention présente donc l'avantage de proposer un dispositif dans lequel la réaction de photocatalyse est 25 optimisée par rapport aux dispositifs de l'art antérieur, en ce que l'illumination par les sources de photons est utilisée de manière optimale. Les pertes de flux de photons, i.e. les photons n'atteignant pas une paroi alors pas à la The ventilation means 5, which is for example a suction fan, imposes an air inlet in the compartments 8, 8 '. The air is thus in contact with the photocatalyst present on the porous walls 4, 4 'and is subjected to the photons emitted by the sources 3, 3'. He undergoes a photocatalysis within compartments 8, 8 '. Then, it passes through the porous walls 4, 4 'and is sucked towards the outlet 7 of air. The device of the invention allows a residence time of the air at the area where the photocatalysis reactions take place, increased compared to the prior art. For the same porous wall surface and the same power, or illumination, of photon sources as in a device of the prior art, the device of the invention makes it possible to obtain a better treatment of the air. Preferably, the porous walls 4, 4 'have a regular circular or polygonal section, as shown in FIG. 2. Most preferably, they are of circular section and the compartments 8, 8' are cylindrical. The porous wall may be based on any porous material in the air, adapted to receive the photocatalyst. For example, this porous material may be felt or paper. Felt is preferable, it can be impregnated photocatalyst in the mass, and the light rays can penetrate the mass. Thus, the photocatalysis reactions are in the volume of the felt and not only on its surface. The felt has a large exchange surface with respect, for example, to a honeycomb fabric. The porous wall is, for example, a needle-punched silica felt, prepared for use in photocatalysis, doped with titanium dioxide. The felt advantageously has a density of between 80 and 100 grams per square meter, of which for example 16 to 25 grams per square meter of titanium dioxide. It preferably has a thickness of less than 5 millimeters, and advantageously a specific surface area of between 100 and 140 square meters per gram. The pressure drop across such a porous wall is very low. In addition, the felt used advantageously has a high purity of the substrate, which for example consists of at least 99.99% silica. It is preferred that at least one photon source be centrally located in the compartment so that the illumination is homogeneous therein. Thus, it is advantageous that the sources 3, 3 'of photons are substantially at the axis of symmetry of the compartments 8, 8'. The invention therefore has the advantage of providing a device in which the photocatalytic reaction is optimized over the devices of the prior art, in that the illumination by the photon sources is used optimally. The losses of photon flux, i.e. the photons not reaching a wall then not at the
préférentiellement une tout particulièrement lorsque le photocatalyseur est le dioxyde de titane, et plus préférentiellement une lampe à rayonnement 35 ultraviolet dont la longueur d'onde est comprise entre 100 et 400 nanomètres. On choisit avantageusement un rayonnement UV-C, plus énergétique. En particulier, l'action germicide sur l'air :30 poreuse dopée et ne participant photocatalyse, sont minimisées. La source de photons est lampe à rayonnement ultraviolet, du dispositif selon l'invention est meilleure avec un rayonnement UV-C, par exemple par rapport à un rayonnement UV-A. On parle de rayonnement UV-C pour un rayonnement 5 ultraviolet dont les longueurs d'onde sont comprises entre 100 et 280 nanomètres. Selon une version avantageuse de l'invention, le dispositif inclut en outre une enceinte 9 de filtrage de l'air avant son entrée dans l'enceinte 2 de 10 photocatalyse. Cette enceinte 9 de filtrage est équipée avantageusement d'un préfiltre 10 au travers duquel passe l'air arrivant par une arrivée 11 d'air percée dans l'enceinte 9 de filtrage. L'air est ensuite dirigé vers 15 au moins la première entrée 6 d'air, conformément au sens de circulation d'air défini par le moyen 5 de ventilation. L'enceinte de filtrage de l'air peut, selon la configuration du dispositif, âtre constituée d'une seule 20 chambre de filtrage ou de