Dans l'état de la technique, les dispositifs de filtration sont essentiellement constitués par des systèmes mécaniques comprenant au moins un filtre microporeux séparant les particules solides du milieu gazeux.

On connaît les brevets DE8905182, GB2279271 GB1356866 qui décrivent des ensembles de filtres classiques utilisant des moyens de lavages du filtre à des fins de lubrification.

Le brevet GB1303250 concerne un ensemble de filtrage dont le procédé de capture des particules est différent de l'invention. La capture des particules se fait par chocs des particules sur des fibres en rotation. La base du procédé consiste en l'obtention du plus grand nombre de chocs possible entre particules et fibres en rotation. Son efficacité du procédé est fonction du nombre de chocs, nombre qu'il faut optimiser. Ce brevet évoque les problèmes que pose la fixation des particules aux filaments et propose comme solution de donner aux fibres, chargées collecter par impact particules, des formes complexes cylindro-coniques incurvées. La méthode utilisée dans ce brevet a des inconvénients, en particulier l'explosion des gouttes d'eau pulvérisées pour laver les fibres. Le liquide pulvérisé ne sert qu'à laver les fibres et non à fixer les particules ou à dissoudre des gaz. Le procédé selon l'invention ne pose aucun des problèmes de mise en oeuvre de ce brevet.

La demande WO 9741943 concerne un filtre fait de brosses ou un filtre classique lavés par une solution de nettoyage. On pulvérise ou non du liquide dans le gaz en fonction du degré de sécheresse du gaz à traiter. C'est le degré de sécheresse du gaz à traiter qui détermine si on pulvérise de 1'eau dans le gaz à filtrer. Cette pulvérisation est accessoire et dépendante des conditions.

La demande W097/44117 décrit un système dépuration des gaz qui utilise un corps rotatif de structure complexe qui permet de créer une grande surface de contact entre un film liquide et le gaz pollué. La pulvérisation le sert qu'à créer le film de contact entre gaz pollué et un liquide qui est ensuite centrifugé. Ce procédé a les limitations des filtres classiques en ce qui concerne la taille des particules à capturer. Les grosses particules le colmatent ce qui peut tre évité en augmentant la section des tubes mais l'efficacité de capture des petites particules est alors diminuée.

Les dispositifs de l'art antérieur utilisent l'eau pour laver des filtres classiques ou augmenter de contact air/gaz en étalant un film liquide sur des surfaces plus ou moins complexes.

Aucun n'utilise les capacités de fixation des brouillards, ni la très grande surface de contact des gouttelettes sphériques des brouillards.

De tels dispositifs ne sont pas totalement satisfaisants, pour plusieurs raisons.

Premièrement, ce mode de filtration impose l'utilisation de filtres successifs de plus en plus fins pour pouvoir arrter des particules de différentes tailles et ces filtres doivent souvent tre complétés par, par exemple, des filtres électrostatiques pour arrter les particules les plus fines.

De plus, la succession de filtres fait obstacle au flux du gaz traité. Au cours de l'utilisation, plus les filtres ont arrté de particules, plus ils font obstacle au flux de gaz à traiter ce qui provoque un colmatage des

filtres et nécessite des remplacements ou des nettoyages fréquents pour conserver à l'opération de filtration un rendement acceptable.

Par ailleurs, les matières séparées du gaz filtré restent pulvérulentes et malcommodes à manipuler, ce qui impose souvent un traitement des poussières et déchets recueillis. Ces matières séparées sont encombrantes et remplissent rapidement le dispositif destiné à les recevoir, tout en le colmatant s'il s'agit d'un filtre, comme cela peut tre le cas pour un aspirateur ménager.

De plus, ces filtres actuels sont mal adaptés à la filtration de particules de très petites dimensions, ou en très faible concentration, ou pour la filtration de gaz très chargés en fumées, particules ou poussières.

Enfin, ces filtres n'ont pas la capacité d'éliminer des gaz indésirables ou toxiques mélangés à, par exemple, de l'air à épurer.

Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle solution de filtration des gaz, dont l'air, remédiant à ces inconvénients.

