FR2919812A1

FR2919812A1 - Epurateur comprenant un filtre photocatalytique.

Info

Publication number: FR2919812A1
Application number: FR0758997A
Authority: FR
Inventors: Laurent Molins
Original assignee: Saint Gobain Quartz SAS
Current assignee: Saint Gobain Quartz SAS
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-02-13
Anticipated expiration: 2027-11-13
Also published as: FR2919812B1

Abstract

L'invention concerne un épurateur de gaz comprenant un média filtrant à action photocatalytique, un système d'illumination par UV dudit média, un moyen de temporisation ou un analyseur de composé organo volatil, un moyen de réglage automatique de la vitesse du gaz le traversant ou de réglage de l'intensité de l'illumination UV, ledit réglage étant réalisé en fonction du temps déterminé par le moyen de temporisation ou en fonction de la teneur en un composé organo volatil analysé par l' analyseur. L'invention concerne également un procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur comprenant un média filtrant à action photocatalytique et un système d'illumination par UV dudit média, selon lequel lorsque la concentration en un composé dans le gaz est supérieure à une valeur V1, le régime de fonctionnement de l'épurateur est inférieur à son régime lorsque la concentration en le composé dans le gaz est inférieure à une valeur V2, V2 étant inférieur ou égal à V1. L'invention concerne également un procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur comprenant un média filtrant à action photocatalytique, un système d'illumination par UV dudit média, et un moyen de temporisation commandant le régime de l'épurateur.

Description

EPURATEUR COMPRENANT UN FILTRE PHOTOCATALYTIQUE

L'invention concerne un média filtrant à structure fibreuse dont les fibres sont revêtues d'un revêtement à action photocatalytique, pour la purification de l'air ambiant et plus particulièrement l'élimination des composés organo-volatils contenus dans l'air ambiant. Les techniques dites d'Oxydation Avancées permettent d'oxyder les composés organo-volatiles (COV). Les Techniques d'oxydation Avancées (TAO) les plus efficaces sont celles qui conduisent à la formation des radicaux hydroxyles OH', qui ont un pouvoir oxydant supérieur à celui des oxydants traditionnels. C'est le cas de la photocatalyse hétérogène. Le principe fondamental du phénomène est l'absorption d'un photon par un solide semi-conducteur, conduisant à la promotion d'un électron de la bande de valence à la bande de conduction en libérant une lacune, et conférant ainsi au solide des propriétés d'oxydant et de réducteur. La plupart des composés organovolatils ainsi que de nombreux pesticides, herbicides, surfactants et colorants sont complètement oxydés en produits moins toxiques par cette technique.

Un réacteur PCO (photocatalyse oxydation) pour la purification de l'air ambiant comprend généralement un pré filtre pour piéger les poussières et particules, une source UV, un filtre PCO. La source UV est généralement placée entre le pré filtre et le filtre PCO. L'air à purifier est généralement pulsé ou aspiré au travers du filtre PCO à l'aide d'une turbine ou d'un ventilateur. Pour être opérationnel, un filtre PCO doit être optimisé sur les points suivants : - puissance UV reçue, - débit de l'épurateur, - vitesse de passage des polluants au niveau du média, -inertie du média et du revêtement PCO à l'action des UV et radicaux hydroxyles, - perte de charge engendrée par le média PCO, - limitation de la création de composés intermédiaires potentiellement toxiques aussi connus sous le nom de sous-produits ou by-products. Dans les applications de traitement d'air, le dimensionnement des différents éléments, ventilateurs, gaines, puissance moteur sont directement liés à la perte de charge, perte de charge dépendant des différents éléments de filtration du système dont le média PC0. Ce point est fondamental tant d'un point de vue coût de l'unité de traitement d'air que de son coût d'exploitation énergétique. Ce sont les présents inventeurs qui ont relevé l'importance de la question de la perte de charge engendrée par le média filtrant. Les filtres déjà proposés pour ce type d'application provoquent souvent une perte de charge trop importante, de sorte qu'ils nécessitent l'usage de ventilateurs plus puissants et plus gourmand en énergie. Pour pallier cet inconvénient, on a alors proposé de baisser la densité du filtre par insertion d'éléments tels que du nid d'abeille, du tissu à fort taux de porosité, de la moustiquaire ou de la mousse céramique, mais alors, de véritables canaux préférentiels étaient créés et l'efficacité du filtre pour l'oxydation des composés organo-volatiles en a été réduite du fait du peu de matériau "efficace" au contact du flux d'air.

Le WO03010106 enseigne le dépôt de revêtement photocatalytique en surface de voiles ou feutres de silice de surface spécifique au moins égale à 10 m2/g, notamment au moins égale à 30 m2/g. Ce document ne suggère pas la notion de faible perte de charge conjugué avec une efficacité suffisante dans l'application visée.

Comme documents de l'art antérieur, on peut encore citer le US4732879A1. Ce document enseigne le dépôt de revêtement catalytique poreux sur substrat flexible fibreux composés de fibres de verre ou céramique. Ce document suggère l'utilisation de tel substrat dans les applications filter bag .

L'invention concerne un média filtrant essentiellement minéral, stable, insensible aux UV et à l'oxydation PCO, ce média combinant une perte de charge compatible avec les exigences des systèmes de traitement d'air et une efficacité forte envers les polluants atmosphériques en raison de sa 3 surface active et d'un effet PCO dans son volume et non pas uniquement un effet de surface comme l'on rencontre habituellement selon l'art antérieur. Le média filtrant selon l'invention est obtenu après dépôt d'un revêtement à action photocatalytique sur un non-tissé du type feutre.

L'invention concerne en premier lieu un média filtrant à action photocatalytique d'au moins 2 mm d'épaisseur, homogène et sans orifice apparent à l'oeil nu, comprenant un feutre de fibres inorganiques dont les fibres sont revêtues d'un revêtement comprenant un catalyseur à action photocatalytique, ledit feutre présentant une masse surfacique comprise entre 30 et 80 g/m2, ledit revêtement représentant 5 à 80% de la masse dudit média, ledit média présentant une perte de charge au gaz inférieure à 150 Pa à 1 m/s en condition non plissé. L'invention concerne également l'utilisation de ce média dans différentes applications, sa mise en forme afin d'augmenter au maximum la surface active "frontale", sa mise en forme afin de diminuer au maximum les problèmes de perte de charge. L'invention concerne d'autre part un procédé ainsi qu'un dispositif de modulation de l'intensité UV et de la vitesse au niveau du substrat au démarrage d'un épurateur et/ou en cas de pic de pollution, de façon à diminuer la formation de composés intermédiaires de réaction pouvant être toxiques. Enfin, d'autres objets de l'invention sont les applications du média PCO et du système d'épurateur PCO en traitement des effluents gazeux d'ozone en atmosphères air intérieur, domestique ou industriel, des vapeurs d'alcool et de solvants dans les industries fortes utilisatrices de ces produits (composites, fabrication de parfum,...). Le media selon l'invention peut être mis en oeuvre pour purifier l'atmosphère de locaux à usage domestique (habitation) , ou de locaux du secteur tertiaire (bâtiment contenant des bureaux ). D'une façon générale, on peut utiliser un feutre de masse surfacique allant jusqu'à 300 g/m2. Cependant, le feutre utilisé dans le cadre de la présente invention, du fait de sa masse surfacique comprise entre 30 et 80 g/m2, offre une très faible perte de charge au gaz le traversant. Le feutre et le media selon l'invention sont plutôt adaptés à la purification en milieu domestique. Notons que pour le secteur tertiaire ou industriel, des substrats de plus grande masse surfacique peuvent être nécessaires, comme par exemple de 200 à 300 g/m2. Une alternative pour les secteurs tertiaire et industriel est l'utilisation de plusieurs media selon l'invention mis en série les uns derrières les autres. Pour ces secteurs, on peut également utiliser un seul média-filtrant comprenant un feutre sur lequel on a appliqué le revêtement catalytique comme expliqué dans la présente demande , sauf que le feutre présente une masse surfacique supérieure à 80 g/m2, par exemple 80 à 300 g/m2. On peut également mettre plusieurs de ces médias en série les uns derrière les autres. Le feutre à utiliser comme substrat peut présenter une densité inférieure à 30 kg/m3. Le feutre à utiliser comme substrat présente généralement une densité allant de 0,5 à 60 kg/m3 et plus généralement de 1 à 30 kg/m3.