plusieurs chambres de filtrage incluant chacune un préfiltre. Le préfiltre est un filtre à air classique, par exemple du type G4. Le dispositif selon l'invention peut également 25 comprendre un deuxième filtre (non représenté) au niveau de la sortie 7 d'air de l'enceinte 2 de photocatalyse, de manière à ce que l'air quittant cette enceinte 2 traverse nécessairement ce deuxième filtre. Celui-ci est préférentiellement un filtre à charbon actif. Il permet 30 d'absorber_ d'éventuelles molécules organiques de faible poids moléculaire, notamment des sous-produits des réactions de photocatalyse formés en petite quantité, tels que des aldéhydes légers. Le dispositif de l'invention est utilisé pour 35 l'abattement des composés organiques volatils (COV), dans toute sorte de pièce intérieure. En quelques heures, le dispositif de l'invention permet un abattement quasi-total des COV présents dans une pièce. Les COV sont des preferably a very particularly when the photocatalyst is titanium dioxide, and more preferably an ultraviolet radiation lamp whose wavelength is between 100 and 400 nanometers. It is advantageous to choose a UV-C radiation, more energy. In particular, the germicidal action on air: porous doped and nonparticipating photocatalysis, are minimized. The photon source is ultraviolet lamp, the device according to the invention is better with UV-C radiation, for example with respect to UV-A radiation. UV-C radiation is used for ultraviolet radiation whose wavelengths are between 100 and 280 nanometers. According to an advantageous version of the invention, the device further includes a chamber 9 for filtering the air before it enters the chamber 2 for photocatalysis. This filtering chamber 9 is advantageously equipped with a prefilter 10 through which the incoming air passes through an inlet 11 of air pierced in the chamber 9 filtering. The air is then directed to at least the first air inlet 6 in accordance with the direction of airflow defined by the ventilation means. The air filter chamber may, depending on the configuration of the device, consist of a single filter chamber or several filter chambers each including a prefilter. The prefilter is a conventional air filter, for example of the G4 type. The device according to the invention may also comprise a second filter (not shown) at the air outlet 7 of the photocatalyst enclosure 2, so that the air leaving this enclosure 2 necessarily passes through this second filtered. This is preferably an activated carbon filter. It makes it possible to absorb any organic molecules of low molecular weight, especially by-products of photocatalyst reactions formed in a small amount, such as light aldehydes. The device of the invention is used for the removal of volatile organic compounds (VOCs) in any kind of interior room. In a few hours, the device of the invention allows an almost total reduction of VOC present in a room. VOCs are
composés organiques volatils par exemple issus de peinture, encre ou solvant. Les pièces traitées peuvent être celles de logements particuliers, ou celles de lieux publics tels que les hôtels, les restaurants, les maisons de retraite ou de repos, les hôpitaux, les salles d'attente de cabinets médicaux, etc. Le dispositif de traitement de l'air par photocatalyse selon l'invention permet une réduction des odeurs, par exemple de tabac ou de cuisine ou encore provenant de certains COV, et une action germicide, des bactéries dans l'air. Cette action germicide est propre aux systèmes photocatalytiques, les systèmes de traitement de l'air par filtration ne permettant que de piéger les bactéries et/ou virus au niveau d'un filtre, sans les détruire. volatile organic compounds for example from paint, ink or solvent. The rooms treated can be those of private dwellings, or those of public places such as hotels, restaurants, retirement or rest homes, hospitals, medical waiting rooms, etc. The photocatalyst air treatment device according to the invention allows a reduction of odors, for example tobacco or cooking or from certain VOCs, and a germicidal action, bacteria in the air. This germicidal action is specific to photocatalytic systems, filtration air treatment systems only allowing to trap bacteria and / or viruses at a filter, without destroying them.
