WO2022214154A1 - Dispositif et procédé d'élimination des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs évacués dans l'environnement. - Google Patents

Dispositif et procédé d'élimination des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs évacués dans l'environnement. Download PDF

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Definitions

  • This process consists of the manufacture of a semi-closed device which is used to eliminate dust, fumes, gases and vapors evacuated into the environment by the various industrial and artisanal installations.
  • This module is intended to capture dust, fumes, gases and vapours, to condition them and following several treatment phases is done the separation of residues which can be used as raw materials in other specific fields, in a single passage, in a single installation and with a fairly low cost.
  • This invention aims to eliminate dust, fumes, gases and vapors released into the environment by the various industrial and artisanal installations with a device using a fairly simple process with reduced energy consumption in a single passage and in a single less expensive semi-closed device, a slow maintenance cycle and a less specialized workforce.
  • electrostatic filter technique In the case of the electrostatic filter technique, the negatively charged dust particles under the effect of an electric field are attracted towards positively charged electrodes.
  • electrostatic filters There are several models of electrostatic filters such as models with segments, honeycombs, plates and tubes.
  • the second technique of bag filters is based on the use of a porous filter medium where the particles are extracted by injection of compressed air with a rotary movement of the flow which projects the dust particles towards the interior walls of the cyclone or multi- cyclone.
  • Smoke and vapor removal techniques are based on adsorption on activated carbon, specific paste and/or electrostatic filters.
  • Figure 01 Structure of the non-integrated settling module
  • Figure 02 Module structure with integrated centrifuge
  • Figure 03 Module structure with non-integrated liquid handling system
  • the method adopted in this process using a semi-closed device is to suck dusts, fumes, gases and vapors through the pollutant sensor (1) through the vacuum suction system (8) , pre-conditioning them by the pollutant pre-conditioning system (2), conditioning them by the secondary pollutant conditioning system (3) then, drives them into the pollutant accumulator (4) then towards the homogenization (6) equipped with the spray system (5) and the cascade membrane (7).
  • the sprayers use liquid mixtures to trap the dust, fumes, gases or vapors which are transformed into sludge and will then be conveyed by the transport pipe (9) to the pre-settling system (14) which is equipped with a system control of the quantity of sludge to be evacuated (15) and another system of control of the quality and the level of the treatment liquid (11).
  • Sludge discharge is via the sludge discharge line (16) to the non-integrated settling tank (18) or to the centrifuge (17) to separate the treatment liquid from the sludge.
  • the liquid pre-filtered by the membrane sieve (13) and filtered by the filter strainers (12) in order to be reused by the sprayers (5).
  • the depressurization at the level of the homogenization chamber by the vacuum pump (8), the injection pressure and the speed of movement of the sprayers (5) are a function of the nature and of the composition of these gases while using suitable treatment agents.
  • the mouth of the sensor (1) cannot be directly connected to the source of release of pollutants, in order to avoid suffocation due to overpressure.
  • the pre-conditioning of dust, fumes, gases or vapors before access to the accumulation chamber (4) is ensured by the pollutant pre-conditioning system (2).
  • the integrated pre-settling system consists of a settling mechanism that allows pre-settling and accumulation of the mixture (sludge and treatment liquid), it is equipped with a system for controlling the amount of sludge to evacuate (15) and another system for the quality and level control of the treatment liquid 11).
  • the pre-settled sludge is discharged through the sludge discharge pipe (16) either to the non-integrated gravity settling tank (sludge thickener) (18) or to the centrifuge (17) in order to separate the liquid from sludge treatment.
  • the treatment liquid is pre-filtered by the membrane sieve (13) then filtered using the filter strainers (12), the integrated auxiliary treatment system (10) of the treatment liquid is necessary for its reuse in this process in order to ensure the elimination of any undesirable chemical entities.
  • the pollutant sensor (1) Since the pollutant sensor (1) is designed to capture dust, fumes, gases or vapors and to condition them, it must be manufactured with materials resistant to variations in temperature, pressure and aggressiveness of the pollutants to be captured.
  • the other parts of the module are made from materials adapted to: pollutants to be captured, chemicals used and operating conditions.
  • the captured dust, gas or fumes mix with the treatment liquid and are transformed into sludge, which is pre-settled in the pre-settlement system (14) which is equipped with a sludge quantity control system (15 ), finally, they are evacuated to a large gravity settling tank (with sludge thickener) not integrated (19).
  • the pre-settled sludge is discharged through the sludge discharge line (16) to the centrifuge (17) which serves to separate the treatment liquid from the sludge.
  • the treatment liquid is also pre-filtered by the membrane sieve (13) then filtered by the filter strainers (12) to be reused at the level of the sprayers (5).
  • the integrated auxiliary processing liquid treatment system (10) is used depending on the nature of the treatment liquid and its constituents.