À cet effet, l'invention concerne dans son acception la plus générale un procédé et un dispositif de filtration des gaz utilisant la séparation des phases liquide et gazeuse. Le gaz à traiter est aspiré par des moyens d'aspiration comme une hélice qui tourne en sens inverse de la masse adsorbante. On ajoute un brouillard adsorbant au flux entrant à traiter par un générateur de brouillard. Le gaz est mélangé au brouillard adsorbant et parcourt un"chemin des gaz". Le mélange brouillard adsorbant/gaz traverse une structure adsorbante en rotation puis le gaz traité est évacué par la sortie. Le liquide reformé, et ce qu'il a fixé, est évacué, éventuellement traité et recyclé...

L'invention utilise le phénomène d'adsorption qui consiste en l'accumulation d'une substance à l'interface entre deux phases (gaz/liquide ou liquide/liquide par exemple). Il provient des forces d'attraction intermoléculaires, de nature et d'intensité variées, qui sont responsables de la cohésion des phases condensées, liquides ou solides. Une molécule attirée inégalement par les autres molécules de deux phases trouvera une position énergétiquement favorable à la surface de la phase qui l'attire le plus ; celle-ci sera appelée l'adsorbant. Les molécules ainsi adsorbées constituent l'adsorbat. Si les conditions énergétiques ou cinétiques permettent à la molécule de pénétrer au sein de la phase adsorbante, il y a absorption. L'absorption est un phénomène de pénétration avec fixation des molécules dans un milieu absorbant.

Chacune des étapes du traitement peut se faire de différentes façons.

Le brouillard adsorbant est le plus simplement obtenu à partir d'eau. Il peut également tre obtenu à partir de corps gras liquides, de solvants, de solutions chimiques diverses. Les diamètres des goutelettes peuvent varier selon les applications.

Le type de liquide pulvérisé peut varier selon les besoins. Il peut tre ajouté au brouillard une pulvérisation de gouttes plus grosses qui effectuent une première fixation des goutelettes du bouillard par coalescence. Le générateur de brouillard peut tre un gicleur, un système à ultra-sons....

Il est possible d'ajouter au liquide servant à faire le brouillard divers produits chimiques, en particulier des détergents, des substances amphiphyles (hydophyles et lipophyles).

Des moyens électriques, électrostatiques, thermiques, lumineux et de pression peuvent tre ajoutés à ce stade du processus.

Un chemin linéaire des gaz est le plus simple et peut suffire.

Il est possible d'adjoindre au système différents éléments qui en optimisent le fonctionnement.

Par exemple il est possible d'ajouter un ou plusieurs essuie-glace hélicodaux qui, mis en rotation raclent la paroi du chemin des gaz et ramènent vers la structure adorbante rotative les matières ou liquides ayant pu se déposer sur la paroi du chemin des gaz.

Il est possible d'augmenter le distance parcourue par le mélange brouillard-gaz, d'ajouter différents moyen pour favoriser les contacts gaz-brouillard (ailettes, chicanes...) et de provoquer des turbulences favorisant elles aussi le contact brouillard/gaz à traiter.

Il est possible d'augmenter la pression dans le chemin des gaz et au niveau de la structure adsorbante rotative par un systèmes d'ailettes rotatives à pas croissant (puis décroissant après le passage au travers de la structure rotative adsorbante).

Il est possible, au cours de la traversée du chemin des gaz, de réinjecter du brouillard, un brouillard différent du premier brouillard ; des goutellettes.

La structure adsorbante rotative peut tre réalisée selon de nombreuses méthodes selon les applications du procédé.

La structure la plus simple consiste en un disque plus ou moins épais de microfibres naturelles ou synthétiques organisées en un réseau suffisment lâche pour ne pas trop freiner les gaz à traiter et suffisement dense ou épais pour adsober totalement le brouillard et ce qu'il a capté ou ce à quoi il s'est fixé.

D'autres structures adsorbantes peuvent tre utilisées telles, par exemple, que des pales ou des

ailettes rotatives adsorbantes en elle-mmes ou recouvertes de substances adsorbantes.

Certaines matières telles que le polypropylène peuvent avantageusement tre utilisées étant données leurs capacité d'adsobtion et d'absorbtion simultannées.