Le revêtement photocatalytique formé selon l'invention à la surface des fibres du feutre utilisé comme substrat, représente 5 à 80% et généralement 10 à 50% de la masse du média filtrant. Le catalyseur à action photocatalytique comprend généralement au moins un oxyde du groupe des oxydes suivants : TiO2, ZnO, CeO2. Il comprend de préférence de l'oxyde de titane au moins partiellement cristallisé. Le feutre est une structure fibreuse à fibres minérales. Ces fibres peuvent être à base de silice comme le verre (contenant généralement au moins 30% en poids de silice, le verre pouvant être du type E, C, R, S, D, AR), le verre lavé (fibre de verre lixivié par voie chimique puis possiblement stabilisé thermiquement contenant généralement plus de 90% en poids de silice, et d'une manière standard entre 96% et 99% en poids de silice), en céramique (on peut citer les fibres sur base mullite dont UNIFRAX,THERMALS CERAMICS sont des fournisseurs bien connus, les fibres NEXTEL de 3M, la fibre d'alumine pure commercialisée sous la dénomination commerciale SAFFIL) ou la silice pure (également appelé quartz et comprenant au moins 99% de SiO2 amorphe). Quelques compositions de verre convenant dans le cadre de la présente invention sont données dans le tableau 1 ci-dessous : Verre type E Verre type C verre type AR SiO2 53-55% 60-65% 61% AI203 14-15 % 3,5- 6 % / CaO 17-23 % 14 % 5 % MgO 1% 3% / Na203 0.8% 10% 17% B203 0-8% 5% / Fe203 0,3% 0,5% 0,3% TiO2 0,5% / / ZrO2 / / 10% Tableau 1 On peut également utiliser de la fibre métallique (généralement à base d'acier inoxydable 316 ou 316 L dont les fournisseurs principaux sont Bekaert et UGITECH). Le matériau utilisé est préférentiellement du verre et encore préférablement de la silice afin d'être le plus transparent possible à l'illumination UV dans l'application, car les UV pénètrent alors mieux au coeur du média filtrant pour le rendre plus actif. Pour réaliser un feutre de fibres comprenant de la silice, on peut par exemple procéder en étirant des baguettes de silice fondues de diamètre inférieur à 7 mm dans un brûleur oxy-propane afin de les amener à un diamètre de filament inférieur à 5/10 mm. Ce filament peut alors être ré-étiré par étirage-soufflage à la flamme dans un second bruleur et projeté sur un tapis ou un tambour de réception. Les filaments ainsi obtenus ont généralement un diamètre inferieur à 50 pm, et de manières optimales centrées sur 9 pm, par exemple entre 7 et 15 pm. Des filaments plus gros font généralement perdre de la flexibilité au feutre. Par ce procédé, plusieurs dizaines de filaments peuvent être étirés simultanément. La matière étirée peut être de type quartz, silice, verre, et plus généralement tout type de matériau minéral thermo fusible, ce qui inclut l'alumine et la mullite. Le feutre ainsi obtenu est un non tissé dont la masse surfacique est ajustable en fonction de la vitesse du système de réception (comme un tambour en rotation). On règle le système de réception de manière à obtenir une masse surfacique comprise entre 30 et 80 g/m2. Ces feutres présentent 6 une épaisseur allant de 1 à 200 mm et une densité inferieure à 60 kg/m3. Le média final présente une épaisseur généralement inférieure à celle du feutre utilisée, et généralement allant de 1 à 50 mm et plus généralement comprise entre 2 et 30 mm.

Alternativement à ce procédé d'étirage, on peut partir de fibres déjà existantes de diamètre 7 à 14 pm que l'on coupe à des longueurs inferieures à 150 mm et généralement supérieures à 45 mm. Les fibres coupées sont alors mises en forme de nappe soit par nappage pneumatique, soit par cardage-nappage. La nappe ainsi constituée subit ensuite un pré-aiguilletage suivi d'un aiguilletage aux alentours de 100 coups/m2. Par cette méthodologie, des nappes de masse surfacique comprise entre 60 g/m2 et 2000 g/m2 peuvent être réalisées. Dans les applications PCO concernées par la présente invention, des produits de grammage inferieur à 80 g/m2 seront privilégiés. Ces produits présentent des épaisseurs généralement inférieures à 30 mm, et d'une manière générale des densités inferieures à 70 kg/m3 et même inférieures à 60 kg/m3.La densité et l'épaisseur sont ajustables par l'homme du métier en fonction du nombre de coups/m2 de substrat qu'exerce l'aiguilletage, ce qui densifie plus ou moins le feutre. Le média peut également être préparé par voie papetière (dispersion des fibres dans un pulpeur suivi d'une mise en forme par voie humide papetière) en utilisant, afin de garder une structure essentiellement minérale, un liant précurseur de céramique de préférence du type sol-gel, en particulier avec un précurseur par exemple du type TEOS (Tetraethyl orthosilicate), MTES (Methyltriethoxysilane) qui après calcination se céramisera. Ce liant pourra être déposé localement par point ou suivant un motif prédéfini afin de sauvegarder la flexibilité du feutre. Avec les procédés qui viennent d'être mentionnés, on obtient un feutre sans trou visible à l'oeil nu. La fibre préféré comme feutre support du catalyseur à action photocatalytique est une fibre de quartz (au moins 99% de silice) car elle supporte bien la céramisation du solgel de silice (entre 400 et 600 C), elle est très pure, exempte d'alcalins, et donc particulièrement inerte vis-à-vis du catalyseur, et de plus, elle conduit très bien les UV sans les absorber. 7 Le feutre terminé est ensuite imprégné par une solution comprenant un précurseur organique de silice (comme les TEOS, MTES voir un mélange de plusieurs précurseurs de type alcoxysilanes de formule chimique R'XSi(OR)4_X dans laquelle R et R' sont des radicaux organiques et x un nombre entier allant de 0 à 3), et d'une dispersion d'un composé à action photocatalytique, comme le TiO2 à action photocatalytique ou l'oxyde de Zinc (ZnO), l'oxyde de titane restant néanmoins le catalyseur privilégié du fait de son efficacité élevée dans les applications PC0. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un média comprenant une étape d'imprégnation du feutre de fibres inorganiques par une composition comprenant du Tetraethyl orthosilicate (TEOS) et au moins un alcoxysilane de formule R'XSi(OR)4_X dans laquelle R et R' sont des radicaux organiques et x est un nombre entier allant de 0 à 3, la quantité d'alcoxysilane représentant 10 à 40 % et de préférence 15 à 25 % du poids de TEOS.

La solution d'imprégnation peut être préparée selon les indications contenues dans les W09710186 et W003087002. A titre d'exemple, la solution d'imprégnation peut être préparée par prémélange d'une solution A (précurseur de silice) et d'une solution B (surfactant), une dispersion d'oxyde de titane étant ensuite ajouté audit prémélange. A titre d'exemple, on peut la préparer sur la base des ingrédients indiqués dans le tableau 2 ci-dessous: Réactif Fournisseur et Masse (kg) référence Solution A TEOS PROLABO 5 ref 24 004.290 Ethanol absolu PROLABO 8,34 ref 20 821.467 H20 déminéralisée PROLABO 4,29 pH 1.25 (HCI 1 M) ref 30 024. 290 Solution B Polymère bloc BASF 3,85 d'oxyde de propylène PE6200 et d'oxyde d'ethylene Ethanol absolu PROLABO 40,28 ref 20 821.467 Ajout deAdansB A+B 61,76 Catalyseur C P25 (TiO2à 19,3 % DEGUSSA 33,33 dans l'eau) Ajout de C dans (A+B) C+(A+B) 95,09 Tableau 2 La quantité d'eau est ajustée pour obtenir un volume de 100 litres au niveau de la solution finale. On prépare donc deux solutions A et B que l'on mélange, puis on ajoute une suspension du catalyseur TiO2 dans l'eau à ce mélange de A+B. Les 33,33 kg de C sont la masse de suspension du catalyseur à 19,3% (et non pas de catalyseur pur). Le tableau 3 ci-dessous donne un deuxième exemple de préparation de solution d'imprégnation: Réactif Fournisseur Masse (kg) et référence Solution A TEOS (d=0.93) PROLABO 9,90 (Les ingrédients ref 24 sont mélangés 004.290 jusqu'à limpidité, puis on exerce un chauffage à 60 C pendant 1 h ou à 50 C plus longtemps) Ethanol absolu (d=0.79) PROLABO 8,34 ref 20 821.467 H20 déminéralisée pH 1.25 PROLABO 4,29 (HCI 1M ref 30 024.290) Solution B Polymere Bloc d'oxyde de BASF 3,85 (Les ingrédients propylene et d'oxyde PE6800 sont mélangés d'ethylene jusqu'à dissolution du PE6800) Ethanol absolu (d=0.79) ref PROLABO 40,28 20 821.467 Ajout de A dans B A + B 66,67 Catalyseur C TiO2 à19.3% dans l'eau MILLENIUM 33,33 S5 300A Ajout de C dans C+(A+B) 100 (A+B) Tableau 3 Une composition particulièrement adaptée au dépôt du revêtement fait intervenir comme précurseur de silice un mélange de MTES et de TEOS. En effet le sol-gel obtenu à partir de ce mélange est plus flexible et moins sujet au poudrage si l'on compare à un précurseur 100% TEOS ou 100% MTES. De préférence, on utilise un mélange à 15-30% de MTES pour 85-70% de TEOS.