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Abstract

Dispositif et procédé d'élimination des poussières, fumées, gaz et vapeurs évacués dans l'environnement, a pour but de capter, conditionner, traiter et éliminer le maximum de ces polluants néfastes évacués dans l'environnement par les installations industrielles et artisanales ( de production et transformations des produits chimiques, carrières, cimenteries, stations d'enrobage, fonderies etc.). Il les capte, les conditionne et les traite en utilisant des agents de traitement adéquats en plusieurs étapes de traitement avec un seul passage, un coût assez réduit et un temps record d'entretien sans le besoin de main d'œuvre hautement qualifiée. Le module semi-fermé est équipé aussi d'une station intégré d'auto-traitement du liquide utilisé. La constitution du dispositif et ces caractéristiques techniques: puissances, volumes, capacité de traitements dépendent des conditions opératoires, de la nature des produits à traiter et des produits chimiques utilisés.

Description

Titre de l’invention: Dispositif et procédé d’élimination des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs évacués dans l’environnement.
Introduction : Le problème de gestion des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs issus des différentes sources de pollutions tels que : les usines de fabrication et de transformation des produits chimiques et métallurgiques, cimenteries, carrières, stations d’enrobage... etc., est un problème mondial aigu qui persiste toujours avec des conséquences graves sur la santé humaine, l’environnement et l’économie mondiale, ce qui nécessite un engagement de tous les acteurs économiques (Industriels, chercheurs, responsables et politiciens) pour concevoir des solutions adéquates et efficaces ; cette invention représente une contribution intéressante dans ce domaine.
Domaine technique de l’invention :
Le présent procédé consiste en la fabrication d’un dispositif semi-fermé qui sert à éliminer les poussières, les fumées, les gaz et les vapeurs évacués dans l’environnement par les différentes installations industrielles et artisanales.
Ce module est destiné à capter les poussières, les fumées, les gaz et les vapeurs, de les conditionner et suite à plusieurs phases de traitement se fait la séparation des résidus qui peuvent être utilisés comme matières premières dans d’autres domaines spécifiques, en un seul passage, dans une seule installation et avec un coût assez réduit.
But de l’invention :
Cette invention a pour but l’élimination des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs dégagés dans l’environnement par les différentes installations industrielles et artisanales avec un dispositif on utilisant un procédé assez simple avec une consommation d’énergie réduite en un seul passage et dans un seul dispositif semi- fermé moins coûteux, un cycle de maintenance lent et une main-d'œuvre moins spécialisée.
Etat des techniques antérieures :
Les techniques utilisées en industries, jusqu’à aujourd’hui, pour l’élimination des poussières reposent sur les phénomènes d’ionisation (les filtres électrostatiques) et séparation membranaire (les filtres à manches ou à charbon actif).
Dans le cas de la technique des filtres électrostatiques, les particules de poussières chargées négativement sous l’effet d’un champ électrique sont attirées vers des électrodes chargées positivement. Il existe plusieurs modèles de filtres électrostatiques tels que les modèles avec segments, nids d’abeille, plaques et tubes.
La deuxième technique des filtres à manches repose sur l’utilisation d’un support filtrant poreux où les particules sont extraites par injection d’air comprimé avec un mouvement rotatif du flux qui projette les particules de poussières vers les parois intérieures du cyclone ou multi-cyclone.
Les techniques d’élimination des fumées et des vapeurs reposent sur l’adsorption sur des filtres à charbon actif, pâte spécifique et /ou électrostatiques.
Par rapport à notre module et procédé proposés dans la présente invention, ces techniques sont toutes complexes et coûteuses par rapport à leurs rendements, elles nécessitent également une main-d'œuvre très spécialisée et un cycle de maintenance très court.
Enoncé des Figures :
Figure 01 : Structure du module à décantation non intégré
Figure 02 : Structure du module avec centrifugeuse intégrée
Figure 03 : Structure du module avec système non intégré de traitement des liquides
1. Capteur de polluants (1 ) ;
2. Système de pré-conditionnement des polluants (2) ;
3. Système de conditionnement secondaire des polluants (3) ;
4. Accumulateur de polluants (4).
5. Système de pulvérisation (5) ;
6. Chambre d’homogénéisation (6) ;
7. Membrane à cascade (7) ;
8. Système d’aspiration à vide (8) ;
9. Conduite de transport (9) ;
10. Système auxiliaire non intégré de traitement du liquide (10).
11. Système de contrôle de la qualité et du niveau du liquide de traitement (11) ;
12. Crépines filtres (12) ;
13. Tamis membranaire (13) ;
14. Système de pré-décantation (14) ;
15. Système de contrôle de la quantité de boue à évacuer (15) ;
16. La conduite d’évacuation des boues (16) ;