Toutes les matières ayant une forte capacité d'adsobtion peuvent tre utilisées, telles que des fibres, ou des mousses à cellules ouvertes, naturelles ou synthétiques, certaines céramiques ayant un rapport masse/surface favorable, des céramiques catalytiques, des zéolithes, du graphite, des halogénures lamellaires, des aérogels....

La liste n'est pas limitative, certaines applications pouvant nécessiter des matières adaptées de façon très spécifique.

Afin de faciliter le phénomène de désorbption il est possible de pulvériser directement sur l'adsobant rotatif ou de le rincer par injection de liquide en son centre et/ou d'y appliquer des moyens élecriques, électrostatiques, thermiques, chimiques, de pression ou de dépression...

Les liquides désorbant peuvent tre différents du ou des liquides utilisés pour créer le brouillard adsorbant. Il est possible d'ajouter à la structure rotative en forme de disque un ou des anneaux périphériques de matières adsorbantes qui peuvent tre différentes de celles de la matière adsorbante centrale.

Il est également possible d'y adjoindre un filtre classique périphérique sur lequel viennent se compacter les matières filtrées et au travers duquel passe le liquide reformé.

Il est possible d'ajouter à la matière adorbante rotative des moyens électriques, électrostatiques, chimiques, thermiques... ainsi que sur les anneaux ou filtres périphériques.

Il peut tre avantageux de donner à la matière adsorbante rotative une forme autre que simplement cylindrique (conique, conique double, concave, convexe...).

Il est possible de placer plusieurs structures rotatives, identiques ou différentes en forme ou matière, successives dans le flux du ou des gaz à traiter et d'y appliquer tous les différent moyens décrits pour une structure rotative adsobante unique. gazeux et possible d'intercaler entre ces structures tous les moyens (brouillards, goutelettes, moyens chimiques, électriques, électrostatiques, anneaux périphériques, filtres périhériques, évacuation des liquides...) décrits pour une structure rotative adsorbante unique.

Pour l'évacuation des gaz traités, l'on peut ajouter un traitement final par les méthodes qui précédent ou toute autre méthode.

Les effluents liquides peuvent ensuite subir une simple évacuation des liquides usés, un recyclage avec ou sans traitement jusqu'à usure partielle ou complète.

Un traitement avant réinjection peut consister en tous les modes de traitement des liquides envisageables.

Dans un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un dispositif pour la filtration de gaz comportant un filtre microporeux adsorbant ou micro fibreux adsorbant et des moyens pour forcer un flux d'air entre une bouche d'aspiration et une bouche de sortie d'air filtré caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pulvérisation d'un liquide et des moyens centrifuges placés entre les moyens de pulvérisation et la bouche de sortie de gaz filtré. Les particules mouillées par le pulvérisateur sont bloquées par le filtre adsorbant rotatif interne et éjectées avec le liquide porteur vers un réceptacle extérieur. Avantageusement, ce réceptacle peut contenir un filtre périphérique, concentrique au premier qui bloque les dites particules. À ce moment, les particules se compactent, hors du chemin du gaz. La filtration s'effectue ainsi à l'extérieur du flux d'air et perpendiculairement au

sens de progression du flux. Elle ne gène pas sa circulation et les détritus éliminés restent à l'extérieur du flux.

Ce dispositif peut avantageusement comporter des moyens de polarisation électrique applicables en amont de la bouche d'aspiration, au niveau de la pulvérisation du liquide et au niveau des moyens centrifuges.

Un tel dispositif permet de remédier aux inconvénients des filtres de l'art antérieur, en réduisant les pertes de charge du flux gazeux en cours d'utilisation et en assurant un maintien quasiment constant des qualités de filtration, quelle que soit la quantité de gaz précédemment filtrée.

De plus ce nouveau dispositif permet l'élimination simultanée, en un seul passage du gaz à épurer, de substances très diverses telles que, par exemple, un mélange d'air porteur de gaz toxiques, de fumées, de poussières de détritus et de micro particules transportées par de l'air.