Exemple Un dispositif selon l'invention, tel que celui schématisé à la figure 1, a été fabriqué pour traiter un débit d'air de l'ordre de 300 mètres cube par heure. Ce dispositif comprend une enceinte de photocatalyse parallélépipédique et deux chambres de filtrage accolées sur deux faces opposées de l'enceinte de photocatalyse. 1l inclut deux compartiments cylindriques de 100 millimètres de diamètre, délimités par du feutre. Les feutres sont dopés sur toute leur surface et dans leur masse avec du dioxyde de titane. Le feutre occupe une surface de 0,234 mètres carré. Example A device according to the invention, such as that shown schematically in Figure 1, was manufactured to treat an air flow of the order of 300 cubic meters per hour. This device comprises a parallelepiped photocatalyst chamber and two filter chambers contiguous on two opposite sides of the photocatalytic chamber. It includes two cylindrical compartments 100 millimeters in diameter, delimited by felt. The felts are doped over their entire surface and in their mass with titanium dioxide. The felt occupies an area of 0.234 square meters.
Chaque compartiment inclut une lampe UV-C de puissance égale à 60 watts. L'illumination par les lampes UV-C est de l'ordre de 18 millielatts par centimètre carré. La puissance totale du dispositif est de 160 watts. Each compartment includes a UV-C lamp with a power of 60 watts. The illumination by the UV-C lamps is of the order of 18 millielatts per square centimeter. The total power of the device is 160 watts.
Les chambres de filtrage contiennent chacune un filtre G4. Un tel dispositif permet de réduire la vitesse de traversée des feutres par l'air, et ainsi d'obtenir une The filter chambers each contain a G4 filter. Such a device makes it possible to reduce the speed of passage of the felts by the air, and thus to obtain a
très faible perte de charge, par rapport aux solutions classiques de l'art antérieur. very low pressure drop, compared to conventional solutions of the prior art.
Des tests sont menés dans le but d'évaluer l'efficacité d'élimination d'un mélange de COV par un dispositif de photocatalyse selon l'invention. Le dispositif de photocatalyse est placé dans un bac fermé en plexiglass d'l mètre cube. Dans ce bac fermé, un mélange liquide de toluène, o- xylène, acétone, acétaldéhyde et heptane est introduit à travers un septum par l'intermédiaire d'une seringue dans un sabot de pesée en verre. Après évaporation, la concentration de ces différents composés dans le bac est de l'ordre de la partie par million en volume (ppmv). Tests are conducted in order to evaluate the removal efficiency of a VOC mixture by a photocatalyst device according to the invention. The photocatalyst device is placed in a 1 cubic meter plexiglass closed container. In this closed container, a liquid mixture of toluene, o-xylene, acetone, acetaldehyde and heptane is introduced through a septum via a syringe into a glass weighing shoe. After evaporation, the concentration of these different compounds in the tank is of the order of one part per million by volume (ppmv).
Les tests sont effectués pour deux débits d'air, en ventilation minimum, soit 250 mètres cube par heure, et en ventilation maximum, soit 350 mètres cube par heure. Le suivi de la concentration en dioxyde de carbone CO dans le bac se fait par un micro-GC. Le CO2 est issu de la dégradation des COV par photocatalyse. Les polluants sont analysés par un chromatographe en phase gazeuse muni d'un détecteur par photoionisation (PID). La présence éventuelle de sous-produits de dégradation dans la phase gazeuse est détectée par adsorption sur cartouche adsorbante pendant 20 minutes à un débit de 100 millilitres par minute. Cette adsorption sur cartouche est suivie par une analyse par désorption thermique, par chromatographie en phase gazeuse et détection par spectrométrie de masse. Les profils de disparition des polluants constituant le mélange de départ avec la ventilation minimum sont présentés au graphique de la figure 3. La figure 3 représente la concentration, en partie par milliard (ppb), des différents polluants : acétaldéhyde (losanges), acétone (carrés), heptane (triangles), o-xylène (croix) et toluène (cercles), en fonction du temps en minutes. The tests are performed for two airflows, minimum ventilation, or 250 cubic meters per hour, and maximum ventilation, or 350 cubic meters per hour. The monitoring of the carbon dioxide CO concentration in the tank is done by a micro-GC. CO2 is the result of VOC degradation by photocatalysis. The pollutants are analyzed by a gas chromatograph equipped with a photoionization detector (PID). The possible presence of degradation by-products in the gas phase is detected by adsorption on adsorbent cartridge for 20 minutes at a flow rate of 100 milliliters per minute. This cartridge adsorption is followed by thermal desorption analysis, gas chromatography and mass spectrometric detection. The disappearance profiles of the pollutants constituting the starting mixture with the minimum ventilation are presented in the graph of figure 3. Figure 3 represents the concentration, in part per billion (ppb), of the various pollutants: acetaldehyde (diamonds), acetone ( squares), heptane (triangles), o-xylene (cross) and toluene (circles), as a function of time in minutes.