17. La centrifugeuse intégrée(17) ;
18. Bac de décantation non intégré de la boue non essorée (18) ;
19. Bac de décantation non intégré de la boue essorée (19). Présentation du dispositif et du procédé:
La méthode adoptée dans ce procédé en utilisant un dispositif semi-fermé est d’aspirer les poussières, les fumées, les gaz et les vapeurs à travers le capteur de polluants (1) par le biais du système d’aspiration à vide (8), les pré-conditionner par le système de pré-conditionnement des polluants (2), les conditionner par le système de conditionnement secondaire des polluants (3) puis, les entraîne dans l’accumulateur de polluants (4) en suite vers la chambre d’homogénéisation (6) équipée du système de pulvérisation (5) et de la membrane à cascade (7). Les pulvérisateurs utilisent des mélanges liquides pour emprisonner les poussières, fumées, gaz ou vapeurs qui se transforment en boues et seront ensuite acheminées par la conduite de transport (9) vers le système de pré-décantation (14) qui est muni d’un système de contrôle de la quantité de boue à évacuer (15) et d’un autre système de contrôle de la qualité et du niveau du liquide de traitement (11). L’évacuation de la boue s’effectue par la conduite d’évacuation des boues (16) vers le bac de décantation non intégré (18) ou vers la centrifugeuse (17) afin de séparer le liquide de traitement de la boue. Le liquide pré-filtré par le tamis membranaire (13) et filtré par les crépines filtres (12) afin d’être réutilisé par les pulvérisateurs (5).
Dans le cas des gaz et des fumées, la dépressurisation au niveau de la chambre d’homogénéisation par la pompe à vide (8), la pression d’injection et la vitesse de mouvement des pulvérisateurs (5) sont en fonction de la nature et de la composition de ces gaz tout en utilisant des agents de traitement adéquats.
01 -Capteur de polluants :
C’est l’élément qui assure l’aspiration des poussières, des fumées, des gaz ou des vapeurs à traiter et de les conditionner. L’aspiration est assurée par une turbine sous vide (8) qui agit jusqu’au niveau de l’entrée du capteur.
Dans le cas des cimenteries et des diverses installations de production à dégagement chimique, la bouche du capteur (1) ne peut pas être reliée directement à la source de dégagement des polluants, et cela pour éviter l’étouffement dû à la surpression. Le pré-conditionnement des poussières, des fumées, des gaz ou des vapeurs avant l’accès à la chambre d’accumulation (4) est assuré par le système de pré-conditionnement des polluants (2).
02-Système de pulvérisation :
Le rôle des pulvérisateurs multi-étages(5) est de créer un environnement gazeux qui permet un traitement maximal et rapide en utilisant les agents de traitement adéquats. 03- Système de pré-décantation intégré :
Le système de pré-décantation intégré, est constitué d’un mécanisme de décantation qui permet une pré-décantation et une accumulation du mélange (boues et liquide de traitement), il est muni d’un système de contrôle de la quantité de boue à évacuer (15) et d’un autre système pour le contrôle de la qualité et du niveau du liquide de traitement 11). La boue pré-décantée, est évacuée à travers la conduite d’évacuation des boues (16) soit vers le bac de décantation par gravité (épaississeur boues) non intégré (18) ou vers la centrifugeuse (17) afin de séparer le liquide de traitement des boues. Le liquide de traitement est pré-filtré par le tamis membranaire (13) puis filtré en utilisant les crépines filtres (12), le système auxiliaire intégré de traitement (10) du liquide de traitement est nécessaire pour sa réutilisation dans ce procédé afin d’assurer l’élimination de toute entité chimique indésirable.
Caractéristiques :
Etant donné que le capteur de polluants (1) est conçu pour capter les poussières, les fumées, les gaz ou les vapeurs et de les conditionner, il doit être fabriqué avec des matières résistantes à la variation de la température, pression et à l’agressivité des polluants à capter. Les autres parties du module sont fabriquées à partir de matériaux adaptés aux : polluants à capter, produits chimiques utilisés et aux conditions de fonctionnement.
Figure N°1 :
Les poussières, gaz ou fumées captés se mixent avec le liquide de traitement et se transforment en boues, qui sont pré-décantés dans le système de pré-décantation (14) qui est muni d’un système de contrôle de quantité de boue (15), en fin, ils sont évacuées vers un grand bac de décantation par gravité (avec épaississeur de boue) non intégré (19).
Figure N °2 :
La boue pré-décantée est évacuée à travers la conduite d’évacuation des boues (16) vers la centrifugeuse (17) qui sert à séparer le liquide de traitement de la boue. Le liquide de traitement est aussi pré-filtré par le tamis membranaire (13) puis filtré par les crépines filtres (12) pour être réutilisé au niveau des pulvérisateurs (5).
Figure N °3 :
Dans le cas où le liquide de traitement contient des éléments chimiques qui doivent être éliminé avant la réutilisation au niveau du système de pulvérisation (5). Le système de traitement du liquide de traitement auxiliaire intégré (10) est utilisé selon la nature du liquide de traitement et ses constituants.