Le liquide pulvérisé augmente la masse des substances transportées ou les fixe ou les modifie et permet ainsi de centrifuger des corps pour lesquels la centrifugation seule aurait été inefficace ou très difficile. De préférence, les moyens centrifuges comportent un filtre adsorbant microporeux ou micro fibreux, hydrophile ou non, conducteur d'électricité ou non, de forme cylindrique.

Selon une première variante, le dispositif selon l'invention comporte des moyens coaxiaux au filtre adsorbant microporeux ou micro fibreux pour le recueil périphérique des effluents liquides transporteurs des substances à éliminer.

Selon une deuxième variante, le dispositif selon 1'invention comporte des moyens d'aspiration frontaux

pour l'aspiration du mélange de gaz et de liquide pulvérisé par la face frontale amont du filtre.

Selon une troisième variante, le dispositif selon l'invention comporte des moyens d'aspiration périphériques pour l'aspiration du mélange de gaz et de liquide pulvérisé par la face radiale du filtre.

Selon une quatrième variante, le dispositif selon l'invention comporte des moyens d'aspiration centraux pour l'aspiration du mélange de gaz et de liquide pulvérisé par une surface axiale du filtre.

Selon le choix du mode de réalisation désiré, le liquide est soit mis sous forme de brouillard dont les gouttes présentent une section comprise entre 0,1 et 60 Rm et de préférence entre 0,5 et 6Rm. Pour certains modes de réalisation, le liquide est projeté en gouttelettes ou en jets de gouttelettes de l'ordre du millimètre ou de fractions de millimètre. Pour d'autres modes de réalisation, le liquide est projeté en une fine nappe pour mouiller au mieux le contenu du gaz à épurer. Selon une variante de réalisation, le dispositif comporte en outre des moyens de recyclage du liquide pulvérisé.

Avantageusement, les moyens de recyclage comportent du charbon actif pulvérulent imprégné ou non de substances germicides.

Selon une variante de mise en oeuvre, le liquide de brumisation contient un réactif de fixation ou de précipitation chimique.

Selon une autre variante de mise en oeuvre, le liquide pulvérisé contient des agents tensio-actifs ou une substance soluble fortement hydrophile (CaCl2 par exemple).

Le filtre selon l'invention n'est pas un filtre au sens conventionnel du terme. Le filtre classique arrte et retient des particules grâce à ses caractéristiques mécaniques (diamètre des pores, mailles...), mme s'il est

parfois lavé). Le dispositif selon l'invention est essentiellement un brouillard associé à un fixateur éjecteur de brouillard. Le capteur éjecteur fonctionne par adsorption/saturation locale/désorption du brouillard et n'a pas les contraintes des filtres classiques. Ce sont le brouillard et le"fixateur éjecteur"de brouillard qui filtrent.

Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de réaliser des opérations de filtrage grâce à l'ajout à un gaz à traiter d'une phase liquide sous forme de liquide pulvérisé suivi de la récupération par adsorption de la phase liquide ajoutée en un seul passage d'un gaz à épurer ou à traiter.

Le procédé et le dispositif selon l'invention exploitent de façon simple les propriétés physico-chimiques complexes des brouillards ainsi que les propriétés physico- chimiques des gouttelettes d'eau ou d'autres liquides brumisés. Les avantages des micro sphères de liquide sont multiples.

Les microsphères de liquides n'ont pas besoin d'un support comme les films liquide mobiles dans le flux de gaz à traiter et ne sont pas liées à un support plus ou moins rigide et peuvent avoir des trajets fluides et très complexes favorisant les interactions avec le gaz à traiter. Elles offrent une très grande surface de contact gaz/liquide et permettent d'utiliser au mieux les phénomènes d'interface, de surface et d'adsorption.

Elles possèdent de plus une très forte tension superficielle ce qui induit des effets et des réactions de surface que les films ne peuvent pas provoquer ainsi qu'une une pression interne très élevée, induite par la très forte tension superficielle. Le liquide des gouttelettes est sous pression, ce qui permet de"travailler"chimiquement et physiquement dans des conditions de pressions élevées sans avoir à mettre tout un appareil sous pression.