Le feutre est imprégné en plein bain par la solution d'imprégnation, celle-ci étant aspirée au travers du feutre, lequel est ensuite exprimé (ce qui signifie : pressé pour retirer le jus d'imprégnation) et séché. Le feutre obtenu est ensuite calciné à une température comprise de la température ambiante à 550 C, notamment à environ 450 C, ce qui permet alors de transformer le précurseur de silice en silice. De préférence, la montée en température jusqu'à la température maximale est réalisée avec une vitesse modérée, de préférence inférieure à 6 C par minute. A titre d'exemple, ce traitement thermique peut être celui indiqué dans le tableau 4 ci-dessous: Température Palier Vitesse de montée en température jusqu'au palier ambiante 100 C 2h 3 C/min 150 C 2h 3 C/min 175 C 2h 2 C/min 200 C 10 min 3 C/min 300 C 1h 2 C/min 450 C 1h 1 C/min Tableau 4 Le refroidissement peut être un refroidissement naturel dans l'air ambiant. On obtient ainsi le média filtrant à action photocatalytique selon l'invention. Ce média peut être aspiré par une table aspirante afin d'éliminer les particules (microniques et sub microniques) de revêtement présentant une faible adhésion. Ceci permet d'éviter un poudrage important du média PCO et une génération de particules lors des premiers démarrages de l'épurateur PCO.

Il peut être monté dans des systèmes de cassettes et de réacteurs photocatalytiques. La masse de catalyseur (comme TiO2) est de manière générale inférieure ou égale à 40% en poids et si possible inférieure à 30% en poids, de manière optimale d'environ 15% en poids sur le produit final (média) obtenu. De préférence, la masse de catalyseur est supérieure ou égale à 1% en poids du média final. Dans certains types d'application (application bactéricide, destruction de l'ozone et des composés soufrés de type H2S ou DMDS (Diméthyle- disulfure de formule CH3-S-S-CH3)) on peut doper la composition par au moins un composé comme MnO, Mn2O3, dicyanoanthracène (DCA) ou un composé comprenant au moins l'un des éléments du groupe des éléments V, Cr, Mn, Mo, ln, Sn, Fe, Ce, Co, Cu, Nd, Zn, W, Nb, Ta, Bi, Ni, Ru, Ag, ledit composé étant en concentration inférieure à 0,5 % en masse de la masse de catalyseur, afin d'accentuer l'efficacité du media. Les feutres préparés comme indiqué ci-dessus présentent les propriétés suivantes: - ils sont essentiellement de nature minéral; - ils présentent une perte de charge inferieure à 150 Pa à 1 m/s, et plus généralement inférieure à 50 Pa à 1 m/s et même inférieure à 20 Pa à 1 m/s de gaz; - ils sont homogènes et donc sans chemin préférentiel pour le gaz le traversant ; - ils ne présentent pas de trou visible à l'oeil nu. La réalisation du revêtement photocatalytique peut parfois poser des problèmes d'adhérence sur la fibre, notamment lorsque celui-ci est soumis à des contraintes mécaniques, même faible par exemple lors de manipulation. Le décollement du revêtement se traduit par la formation d'une poudre indésirée. On appelle aussi ce décollement poudrage . Pour réduire cette formation de poudre, l'épaisseur du revêtement peut être diminuée. On peut aussi fixer le revêtement à l'aide d'un polymère. Ce dernier doit cependant résister à l'oxydation sous l'effet conjugué des UV et de l'effet PCO du catalyseur, les puissances reçues étant très souvent comprises entre 2 et 40 mW/cm2 d'UVA, UVB ou UVC. On a découvert que les polymères comprenant du fluor comme le polytétrafluroéthylène (PTFE) ou un silane fluoré (comme les silanes fluorés commercialisé sous la référence F8820, F8810, F8263 par la société DEGUSSA), et à moindre titre un polymère polysiloxane (comme un silicone), possèdent une stabilité suffisante aux UV et à la réaction PCO dans ce type d'application. Le polymère peut être déposé sur les fibres du média à l'état de dispersion dans un liquide, notamment à l'aide d'une dispersion aqueuse. On utilise de préférence une dispersion aqueuse du polymère exempte de tensio-actif ou contenant le moins de tensio-actif possible. En effet, avec certain type de tensio-actif utilisé pour ces dispersions, par exemple pour disperser le PTFE, une forte odeur peut apparaître dans l'application au début de l'utilisation du média filtrant, du fait de la dégradation du tensio-actif sous l'action PCO. Des dispersions de polymère adaptées sont par exemple les dispersions de PTFE commercialisées sous les références TEFLON 30 B, TEFLON 304 A,TEFLON B, TEFLON-3823, commercialisés par la société DUPONT DE NEMOURS. On peut encore citer les polymères silicone de Rhodia silicone comme le Rhodorsil Résine 20 B à 83%, le Rhodorsil Résine 6405, les polymères siloxane de Wacker comme le SILRES H62 C. Le PTFE est un polymère préféré. La dispersion de polymère est appliquée sur le média après le traitement thermique de céramisation ayant conduit à la formation du revêtement à action photocatalytique. Généralement de 0,1 à 5% en poids de polymère par rapport à la masse du média final est déposé sur le média. Le dépôt du polymère peut s'effectuer soit par pulvérisation sur une face ou sur les deux faces de la suspension, soit par immersion-trempage dans la suspension suivit d'un exprimage. Ces imprégnations peuvent généralement être réalisées à la température ambiante, notamment à une température comprise entre 10 et 40 C. Pour le cas ou la dispersion du polymère comprend un tensio-actif, de préférence, on exerce un traitement thermique généralement entre 45 C et 250 C (plutôt entre 150 et 250 C dans le cas d'un polymère fluoré (non du type polysiloxane) , par exemple quelques minutes à 230 C et plutôt entre 100 et 180 C dans le cas d'un polysiloxane fluoré) ou UV (dans ce cas à forte intensité UV, notamment entre 15 et 100 mW/cm2) après l'application de la dispersion de polymère et avant la véritable utilisation afin de mieux éliminer les surfactants ou tensio-actifs utilisés pour disperser le polymère dans la dispersion, notamment les polymères fluorés en dispersion aqueuse. De manière fortuite, il a de plus été découvert que les substrats PCO dont le revêtement comprend un polymère hydrophobe, notamment fluoré ou du type polysiloxane, peuvent flotter à la surface de l'eau. De tels médias présentent un fort intérêt pour purifier l'atmosphère émanant d'un bassin de décantation, d'une station d'épuration, d'une lagune (d'usines), etc.... En effet, le média peut être découpé en morceaux de surface allant de quelques mm2 à quelques cm2, versés à la surface de l'eau à traiter. Du fait de son caractère flottant, le média se répartit aisément à la surface de l'eau (sans ajout de surcoûts important tels que des bâches flottantes montées sur flotteur). Le média adsorbe alors les polluants émanant de l'eau polluée et les oxyde sous l'action des UV solaire. Ce principe est très économique pour réduire très sensiblement les émanations nauséabondes et parfois dangereuses en termes de composés chimiques de ce type d'installation. Ainsi, l'invention concerne également un procédé de purification de l'air au-dessus d'une eau contenant des impuretés et générant des composés organo volatils dans l'air au-dessus de ladite eau, grâce au placement à la surface de l'eau d'un média filtrant à action photocatalytique, auto flottant (selon l'invention), au moyen d'un revêtement adapté lui permettant de flotter. Ce revêtement comprend de préférence un polymère hydrophobe appliqué sur les fibres dudit média.