Comme L'indique la flèche verticale, les lampes UV sont allumées au bout environ de 40 minutes après introduction du mélange liquide de polluants organiques dans le bac fermé. As indicated by the vertical arrow, the UV lamps are lit after about 40 minutes after introduction of the liquid mixture of organic pollutants into the closed container.
On constate que les cinq polluants disparaissent en environ 1 heure à partir de la mise en marche des lampes UV. Les profils de disparition des polluants constituant le mélange de départ avec la ventilation maximum sont 10 présentés au graphique de la figure 4. La figure 4 représente la concentration, en partie par million en volume (ppmv), des différents polluants : acétaldéhyde (losanges), acétone (carrés), heptane (triangles), o-xylène (croix) et toluène (cercles), en 15 fonction du temps en minutes. Les lampes UV sont allumées au bout environ de 40 minutes après introduction du mélange liquide de polluants organiques dans le bac fermé. On constate que, contrairement au test à ventilation 20 minimum, les cinq polluants ne disparaissent pas à la même vitesse. L'o-xylène disparaît en moins de 10 minutes. Le toluène disparaît en environ 15 minutes, et l'acétaldéhyde en environ 25 minutes. Après 40 minutes de fonctionnement du dispositif de 25 photocatalyse, tous les polluants ont disparu. Les résultats des analyses sur cartouche adsorbante indiquent la présence d'autres molécules que les polluants introduits, à très faible concentration en début de test. Ces autres molécules disparaissent avec le 30 temps et aucun autre pic n'apparaît sur les chromatogrammes en phase gazeuse, ce qui signifie qu'aucun produit intermédiaire n'est formé à partir de ces autres molécules, sauf peutêtre des aldéhydes légers qui ne peuvent pas être mis en évidence par cette 35 analyse. Le dispositif de photocatalyse testé présente donc une bonne minéralisation des polluants, avec une formation minimale, voire organiques. nulle, de sous-produits It is found that the five pollutants disappear in about 1 hour from the start of the UV lamps. The disappearance profiles of the pollutants constituting the starting mixture with the maximum ventilation are shown in the graph of FIG. 4. FIG. 4 represents the concentration, in part per million by volume (ppmv), of the various pollutants: acetaldehyde (diamonds) acetone (squares), heptane (triangles), o-xylene (cross) and toluene (circles), as a function of time in minutes. The UV lamps are lit after about 40 minutes after introducing the liquid mixture of organic pollutants into the closed container. It is found that, unlike the minimum ventilation test, the five pollutants do not disappear at the same rate. O-xylene disappears in less than 10 minutes. Toluene disappears in about 15 minutes, and acetaldehyde in about 25 minutes. After 40 minutes of operation of the photocatalyst, all pollutants disappeared. The results of the adsorbent cartridge analyzes indicate the presence of other molecules than the introduced pollutants, at very low concentration at the beginning of the test. These other molecules disappear with time and no further peaks appear on the gas chromatograms, which means that no intermediate product is formed from these other molecules, except perhaps light aldehydes which can not be highlighted by this analysis. The photocatalyst device tested therefore has good mineralization of pollutants, with minimal formation, even organic. none, of by-products
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