Les particules liquides possèdent des propriétés électriques, électrochimiques et électrostatiques qui les différencient très avantageusement des films liquides ou des pulvérisations en gouttes dès qu'il s'agit de fixer des micro-particules ou mme des gaz.

Les capacités de fixation transitoire des matières adsorbantes réunies en structures qui sont mises en rotation sont plus fortes. Ces structures sont faites de microfibres ou de mousses ou de substances diverses ou de supports recouverts de matières très adsorbantes. Ce que l'on appelle habituellement"filtre", mais qui n'en est pas un le système selon l'invention, peut par exemple tre constitué d'un réseau très lâche de microfibres adsorbantes qui ne bloque rien comme le font les filtres. On peut ainsi utiliser des zéolithes ; des aérogels ou des catalyseurs...

La force centrifuge peut tre remplacée par d'autres systèmes, mais a l'avantage d'tre facile à utiliser pour séparer de la masse de fixation provisoire (microfibres, adsorption...) le brouillard et ce qu'il a fixé ou ce à quoi il s'est fixé pendant son mélange avec le gaz à traiter.

Ce à quoi, selon les applications, on peut ajouter la pulvérisation de gouttes ou gouttelettes de liquide dans le mélange gaz brouillard et/ou sur la masse de fixation pour obtenir une coalescence des gouttelettes du brumisat.

Le procédé n'utilise pas de films liquides pour créer une grande surface de contact gaz/liquide (comme le font les dispositifs de l'art antérieur) mais des micro- sphères (brouillards) qui n'ont pas besoin d'un support de grande surface et de forme complexe pour s'étaler au mieux comme c'est le cas comme dans les brevets qui utilisent les films liquides.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux exemples non limitatifs décrit en référence aux dessins annexés où :

-la figure 1 représente une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation ; -la figure 2 représente une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation ; -la figure 3 représente le schéma de principe de la filtration avec un filtre périphérique.

La figure 1 représente un dispositif de filtration comportant un boîtier (1) présente une bouche d'aspiration (2) sur la face frontale amont (4) et une sortie d'air filtré (3) sur la face frontale opposée (5).

Le dispositif comporte un filtre cylindrique (6) entraîné en rotation par un moteur électrique. Le filtre est constitué par un matériau microporeux, par exemple un bloc de fibres agglomérées ou un matériaux solide poreux.

Dans le cône d'aspiration (7) disposé en amont du filtre (6), des buses d'injection (18) pulvérisent un liquide sous forme de micro-gouttelettes présentant un diamètre moyen de l'ordre du micron. Le liquide de brumisation peut tre constitué par de l'eau pure ou de l'eau contenant un ou plusieurs additifs tels que : -des réactifs chimiques ou biochimiques pour la fixation de certaines molécules ; -des solvants ; -des antibactériens ; -de l'iodure d'argent pour la déodorisation ou la stérilisation.

Le liquide de brumisation peut également tre constitué par d'autres liquides tels que des huiles ou des dérivés alcooliques.

L'eau ou le liquide de brumisation est pulvérisée dans le flux d'air entrant. Les particules solides sont fixées par les micro-gouttelettes qui sont aspirées dans le filtre rotatif (6). Le filtre rotatif (6) entraine les gouttelettes chargées ou non vers un

réceptacle périphérique (8) contenant un filtre périphérique rotatif sous l'effet de la force centrifuge.

Un conduit d'évacuation (9) entraine les effluents liquides vers un bac de récupération (10). Les effluents liquides peuvent éventuellement tre retraités puis recyclés pour tre réinjectés dans la chambre d'admission (7).

L'air filtré est aspiré à travers le filtre (6) vers le conduit d'évacuation (3). Éventuellement, un conduit axial (11) permet l'injection radiale, à travers un axe perforé, d'un liquide additionnel augmentant le débit de liquide à l'intérieur du filtre (6).

La figure 2 représente une variante de réalisation.

Le dispositif est constitué par un boîtier (1) lenticulaire. Il comprend une bouche d'aspiration (2) axiale, ainsi qu'une bouche d'évacuation (3) axiale.