Le média selon la présente invention combine une surface active et homogène (sans chemin préférentiel apparent pour l'air) sur toute la surface du média avec une très faible perte de charge, notamment du fait de son très faible grammage (ou masse surfacique) et de sa faible densité apparente associée. De plus, le média présentant une forte épaisseur, il permet d'avoir une efficacité d'oxydation photocatalytique (efficacité PCO) dans toute son épaisseur. Une manière simple de caractériser l'activité photocatalytique d'un média est de tester en mode traversant le pourcentage de dégradation d'un polluant spécifique, comme le méthanol, dans un réacteur de laboratoire. A cette fin, un réacteur mis au point par l'équipe du professeur PICHAT de l'Ecole Centrale de Lyon est couramment utilisé dans les milieux universitaires et laboratoires. Ce réacteur est généralement constitué d'un corps en acier Inox à l'intérieur duquel est placé un disque de média, par exemple de diamètre 47 mm. En partie haute du réacteur une illumination UV à partir d'une lampe HPK 125 W est réalisée au travers d'une fente en silice. La puissance d'illumination est réglée en ajustant la distance lampe Média. Une puissance de 5 mW d'UVA par cm2 de média, mesuré à 365 nm mesuré au niveau du média, est généralement utilisée. En amont du réacteur, un flux constant d'air filtré contenant 300 ppm du polluant (notamment de méthanol) est introduit à raison de 350 ml/mn. En aval du réacteur après traitement PCO, la concentration de polluant est alors mesurée, généralement par chromatographie. Il est important de s'assurer de la minéralisation (conversion en CO2 et H2O) du polluant en vérifiant l'équilibre chimique afin de ne pas avoir uniquement des phénomènes d'adsorption pur comme l'on peut retrouver avec les systèmes du type charbon actif. Ce test appliqué au méthanol est appelé test méthanol par la suite. Le média filtrant selon l'invention, en condition non plissé, occasionne une perte de charge inferieure à 150 Pa à 1 m/s de gaz, et même généralement inférieure à 50 Pa à 1 m/s et même inférieure à 20 Pa à 1 m/s de gaz, ce qui est remarquablement faible, tout en procurant une excellente purification. En cas de forte concentration en polluant dans l'atmosphère à traiter (par exemple lors de pics de pollution ou au début du traitement de dépollution par le média filtrant selon l'invention, ce qui peut aisément être détecté par des capteurs de composés organovolatils), la formation de produits intermédiaires tels que formaldéhyde, acétaldéhyde ou acétone est d'autant plus marquée que le débit et/ou la puissance UV est importante. Ces dérivés étant pour certains particulièrement toxiques, afin de pallier leur formation, il est alors recommandé (si ces conditions particulières se produisent), de manière momentanée, de : - diminuer fortement l'intensité UV et/ou - diminuer fortement le débit de l'épurateur, c'est-à-dire la vitesse de passage du gaz à traiter à travers le média filtrant. En conjuguant ces deux actions, un épurateur photocatalytique permet une purification de l'air efficace sans augmenter les taux de produits intermédiaires nocifs durant les premières minutes du démarrage de l'appareil ou de flux du pic de polluant. Par la suite, l'intensité UV et le débit de l'appareil peuvent être remontés à leur valeur nominale afin d'assurer un effet PCO maximal. Afin d'augmenter encore l'efficacité du système de réacteur photocatalytique selon l'invention, on peut jouer sur l'augmentation de la surface de média actif et la diminution de la perte de charge. Si la mise en place de plusieurs média filtrant en série permet d'augmenter la surface active, la perte de charge en est cependant augmentée corrélativement. Afin d'atteindre cet objectif , on peut conjuguer l'augmentation de surface de médias photocatalytique actifs avec une augmentation de la surface frontale , la perte de charge étant d'autant plus faible que la surface frontale au contact du flux d'air est importante . A cette fin, le média selon l'invention peut être disposé dans une cassette de filtration de façon à offrir une surface plus longue au gaz à traiter. Ainsi, au lieu d'être disposé en une simple épaisseur linéaire transversalement par rapport à la direction du gaz, on peut luiconférer une forme comprenant au moins un angle, comme une forme en V, W, etc (jusqu'à former un véritable accordéon ) ou lui donner une structure plissée. Le média peut aussi être placé dans des cassettes articulées suivant les designs précédant permettant de placer la cassette dans un réacteur avec le minimum d'espace perdu. Ce point est particulièrement intéressant dans les systèmes d'air conditionné domestiques. En effet très souvent, les gaines d'aspirations sont coudées très rapidement derrière les éléments de filtration poussière. Dans la mesure où les systèmes d'épurateur PCO sont placés dans la zone de filtration poussière, l'encombrement du réacteur PCO doit être limité. Un tel système de cassette articulé permet de s'affranchir de l'encombrement d'un système à angle(s) pour sa mise en place tout en profitant de la forme à angle(s) une fois en position de travail ce qui permet de diminuer la perte de charge du système. La cassette peut donc être insérée droite (sans angle) dans la fente permettant de l'introduire dans le réacteur PCO et la forme à angle(s) est prise automatiquement à l'intérieur du réacteur au moment de l'insertion. Les figures 3a et 3b montrent des filtres PCO à l'intérieur desquels le média PCO a une forme en V ou W. Ainsi, l'invention concerne également une cassette à filtre comprenant au moins un angle et contenant un média PCO, ledit angle étant le cas échéant articulé. L'épurateur PCO selon l'invention est notamment destiné à des applications de purification de l'air domestique. Une des applications majeures est la réduction de l'ozone en ambiance domestique. Grâce à l'invention, une efficacité de réduction de l'ozone de 90% peut être atteinte. L'épurateur PCO selon l'invention sert également à la purification de l'air en milieu tertiaire, commercial, ou industriel. Dans ce type d'application, il est recommandé d'utiliser des médias selon l'invention en série pour générer une masse surfacique plus élevée par rapport à ce qui convient pour le milieu domestique. Par exemple, dans le cadre d'une utilisation dans un environnement de restauration industrielle équipé de système de nettoyage de graisse (à partir d'ozone), un média à 50g/m2 ne permet généralement pas d'abattre des taux d'ozone suffisamment important à hauteur de 300 ppb en une passe à 1 m/s. Il est alors nécessaire d'utiliser des médias selon l'invention en série (c'est-à-dire les uns après les autres, le cas échéant en contact), généralement entre 2 à 10 médias, plus particulièrement 3 à 6 médias, ce qui permet en une passe d'oxyder par exemple 150 ppb des 300 ppb d'ozone présents dans le gaz d'entrée, la puissance UV reçue par filtre étant de 50 mW/cm2 d'illumination UVC. Ce type de procédé peut être envisagé notamment au niveau des exécutoires de cuisine industriels dans lesquels de l'ozone est généré pour éliminer les graisses déposées au niveau des hottes de captation des cuisines. Il s'en suit une forte odeur et concentration d'ozone qui peut être détruit par le système PCO selon l'invention. Le système PCO selon l'invention peut être également utilisé dans des applications industrielles telles que les hangars ou réfrigérateurs de stockage de produits végétaux fragiles (comme les fruits, légumes, fleurs). Dans ce cadre, il est important de diminuer la concentration d'éthylène dans le hangar pour ralentir le murissement des fruits ou le fanage des fleurs. L'invention concerne aussi l'utilisation du média ou de l'épurateur ou du dispositif selon l'invention pour purifier l'air d'un hangar ou d'un réfrigérateur contenant un végétal, notamment un fruit ou légume ou une fleur. Le système PCO selon l'invention est également très efficace sur la dégradation des alcools (méthanol, éthanol, propanol) et des solvants par exemple utilisés dans l'industrie des résines, des composites ou la fabrication de parfums. Dans ce type d'application, il est nécessaire de travailler dans des conditions réglementées ATEX (l'expression ATEX provenant de ATmosphères Explosives ) afin d'éviter tout risque d'explosion. Une des problématiques est la nature du média filtrant PCO qui doit être essentiellement minéral afin d'éviter tout risque d'inflammation. Notamment, de préférence, pour les applications ATEX, on n'applique pas de post imprégnation polymère sur le média pour limiter le poudrage. Le média de la présente invention est alors composé d'un substrat (feutre) minéral avec un revêtement minéral dopé à l'oxyde de titane et répond parfaitement au cahier des charges des applications PCO en milieu ATEX.

Le système PCO selon l'invention contient une source de lumière nécessaire à l'activation catalytique du revêtement d'oxyde de titane. Cette source peut être une lampe UVA, UVB ou UVC à vapeur de mercure ou de Xénon. Par ailleurs, l'invention concerne également des dispositifs d'éclairement particulier d'un média PCO, convenant au média PCO selon l'invention ou tout autre média PCO. Ces dispositifs sont intéressants notamment du point de vue du gain énergétique, de diminution des coûts de maintenance ou de la conformité ATEX. Le dispositif d'éclairement du média fibreux peut être réalisé avec une LED UVA, UVB ou UVC avec une puissance d'éclairement d'au moins 1 mW/cm2. Un tel système permet de conjuguer une consommation énergétique minimale avec une efficacité notable. De plus ce type de système d'éclairement autorise des designs très particuliers avec optimisation de l'éclairement du média. Ainsi, l'invention concerne également un épurateur de gaz comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) et un système d'illumination par UV dudit média, ledit système d'illumination comprenant une LED, de préférence UV, générant une intensité reçue par le média au moins égale à 1 mW/cm2 de média.