Claims

Revendications
1- Un dispositif et en même temps un procédé d’élimination des poussières, fumés, gaz et vapeurs dégagés dans l’environnement sont constitués de :
Un capteur de polluants (1 ), d’un système de pré-conditionnement des polluants (2) , d’un accumulateur de polluants
(4), d’un système de pulvérisation
(5), d’une chambre d’homogénéisation
(6), d’une membrane à cascade
(7), d’un système d’aspiration sous vide (turbine)
(8), d’une conduite de transport
(9), d’un système auxiliaire non intégré de traitement du liquide
(10), d’un système de contrôle de la qualité et du niveau du liquide de traitement
(11 ), de crépines filtre
(12), de tamis membranaires (13), d’un système de pré-décantation (14), d’un système de contrôle de la quantité de boues à évacuer (15) , d’une conduite d’évacuation des boues (16) , d’une centrifugeuse (17) et d’un bac de décantation non intégré (18)
2- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1 , Capteur de polluants (1 ) est fabriqué avec une matière résistante à la corrosion et à la haute température et liée indirectement à une turbine sous vide (8).
3- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, Le système de pré conditionnement des polluants (2) présente la première phase de réduction de température des polluants captés à l’aide du capteur de la revendication (2).
4- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, L’accumulateur de polluants (4) est une cavité où se réalise le premier contact entre les polluants captés à l’aide du capteur de la revendication (2) et le liquide pulvérisé par les pulvérisateurs (5).
5- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, Le système de pulvérisateurs multi-étages (5) est constitué de buses qui pulvérisent le liquide de traitement afin de créer un environnement de vapeurs saturées qui permet un traitement maximal des poussières, fumées, gaz ou vapeurs captés et conditionnés selon les revendications (2)(3)et (4).
6- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, La membrane à cascade (7) est fabriquée par une matière en caoutchouc résistante aux produits chimiques qui assure une grande surface et un temps suffisant pour l’homogénéisation du mélange polluant - liquide pulvérisé selon les revendications (2) (3) (4) et (5).
7- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, La turbine (8) elle est caractérisée par des aubes ou des hélices qui permettent une aspiration importante pour créer le sous-vide nécessaire au fonctionnement du capteur selon la revendication (2). 8- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1, Les tamis membranaires
(13) sont fabriquées à l’aide d’une matière non corrosive présentant une porosité qui empêche la remontée des particules solides du mélange dans la partie supérieure du décanteur (14) selon la revendication (6).
9- Le dispositif et le procédé selon la revendication 1 , Le système auxiliaire intégré de traitement du liquide (10) selon la figure (03) : par exemple « dans le cas de formation des sels dans le mélange » ce système sera constitué d’échangeurs cationiques et anioniques permettant l’élimination de ces sels.
PCT/DZ2022/050007 2021-04-07 2022-03-31 Dispositif et procédé d'élimination des poussières, des fumées, des gaz et des vapeurs évacués dans l'environnement. WO2022214154A1 (fr)

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