Le liquide de brumisation est injecté dans la chambre d'admission (7) par une ou plusieurs buses axiales (13) orientées en direction de la bouche d'aspiration (2).

Le flux de liquide brumisé est ainsi orienté en sens opposé au flux de l'air à traiter, ce qui augmente le chemin utile où s'effectue les collisions entre les gouttelettes liquides et les particules à filtrer.

Le brouillard ainsi formé est ensuite aspiré à travers le filtre (6) selon une direction radiale, jusqu'à une évacuation axiale par la bouche d'évacuation (3).

La force centrifuge s'exerçant sur les gouttelettes liquides, chargées ou non de particules solides, entraîne celles-ci à contresens du flux d'air filtré, à l'intérieur du filtre. Ceci augmente encore les possibilités de rencontres entre les particules à filtrer, et les gouttelettes liquides. Les effluents liquides sont filtrés en périphérie, le filtrat est compacté et les effluents ensuite récupérés par une goulotte périphérique

(8) pour tre recyclés ou évacués. La figure 3 représente le schéma de principe de la filtration avec un filtre périphérique que l'on peut installer dans toutes les variantes de réalisation.

L'appareil est un conduit avec un système de déplacement des gaz et un système de pulvérisation de liquides (21). Une masse de matière perméable à l'air, finement poreuse, fixe les gouttelettes produites par le système de pulvérisation (21) ainsi que ce qu'elles transportent, ce qu'elles ont mouillé ou ce à quoi elles se sont fixées. Cette masse de matière perméable (24) est en rotation rapide et projette radialement tout ce qu'elle a provisoirement fixé Un filtre (22) rotatif et périphérique à la matière perméable (24) retient et compacte par l'effet de la force centrifuge, les matières solides (23) tout en laissant passer le liquide injecté par le système de pulvérisation (21) et recueilli provisoirement par la matière perméable (24). Le liquide est ensuite, avec ou sans traitement renvoyé vers le système de pulvérisation (21). On a donc ici une machine dont une des propriétés majeures consiste à pouvoir accumuler en les compactant des matières transportées par un flux gazeux, en dehors du trajet du gaz traité, donc sans en gner le passage. Le trajet du gaz traité reste dans son état initial sans le moindre colmatage jusqu'au remplissage complet du filtre (22) La matière, la forme, la surface et la forme de surface du filtre périphérique (22) tiennent compte des faits inhabituels suivants : -les matières à filtrer sont mouillées et soumises à une forte pression du fait de la force centrifuge ;

-du fait du tassement du à l'effet de mouillage et à celui de la force centrifuge, le filtre périphérique (22) doit recueillir et conserver une quantité de matière beaucoup moins encombrante (avantage important) mais beaucoup plus importante que ne le font les filtres classiques.

La texture, la forme, la taille des pores, l'épaisseur du filtre périphérique rotatif (22) sont variables adapté et optimisés pour chaque utilisation. Il est possible d'y appliquer les phénomènes électriques, électrostatiques ou électrochimiques cité par ailleurs dans ce texte. Pour exemple, une simple feuille de papier filtre classique de laboratoire permet de très bien recueillir des poussières ménagères qui sont transformées en une sorte de feutre dont la manipulation ne pose aucun problème.

L'invention est décrite à titre d'exemple non limitatif. De nombreuses variantes de réalisation peuvent tre envisagées, notamment en ce qui concerne la structure du filtre rotatif, les mécanismes d'entraînement, la structure de la chambre d'admission, et les moyens de brumisation, ainsi que la polarisation électrique et l'utilisation d'une polarisation électrique ou électrostatique des brouillards, des filtres relatifs et des flux entrants.

L'ajout d'une nouvelle phase dans un mélange gazeux/particules rend beaucoup simplement séparable des phases habituellement difficiles à dissocier Il devient possible, en un seul passage d'extraire d'un gaz pollué des détritus (papier), des poussières, des microparticules, des vapeurs et des gaz toxiques ou non, des odeurs.... Il n'y a plus de problème de colmatage de filtre.

De plus, les parties séparées du gaz porteur à traiter peuvent tre compactées, mises en solution, précipitées, ce qui facilite leur manutention.