Le dispositif d'éclairement du média fibreux peut être réalisé par un guide de lumière, par exemple une fibre optique: ce système permet d'éloigner la source de la zone d'éclairement et ainsi de créer relativement aisément une zone ATEX dans le réacteur PCO. Ainsi, l'invention concerne également un épurateur de gaz comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) et un système d'illumination par UV dudit média, ledit système d'illumination comprenant au moins un guide de lumière (comme une fibre optique) pour amener la lumière audit média. Dans les applications industrielles, il n'est pas rare de trouver des zones ATEX (exutoires, captation). A ce jour les lampes UV classiques ne sont pas homologuées ATEX en raison de la fragilité de leur enveloppe. Un système d'éclairage par guide de lumière permet de sortir la lampe de la zone ATEX et rend ainsi le système conforme aux nécessités des zones ATEX. Les systèmes suivants peuvent être envisagés : • à partir d'une source UV on peut amener plusieurs torons de guide de lumière (par exemple de type fibre optique) dans le réacteur. Ces torons servent de guide pour amener l'énergie lumineuse dans le réacteur .Par exemple, on peut envisager un toron tous les cm2 de substrat de manière à répartir l'énergie UV de manière la plus homogène possible dans le réacteur. Le principe d'un tel système est représenté sur la figure 14. • à partir d'une source, on peut amener un toron unique de guide de lumière (comme de la fibre optique) dans le réacteur. Ce toron illumine alors un réflecteur ou un miroir muni d'une courbure adaptée et la lumière UV est réfléchie par ce miroir ou ce réflecteur de manière la plus homogène possible dans le réacteur. Le principe de ce système est représenté sur la figure 15. L'utilisation de tout autre système diffuseur peut permettre également d'atteindre cet objectif. Le dispositif d'éclairement du média fibreux peut également être centralisé vis-à-vis de plusieurs réacteurs PC0. Cela permet d'avoir une zone unique de génération d'UV relayée par un système d'éclairement par guide lumière (par exemple de type fibre optique) de différents média PC0. Ce système procure un gain énergétique non négligeable en évitant la nécessité d'avoir de multiples sources, en réduisant la consommation des ballasts et les pertes inévitables dues à des systèmes multi-sources. Le principe de ce système est représenté sur la figure 16. Ainsi, l'invention concerne également un dispositif pour purifier l'air comprenant plusieurs épurateurs d'airs comprenant chacun un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non), et comprenant une source d'éclairage unique des médias des épurateurs. Ainsi, l'invention concerne également un épurateur de gaz comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) et un système d'illumination par UV dudit média, ledit système d'illumination comprenant des guides de lumière (par exemple de type fibres optiques) et/ou une lumière froide. Le dispositif d'éclairement du média fibreux peut être réalisé par lampe plane. Ce système permet une illumination extrêmement homogène de l'ensemble de la surface du média PCO et par la même augmente le rendement d'oxydation et donc l'efficacité du système. Ainsi, l'invention concerne également un épurateur de gaz comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) et un système d'illumination par UV dudit média, ledit système d'illumination comprenant une lampe plane.

Quand on fait fonctionner le système PCO dans une atmosphère polluée en COV, la concentration en ces COV peut être assez importante en début de fonctionnement. Cette forte concentration en COV peut se traduire par la formation indésirée de composés intermédiaire (formaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acétone) également nocifs suite au fonctionnement du système PCO selon l'invention. C'est pourquoi, il est recommandé, en cas de concentration en COV supposée importante, de démarrer le fonctionnement du système PCO selon l'invention en mode atténué, soit en réduisant la puissance UV, soit en réduisant le débit gazeux, ou les deux. Après un certain temps, lorsque la concentration en COV est plus faible, on peut augmenter la puissance de fonctionnement. Une illumination atténuée en UV (pour un début de fonctionnement) est par exemple inférieure à 8 et même inférieur à 7,5 mW/cm2. Un débit gazeux atténué est par exemple inférieur à 60% et même 50% du débit gazeux nominal. Le tableau 5 ci-dessous donne les concentrations en certain COV mesurées de façon courante dans les chambres d'habitation. Ces valeurs sont les résultats de plusieurs centaines de mesures. La colonne de droite concentration critique du tableau 5 indique, à titre indicatif, les concentrations à partir desquelles on recommande de réduire le régime de fonctionnement de l'épurateur PCO selon l'invention, par réduction du débit gazeux le traversant et/ou par réduction de l'intensité UV illuminant le média PCO. L'invention concerne donc un procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) et un système d'illumination par UV dudit média, de sorte que lorsque la concentration en un composé dans le gaz est supérieure à une valeur V1, le régime de fonctionnement de l'épurateur est inférieur à son régime lorsque la concentration en le composé dans le gaz est inférieure à une valeur V2, V2 étant inférieur ou égal à V1. Dans le cas du formaldéhyde (impureté très fréquente), il est recommandé de réduire le régime de fonctionnement de l'épurateur lorsque la concentration en formaldéhyde est supérieure à 30 pg/m3. On peut augmenter le régime de fonctionnement lorsque la concentration en formaldéhyde est inférieure à 30 pg/m3. Plus généralement, on peut faire fonctionner l'épurateur avec un régime de fonctionnement réduit lorsque la concentration en formaldéhyde est supérieure à une valeur V1 comprise entre 0,3 et 80 pg/m3 puis augmenter le régime de fonctionnement lorsque la concentration en formaldéhyde est inférieure à une valeur V2 comprise entre 0,3 et 80 pg/m3, V2 étant inférieur ou égal à V1. Valeurs usuelles (chambres d'habitation) Médiane Minimum Maximum Concentration critique ug/m3 ug/m3 ug/m3 ug/m3 Formaldéhyde 24,0 2,0 74,8 30,0 Hexaldéhyde 17,0 0,7 138,0 22,0 Toluène 15,6 3,6 145,2 20,0 Acétaldéhyde 12,0 1,4 78,0 15, 0 Limonène 8,9 1,5 71,2 11,0 Isobutyraldéhyde / Butyraldehyde 8,8 0,7 24,0 11,0 Undécane 6,9 1,1 146,2 8,0 a-Pinène 5,9 0,7 262,1 7,0 Décane 5,9 0,7 105,5 7,0 Valéraldéhyde 5,0 0,7 27,0 6,0 (m+p)-Xylenes 4,7 1,6 76,7 6,0 1,2,4-Triméthylbenzène 2,4 0,7 55,4 4,0 Isovaléraldéhyde 2,1 2,1 3,0 4,0 Ethylbenzène 2,0 0,7 24,5 4,0 o-Xylène 1,8 0,7 24,6 4,0 Benzène 1,8 0,7 14,1 4,0 1-Méthoxy-2-propanol 1,7 0,7 32,1 4,0 Tétrachloroéthylène 1,4 0, 7 73,6 4,0 Butyl acétate 1,4 0,7 40,9 4,0 1,4-Dichlorobenzène 1,4 0,7 293,2 4,0 2-Ethyl-1-hexanol 1,0 0,7 12,1 3,0 2-Butoxyéthanol 0,7 0,7 14,0 2,0 1,1,1-Trichloroéthane 0,7 0,7 6,1 2,0 Trichloroéthylène 0,7 0,7 41,8 2,0 Styrène 0,7 0,7 5,3 2,0 2-Ethoxyéthanol 0,7 0,7 7,6 2,0 2-Ethoxyéthyle acétate 0,7 0,7 2,2 2,0 Benzaldéhyde 0,7 0,7 2,0 2,0 Tableau 5 Afin de pouvoir détecter si le gaz à purifier (généralement l'air) 15 dépasse les valeurs pour lesquelles il est recommandé de réduire la puissance de l'épurateur, l'épurateur selon l'invention est avantageusement muni d'un analyseur de composé organovolatil. L'épurateur peut fonctionner de façon totalement automatisée selon les teneurs en composé organovolatil transmise par l'analyseur : fort régime lorsque la teneur est inférieure à une certaine valeur, faible régime lorsque la teneur est supérieure à une certaine valeur. Ainsi, l'invention concerne également un épurateur de gaz (généralement l'air) comprenant un média filtrant à action photocatalytique (selon l'invention ou non) comprenant un moyen de variation du débit de gaz le traversant ou (ce qui signifie et/ou) de variation de l'intensité de l'illumination UV. L'épurateur peut comprendre un analyseur de composé organo volatil et un moyen de réglage automatique de la vitesse du gaz le traversant ou de réglage de l'intensité de l'illumination UV en fonction de la teneur en composé organo volatil analysé par l'analyseur. L'épurateur peut analyser le gaz entrant ou le gaz sortant, mais analyse généralement le gaz entrant. Le réglage de la vitesse de gaz et ou de l'intensité lumineuse peut être également tout simplement modulé en fonction du temps. Par exemple lors du démarrage d'un épurateur dans une pièce comportant des polluants, il est recommandé de travailler avec une faible vitesse de gaz et/ou une faible illumination UV par exemple durant 2h, le temps d'avoir purifié suffisamment la pièce, puis de passer en régime nominal .Un tel système évite de former des sous-produits par exemple au démarrage de l'épurateur. L'épurateur peut donc comprendre un moyen de temporisation (c'est-à-dire un moyen mesurant ou déterminant le temps ou déclenchant un dispositif au bout d'un certain temps) permettant de commander le régime modéré ou plus fort de l'épurateur. L'épurateur peut donc comprendre un moyen de temporisation et un moyen de réglage automatique de la vitesse du gaz le traversant et/ou de réglage de l'intensité de l'illumination UV en fonction du temps déterminé par le moyen de temporisation. On peut faire appel à ce système reposant sur le temps, lors de la détection d'un pic de pollution par un système indépendant ou non de l'épurateur, comme par exemple une information communiquée à la radio, pour mettre le système en mode à régime réduit (faible vitesse de gaz et/ou faible illumination UV) pour un temps prédéfini , le régime de purification plus fort s'enclanchant ensuite automatiquement dès la fin du temps prédéfini. La figure 1 représente très schématiquement la structure d'un épurateur PCO selon l'invention, contenant deux couches 2 de média PCO.

Le flux de gaz est représenté par des flèches épaisses, la flèche de gauche représentant le gaz entrant, la flèche de droite représentant le gaz sortant. Entre les deux couches 2 de média PCO sont placées des lampes UV 3. Un ventilateur 5 assure la circulation d'air. Tous ces éléments sont placés dans un caisson en acier inox 1. La distance 4 entre la lampe UV et les média peut être de 20 mm. Un tel épurateur pourrait de plus comporter un pré filtre à particule dès l'arrivée d'air, c'est-à-dire placé à gauche du premier média PCO. La figure 2 représente la structure d'un épurateur PCO selon l'invention, contenant une seule couche de média PCO 2. Le flux d'air est représenté par des flèches épaisses. Une lampe UV 3 illumine le média 2. Un ventilateur 5 assure la circulation d'air. Tous ces éléments sont placés dans un caisson en acier inox 1. La distance 4 entre la lampe UV et les média peut être de 20 mm. Un tel épurateur pourrait de plus comporter un pré filtre à particule dès l'arrivée d'air, c'est-à-dire placé à gauche du premier média PCO. Les figures 3 montrent des modules à filtres PCO à l'intérieur desquels le média PCO a une forme en V ou W. Le module comprend une enveloppe 6 généralement métallique (inox, acier zingué ou aluminium) contenant un pré filtre à particules 7, une lampe UV 8, une cassette 9 à média photo catalytique, articulée ou non. La cassette est rentrée dans l'ensemble par une ouverture 10. Selon la place disponible pour l'ouverture de l'enveloppe, on décide si la cassette doit être articulée ou non. Par exemple, une cassette articulée peut être rentrée droite dans le module à travers l'ouverture 10 (figure 3c) puis pliée en V grâce à l'articulation 11 (voir figure 3a). La cassette peut comprendre trois articulations 12 pour prendre une forme en W comme sur la figure 3b. Les figures 4 à 13 donnent les résultats d'épuration de l'air pollué par diverses molécules grâce à un média selon l'invention. Les figures 4 à 11 correspondent aux résultats des exemples 24 à 31 et les figures 12 et 13 correspondent aux résultats des exemples 33 et 34. La figure 14 représente le principe de l'éclairement du média filtrant par l'intermédiaire de plusieurs guides lumière (par exemple fibres optiques) amenées au réacteur PCO 15. En figure 14 a), on voit qu'à partir de la source de lumière UV 13, plusieurs torons de guide lumière 14 amènent la lumière dans le réacteur 15 en vue d'éclairer le média PCO. Sur la figure 14 b), on voit la répartition de l'arrivée de huit guides lumière 14 sur la section du réacteur 15 de manière à répartir l'énergie UV de manière la plus homogène possible dans le réacteur 15. La figure 15 représente le principe de l'éclairement du média filtrant par l'intermédiaire d'une seule guide lumière (par exemple fibre optique) amenée au réacteur PCO 21. A partir de la source UV 16, un toron unique 17 de guide lumière amène la lumière UV dans le réacteur 21. Dans le cas représenté, le guide lumière traverse le média 18 jusqu'au point d'illumination 19 en bout de guide lumière. Ce toron illumine alors un miroir 20 muni d'une courbure adaptée et la lumière UV est réfléchie (flèches) par ce miroir de manière la plus homogène possible dans le réacteur vers le média 18. La figure 16 représente le principe de l'éclairement de plusieurs médias PCO contenus dans plusieurs réacteurs PCO 22, par l'intermédiaire de guides lumière (par exemple fibres optiques) 23 reliées à un unique générateur d'UV 24. Le dispositif d'éclairement est donc centralisé vis-à-vis de plusieurs réacteurs PCO. Cela permet d'avoir une zone unique de génération d'UV relayée par un système d'éclairement par guide lumière de différents média PCO. Ce système évite la nécessité d'avoir de multiples sources.

EXEMPLES 1 à 13 (évaluation de poudraqes) Des feutres sont réalisés de la manière qui suit. Des baguettes de silice fondues de diamètre 4,4 mm sont étirées dans un brûleur oxy-propane afin de les amener à un diamètre de filament de 0,2 mm. Ce filament est alors ré-étiré par étirage-soufflage à la flamme dans un second bruleur afin d'obtenir un diamètre moyen de 9 pm et projeté sur un tapis ou un tambour de réception. La vitesse du tambour est réglée de telle manière à obtenir les masses surfaciques des feutres figurant dans le tableau ci-dessous (2eme tableau). Le feutre obtenu est alors imprégné par la préparation obtenu par la recette indiquée dans le tableau 6 ci-dessous : Réactif Fournisseur et Masse (kg) référence Solution A TEOS PROLABO X ref 24 004.290 MTES DEGUSSA Y Ethanol absolu PROLABO 8,34 ref 20 821.467 (Les ingrédients sont mélangés jusqu'à limpidité, puis on exerce un chauffage à 60 C pendant 1 h ou à 50 C plus longtemps) H20 déminéralisée à PROLABO 4,29 pH 1.25 (HCI 1M) ref 30 024.290 Solution B Polymère Bloc d'oxyde BASF 3,85 de propylène et d'oxyde PE6800 d'éthylène (Les ingrédients sont mélangés sous chauffage à 50 C jusqu'à Ethanol absolu PROLABO 40,28 ref 20 821.467 dissolution du PE6800) Ajout de A dans B A + B Catalyseur C TiO2 à 19.3% dans MILLENIUM Z l'eau S5 300A Ajout de C dans A ajuster avec de l'eau pour un total de 100 litres. (A+B) Tableau 6 Différents essais ont été réalisés avec différentes quantités en TEOS, MTES et catalyseur TiO2 comme rapporté dans le tableau 7 ci-dessous.

Exemple X Y Z Autres paramètres Efficacité Poudrage (TEOS) (MTES) (TiO2) PCO (mg/m2) (ppm) N 1 Référence : aucune 0 0,2 (comparatif) imprégnation N 2 Exemple 10 dont la 35 0,6 solution d'imprégnation a été diluée 5 fois dans l'eau N 3 9,9 10,6 120 0,7 N 4 9,9 15,15 180 0,8 N 5 9,9 22,72 200 2,9 N 6 9,9 22,72 Aspiré 90 s sur une 200 1,3 table aspirante avec une vitesse d'aspiration de 1 m/s N 7 9,9 22,72 180 1,3 N 8 3,96 5,94 22,72 160 1 N 9 7,62 2,27 22,72 200 0,75 N 10 9,9 33,33 170 2,6 N 11 9,9 22,72 Avec post 150 0,95 imprégnation de silane DYNASILAN 8820 de Degussa à hauteur de 0,4 0/0 N 12 9,9 22,72 Pulvérisation de 170 0,8 Rhodorsil sur les 2 faces du média à hauteur de 0,3 0/0 N 13 9,9 22,72 Pulvérisation de 230 0,1 PTFE sur les 2 faces du média à hauteur de 0,3 0/0 Tableau 7 Le feutre imprégné subit ensuite un traitement thermique dans les conditions du tableau 4 déjà vu plus haut. Le média final obtenu présente une masse surfacique après imprégnation d'environ 120 g/m2, une épaisseur apparente de 20 mm, et sa teneur en oxyde de titane est de l'ordre 20% en poids (sauf cas N 1 : pas de catalyseur et N 2 : moins de 4% de catalyseur). Des mesures pour évaluer la tendance au poudrage du revêtement sont ensuite réalisées à partir d'échantillons de 100 x 100 mm2 de média PC0. Les échantillons sont placés dans un tamiseur de type FRITSH/Labogerdebau durant 30 minutes avec une amplitude de 4 (valeur spécifique à la machine). A l'issu des 30 minutes, le résidu est pesé et la perte de masse est rapportée à 1 m2 de substrat. Les valeurs sont moyennées sur 5 échantillons. Les résultats sont rapportés de manière comparative dans le tableau 7. Les résultats sont exprimés en poudrage , c'est-à-dire la quantité de poudre formée par unité de surface de média (en mg/m2), et en efficacité PCO sur la base du test méthanol déjà décrit plus haut. Cette efficacité est exprimée en quantité de méthanol oxydé en ppm. Notamment, l'essai n 13 est excellent car il allie une très bonne activité PCO à un très faible poudrage.

EXEMPLES 14 à 23 (oxydation du méthanol) On utilise un réacteur constitué d'un corps en acier Inox à l'intérieur duquel est placé un disque de média de diamètre 47 mm. En partie haute du réacteur une illumination UV HPK 125 W est réalisée au travers d'une fente en silice. La puissance d'illumination est réglée en ajustant la distance lampe Média. Une puissance de 5 mW/cm2 à 365 nm(de média) d'UV mesuré au niveau du média est utilisée. En amont du réacteur, un flux constant d'air filtré contenant 300 ppm de méthanol est introduit à raison de 350 ml/mn. En aval du réacteur après traitement PCO, la concentration de méthanol est mesurée par chromatographie en phase gazeuse. On s'assure de la minéralisation du polluant (conversion en CO2 et H20) en vérifiant l'équilibre chimique afin de ne pas avoir uniquement des phénomènes d'adsorption pur comme l'on peut retrouver avec les systèmes du type charbon actif. Le tableau 8 donne les conditions opératoires plus précises de réalisation du média ainsi que l'efficacité observée sur différents médias dans le cadre du test méthanol déjà expliqué plus haut. Exemple Grammage TEOS MTES Provenance TiO2 Autres Efficacité N feutre TiO2 paramètres PCO (ppm) 14 200 g/m2 9, 9 Millenium 33,33 240 S5 300 A 15 80 g/m2 9,9 Millenium 33,33 200 S5 300 A 16 80 g/m2 9,9 Millenium 33,33 Aspiration de la 200 S5 300 A préparation de catalyseur 90 s sur une table aspirante avec une vitesse d'aspiration de 1 m/s 17 65 g/m2 9,9 Millenium 33,33 170 S5 300 A 18 80 g/m2 9,9 Degussa 33,33 120 P25 19 80 g/m2 9,9 Millenium 33,33 Pulvérisation de 230 S5 300 A PTFE sur les 2 faces du média à hauteur de 0,3 % 20 80 g/m2 7,62 2,27 Millenium 33,33 200 S5 300 A 21 65 g/m2 9,9 Millenium 33,33 180 S5 300 A 22 Média commercialisé par Toshiba de densité 0,7 Mousse 170 (comparatif) Céramique PCO gr/cm3 en 10 mm d'épaisseur. 23 Papier PCO + charbon actif, Alhstrom de référence Feutres 110 (comparatif) Polyester PCO + Charbon actif 1054 Tableau 8 EXEMPLES 24 à 31 (oxydation de molécules organiques à différents débits et intensité d'illumination) Des baguettes de silice fondues de diamètre 4,4 mm sont étirées dans un brûleur oxy-propane afin de les amener à un diamètre de filament de 0,2 mm. Ce filament est ensuite ré-étiré par étirage-soufflage à la flamme dans un second brûleur afin d'obtenir un diamètre moyen de 9 pm et projeté sur un tambour de réception. La vitesse du tambour est réglée de manière à obtenir une masse surfacique du feutre de 80 g/m2. Le feutre est alors imprégné conformément à la recette du tableau 9 ci-dessous : Réactif Fournisseur et Masse (kg) référence TEOS PROLABO 7,00 ref 24 004.290 MTES DEGUSSA 2.9 Solution A Ethanol absolu PROLABO 8,34 ref 20 821.467 H20 déminéralisée à PROLABO 4,29 (Les ingrédients ref 30 024.290 sont mélangés pH 1,25 (HCI 1M) jusqu'à limpidité, puis on exerce un chauffage à 60 C pendant 1 h) Polymère bloc d'oxyde BASF 3,85 Solution B de propylène et d'oxyde PE6800 d'éthylène (Les ingrédients Ethanol absolu PROLABO 40,28 sont mélangés ref 20 821.467 sous chauffage à 50 C jusqu'à dissolution du PE6800) Ajout de A dans B A + B 66,67 Catalyseur C TiO2 (19.3% dans l'eau) MILLENIUM 33,33 S5 300A Ajout de C dans A + (A+B) 100 (A+B) Tableau 9 Le feutre imprégné subit ensuite un traitement thermique dans les conditions du tableau 4 déjà vu plus haut.

Le média filtrant obtenu présente une épaisseur apparente de 20 mm. Le feutre présente une masse totale après imprégnation de 120 g/m2, le taux d'oxyde de titane étant de 20% de la masse totale du média. L'efficacité du média photocatalytique a été mesurée en le plaçant dans un épurateur PCO de débit 130 m3/h, la vitesse frontale étant de 1 m/s, la puissance d'illumination reçue de 15 mW d'UVC par cm2 de média (ces valeurs ont été mesurées par un radiomètre BIOBLOCK VLX-3W avec une sonde 254 nm). L'enceinte est en acier inoxydable et mesure 1 m3. L'épurateur est en acier inoxydable. Il est muni de 3 lampes TUV Philips 36 W placées à 20 mm du ou des média PCO. La surface de média est de 270X420 mm2. L'épurateur PCO contient un ou deux média comme représenté sur les figures 1 et 2 .Le ventilateur est placé derrière le ou les filtres PCO. A l'aide d'un perméamétre un mélange de polluant est introduit dans l'enceinte à raison de 1,951/min. Ce mélange est constitué de benzène, toluène, o-xylène,décane, limonène et formaldéhyde. De l'air filtré neuf est introduit à raison de 21 1/min et un système en sortie pompe 23 1/min de l'atmosphère ceci afin de simuler le taux de renouvellement d'air neuf existant dans toute construction. En cas de forte concentration en COV, et afin de diminuer la formation d'intermédiaire de réaction pouvant être nocif comme le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acétone, il est important de travailler avec des taux d'illumination d'UV pas trop importants ainsi que des débits modérés ceci afin d'augmenter le temps de réaction au sein du substrat et de permettre une oxydation plus complète des composés organiques (ce qui inclut ces éventuels composés intermédiaires indésirés) au sein du substrat. La signification des différentes abréviations est la suivante : 1 F : - 1 Média PCO 2F : - 2 médias PCO de part et d'autre de la lampe UV Dmax: - Débit maximum (130 m3/h) D1/2 : - Débit maximum divisé par 2 UV Max : - Illumination UV au maximum UV/2 : - Illumination UV maximum divisé par 2 UV min : - Illumination UV reçue 2 mW/cm2. 30 Les résultats sont donnés par les figures 4 à 11. Le moment pour lequel l'épurateur fonctionne est indiqué sur les figures par la double-flèche épurateur en marche . Au vue des différentes courbes, l'oxydation des différents composés benzène, toluène, décane, xylène, limonène grâce au filtre PCO selon l'invention est très nette. Corrélativement, il apparait que la formation de produits intermédiaires tels que formaldéhyde, acétaldéhyde, acétone est d'autant plus marquée que le débit et la puissance UV est importante.

EXEMPLE 32 (ozone) Des baguettes de silice fondues de diamètre 4,4 mm sont étirées dans un brûleur oxy-propane afin de les amener à un diamètre de filament de 0,2 mm. Ce filament est alors ré-étiré par étirage-soufflage à la flamme dans un second brûleur afin d'obtenir un diamètre moyen de 9 pm et projeté sur un tambour de réception. La vitesse du tambour est réglée de telle manière à obtenir une masse surfacique du feutre de 65 g/m2. Le produit est alors imprégné par la préparation obtenu selon la recette du tableau 10 ci-dessous : 5 10 Réactif Fournisseur et Masse (kg) référence TEOS PROLABO 5,00 Solution A ref 24 004.290 MTES DEGUSSA 4.9 Ethanol absolu PROLABO 8,34 (Les ingrédients ref 20 821.467 H20 déminéralisée à PROLABO 4,29 sont mélangés ref 30 024.290 jusqu'à limpidité, pH 1,25 (HCI 1M) puis on exerce un chauffage à 60 C pendant 1 h) Polymère bloc d'oxyde BASF 3,85 Solution B de propylène et d'oxyde PE6800 d'éthylène (Les ingrédients Ethanol absolu PROLABO 40,28 sont mélangés ref 20 821.467 sous chauffage à 50 C jusqu'à dissolution du PE6800) Ajout de A dans B A + B 66,67 Catalyseur C TiO2 à 19.3% dans MILLENIUM 33,33 l'eau S5 300A Ajout de C dans A + (A+B) 100 (A+B) Tableau 10 Le feutre imprégné subit ensuite un traitement thermique dans les conditions du tableau 4 déjà vu plus haut. Le média filtrant obtenu présente une épaisseur apparente de 20 mm. Le feutre présente une masse totale après imprégnation de 100 g/m2, le taux d'oxyde de titane étant de 20% en poids du poids total du média. Les essais ont été menés dans une maison expérimentale. L'épurateur était celui décrit aux exemples 24 à 31, muni de 2 médias. Les conditions de tests étaient les suivantes : - bureau de 30 m3 - Taux de renouvellement d'air (TRA) entre 0,6 et 1 volume/h - Feutres de fibres de silice fondue de marque Quartzel (marque déposée de Saint-Gobain Quartz SAS) et de masse surfacique 65 g/m2 (masse media 100 gr/m2) - Débit nominal, épurateur 130 m3/h. - Illumination UV reçue 15 mW/cm2 Les mesures ont été effectuées une semaine avant la mise en place de l'épurateur, une semaine durant le fonctionnement de l'épurateur et une semaine après l'arrêt de l'épurateur. On exprime les résultats rapport de concentration d'ozone intérieur sur extérieur. En effet, en grandeur nature, un taux de renouvellement d'air existant toujours, de l'air neuf chargé en polluant entre dans la pièce et de l'air vicié chargé en polluant sort de la pièce. Pour comparer des efficacités il est donc utile de pouvoir travailler en relatif de concentration polluant air Intérieur/concentration polluant air extérieur. Sans épurateur PCO, ce rapport est de 0,14. Avec l'épurateur PCO, ce rapport est de 0,01.

EXEMPLES 33 et 34 Des baguettes de silice fondues de diamètre 5,5 mm sont étirées dans un brûleur oxy-propane afin de les amener à un diamètre de filament de 0,2 mm. Ce filament est alors ré-étiré par étirage-soufflage à la flamme dans un second brûleur afin d'obtenir un diamètre moyen de 9 pm et projeté sur un tambour de réception. La vitesse du tambour est réglée de telle manière à obtenir une masse surfacique du feutre de 50 g/m2.Le feutre est alors imprégné par la préparation faite selon la recette du tableau 11 ci-dessous: Réactif Fournisseur et Masse (kg) référence Solution A MTES PROLABO 9,90 ref 24 004.290 Ethanol absolu PROLABO 8,34 ref 20 821.467 (Les ingrédients sont mélangés jusqu'à limpidité, puis on exerce un chauffage à 60 C pendant 1 h) H20 déminéralisée à PROLABO 4,29 pH 1,25 (HCI lm) ref 30 024.290 Solution B Polymère bloc d'oxyde BASF 3,85 de propylène et d'oxyde PE6800 d'éthylène (Les ingrédients sont mélangés sous chauffage à 50 C jusqu'à Ethanol absolu PROLABO 40,28 ref 20 821.467 dissolution du PE6800) Ajout de A dans B A + B 66,67 Catalyseur C TiO2 à 19.3% dans MILLENIUM 33,33 l'eau S5 300A Ajout de C dans C + (A+B) 100 (A+B) Tableau 11 Le feutre imprégné subit ensuite un traitement thermique dans les conditions du tableau 4 déjà vu plus haut. Le média filtrant obtenu présente une épaisseur apparente de 20 mm. Le feutre présente une masse totale après imprégnation de 85 g/m2, le taux d'oxyde de titane étant de 20% du poids total de média. Le média est alors placé dans un épurateur identique à celui décrit pour les exemples 24 à 31 (un seul média PCO) avec les paramètres suivants : Débit nominal dans l'épurateur : 130 m3/h ; Illumination UV reçue : 15 mW/cm2. L'épurateur à tester est placé dans une enceinte d'un m3 en plexiglas.

Préalablement au test, l'enceinte est purgée avec de l'air ultra pure et humidifié afin d'éliminer la présence de polluant avant l'introduction du mélange de molécules modèles. Un mélange liquide des différents polluants est introduit à travers un septum par l'intermédiaire d'une seringue dans un sabot de pesée en verre. Deux mélanges ont été testés, l'un contenant du propionaldéhyde, heptane, acétone, toluène, acétaldéhyde, éthylène, styrène, o-xylène (exemple 33) et l'autre contenant toluène, heptane, butyraldéhyde, acétone, méthoxyéthanol (exemple 34). Après évaporation, la concentration des différents composés est de l'ordre du ppmv. Le suivi du CO2 se fait par un micro-chromatographe en phase gazeuse muni d'un détecteur à conductivité thermique (pGC-TCD), les autres polluants sont analysés par un chromatographe en phase gazeuse muni d'un détecteur par photo ionisation (PID). Le PID permet d'analyser les composés organo-volatiles (COV) ionisables dans la gamme des ppbv. La présence éventuelle de sous- produits de dégradation dans la phase gazeuse est détectée par adsorption sur cartouche adsorbante (débit 100 ml/min, temps 20 minutes) suivi par une analyse par désorption thermique couplé à un chromatographe en phase gazeuse et détection par spectrométrie de masse. Les résultats sont reportés sur les figures 12 et 13. On constate une efficacité remarquable du système PCO selon l'invention sur l'élimination des différents solvants dès que l'illumination UV est déclenchée (le moment de l'illumination est indiquée par la flèche UV en marche ). Dans le cas de l'exemple 34 (figure 13), de l' acétaldéhyde se forme momentanément dès l'illumination UV puis est lui-même oxydé. Le pic de methoxyéthanol entre 40 et 70 min correspond à une seconde injection de ce produit dans l'enceinte. L'affinité du méthoxyéthanol pour le média est telle que celui-ci est tout de suite adsorbé.

Claims

REVENDICATIONS

1) Epurateur de gaz comprenant - un média filtrant à action photocatalytique, - un système d'illumination par UV dudit média, - un moyen de temporisation ou un analyseur de composé organo volatil, - un moyen de réglage automatique de la vitesse du gaz le traversant ou de réglage de l'intensité de l'illumination UV, ledit réglage étant réalisé en fonction du temps déterminé par le moyen de temporisation ou en fonction de la teneur en un composé organo volatil analysé par l'analyseur.

2) Epurateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un analyseur de composé organo volatil et en ce que l'analyseur analyse le gaz entrant.

3) Epurateur selon l'une des revendications précédentes, ledit système d'illumination comprenant une LED, de préférence UV, générant une intensité reçue par le média au moins égale à 1 mW/cm2 de média.

4) Epurateur selon l'une des revendications précédentes, ledit système d'illumination comprenant au moins un guide lumière, par exemple de type fibre optique pour amener la lumière audit média.

5) Epurateur selon l'une des revendications précédentes, ledit système d'illumination comprenant une lampe plane.

6) Epurateur selon l'une des revendications précédentes comprenant une cassette à filtre comprenant au moins un angle, ladite cassette contenant le média filtrant à action photocatalytique.

7) Epurateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle est articulé.

8) Dispositif pour purifier l'air comprenant plusieurs épurateurs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une source d'éclairage unique des médias des épurateurs.

9) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'éclairage est transmis aux épurateurs par des guides lumière, par exemple de type fibres optiques. 36

10)Procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur ou d'un dispositif de l'une des revendications précédentes.

11)Procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur comprenant un média filtrant à action photocatalytique et un système d'illumination par UV dudit média, caractérisé en ce que lorsque la concentration en un composé dans le gaz est supérieure à une valeur V1, le régime de fonctionnement de l'épurateur est inférieur à son régime lorsque la concentration en le composé dans le gaz est inférieure à une valeur V2, V2 étant inférieur ou égal à V1.

12)Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le composé est le formaldéhyde, et en ce que V1 et V2 sont compris entre 0,3 et 80 pg/m3.

13)Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épurateur est l'un de ceux des revendications d'épurateur précédentes.

14)Procédé de purification de gaz à l'aide d'un épurateur comprenant un média filtrant à action photocatalytique, un système d'illumination par UV dudit média, et un moyen de temporisation commandant un régime modéré ou plus fort de l'épurateur.

15)Utilisation de l'épurateur ou du dispositif de l'une des revendications précédentes d'épurateur ou de dispositif pour purifier l'air d'un atelier de fabrication de parfum ou d'une distillerie.

16)Utilisation de l'épurateur ou du dispositif de l'une des revendications précédentes d'épurateur ou de dispositif, pour détruire de l'ozone.

17)Utilisation de l'épurateur ou du dispositif de l'une des revendications précédentes d'épurateur ou de dispositif pour purifier l'air d'un hangar ou d'un réfrigérateur contenant un végétal.

18)Utilisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le végétal est un fruit ou un légume ou une fleur.