BE1027833B1 - SLUDGE AND SOIL CLEANING SYSTEM WITH CONTAMINANT RECOVERY - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un système de nettoyage d'une boue ou d'un sol contenant des contaminants. Selon la présente invention, lesdits matériaux sont chauffés par conduction thermique sous l'action de tubes chauffants placés dans lesdites boues/ sols à une température et une pression suffisante pour provoquer la vaporisation desdits contaminants. Cette pression est de préférence obtenue en imposant un vide au sol pour ainsi extraire les contaminants du sol contaminé. L'efficacité combinée du flux de chaleur et de vapeur donne une efficacité de balayage de 100%, ne laissant aucune zone non traitée, et une efficacité d'élimination approchant les 100%. La présente invention nécessite moins d'apport d'énergie par rapport aux méthodes traditionnelles car elle permet la récupération des vapeurs contaminées et leur réinjection dans le système de chauffage. Le présent procédé est donc plus efficace d'un point de vue énergétique et entraîne moins de coûts d'exploitation. La température atteinte par le sol est un paramètre important pour l'évaluation du potentiel de nettoyage de la présente méthode, car elle est un facteur déterminant de la décomposition des polluants. Pour cela, la présente invention propose un procédé qui comprend la surveillance de la température dans le sol à différents endroits du système. Le procédé et système décrits ici sont destinés à nettoyer à la fois les contaminants volatils et semi-volatils, en particulier pour les hydrocarbures.The present invention relates to a method and system for cleaning mud or soil containing contaminants. According to the present invention, said materials are heated by thermal conduction under the action of heating tubes placed in said sludge/soil at a temperature and pressure sufficient to cause the vaporization of said contaminants. This pressure is preferably obtained by imposing a vacuum on the ground to thereby extract the contaminants from the contaminated ground. The combined efficiency of heat and steam flow results in 100% sweeping efficiency, leaving no areas untreated, and removal efficiency approaching 100%. The present invention requires less energy input compared to traditional methods because it allows the recovery of contaminated vapors and their reinjection into the heating system. The present method is therefore more efficient from an energy point of view and entails less operating costs. The temperature reached by the ground is an important parameter for evaluating the cleaning potential of this method, since it is a determining factor in the decomposition of pollutants. For this, the present invention proposes a method which comprises monitoring the temperature in the ground at different places in the system. The method and system described herein are intended to clean both volatile and semi-volatile contaminants, particularly for hydrocarbons.

Description

Système de nettoyage des boues et des sols avec récupération des contaminantsSludge and soil cleaning system with contaminant recovery

DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de dépollution thermique de boues et sols contaminés en milieu clos. En particulier, l'invention concerne un procédé et des dispositifs de nettoyage de sols contenant des hydrocarbures et/ ou d'autres contaminants organiques, plus particulièrement un procédé et des dispositifs de volatilisation de contaminants dans les boues ou le sol par conduction thermique et d'élimination de ces contaminants des boues ou du sol pour récupérer si et quand ils sont valorisables ou les détruire si et quand ils ne le sont pas. BACKGROUND DE L'INVENTION La contamination des sols est devenue un sujet de grande préoccupation à de nombreux endroits. Le sol peut être contaminé par des contaminants chimiques, biologiques et/ ou radioactifs. Les déversements de matériaux, les réservoirs de stockage qui fuient et les infiltrations dans les décharges de matériaux ne sont que quelques exemples des nombreuses façons dont le sol peut être contaminé. S'ils sont laissés en place, bon nombre de ces — contaminants se retrouveront dans les aquifères, l'air ou dans l'approvisionnement alimentaire et pourraient présenter des risques pour la santé publique.DESCRIPTION FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal pollution control system for sludge and contaminated soil in a closed environment. In particular, the invention relates to a method and devices for cleaning floors containing hydrocarbons and/or other organic contaminants, more particularly a method and devices for volatilizing contaminants in sludge or soil by thermal conduction and elimination of these contaminants from the sludge or soil to recover if and when they are recoverable or destroy them if and when they are not. BACKGROUND OF THE INVENTION Soil contamination has become a matter of great concern in many places. Soil may be contaminated with chemical, biological and/or radioactive contaminants. Material spills, leaking storage tanks, and seepage in material landfills are just a few examples of the many ways soil can become contaminated. If left in place, many of these — contaminants will end up in aquifers, the air, or the food supply and could pose public health risks.

Il existe de nombreuses méthodes proposées pour éliminer les contaminants de surface, telles que l'excavation suivie de l'incinération, la vitrification in situ, le traitement biologique, les additifs chimiques pour la désactivation, le chauffage par radiofréquence, etc. Bien que fonctionnant dans certaines applications, ces méthodes peuvent être très coûteuses et ne sont pas pratiques si de nombreuses tonnes de terre doivent être traitées.There are many methods proposed to remove surface contaminants, such as excavation followed by incineration, in situ vitrification, biological treatment, chemical additives for deactivation, radio frequency heating, etc. Although effective in some applications, these methods can be very expensive and impractical if many tons of soil need to be treated.

Un processus qui peut être utilisé pour éliminer les contaminants du sol souterrain est un processus d'extraction de vapeur du sol. Dans un tel processus, un vide est appliqué au sol pour aspirer l'air et la vapeur à travers le sol souterrain. Le vide peut être appliqué à une interface sol/ air, ou le vide peut être appliqué à travers des puits à vide placés dans le sol. L'air et la vapeur peuvent entraîner et transporter des contaminants volatils vers la source du vide. Les effluents gazeux retirés du sol par le vide qui comprend les contaminants qui se trouvaient dans le sol sont ensuite transportés vers une installation de traitement où ils sont traités pour éliminer ou réduire les contaminants à des niveaux acceptables.One process that can be used to remove contaminants from underground soil is a soil vapor extraction process. In such a process, a vacuum is applied to the ground to draw air and vapor through the underground soil. The vacuum can be applied at a ground/air interface, or the vacuum can be applied through vacuum wells placed in the ground. Air and steam can entrain and transport volatile contaminants to the source of the vacuum. The off-gas removed from the ground by the vacuum which includes the contaminants that were in the ground are then transported to a treatment facility where they are treated to remove or reduce the contaminants to acceptable levels.

La désorption thermique in situ peut être utilisée pour augmenter l'efficacité d'un processus d'extraction de vapeur de sol. La désorption thermique in situ implique un chauffage in situ du sol pour élever la température du sol tout en éliminant simultanément les effluents gazeux du sol. La chaleur ajoutée au sol contaminé peut élever la température du sol au-dessus des températures de vaporisation des contaminants dans le sol et provoquer la vaporisation des contaminants. Un 40 vide appliqué au sol permet d'extraire le contaminant vaporisé du sol.In situ thermal desorption can be used to increase the efficiency of a soil vapor extraction process. In-situ thermal desorption involves in-situ heating of soil to raise soil temperature while simultaneously removing off-gas from the soil. Heat added to contaminated soil can raise the soil temperature above the vaporization temperatures of contaminants in the soil and cause the contaminants to vaporize. A vacuum applied to the floor extracts the vaporized contaminant from the floor.

Un procédé de chauffage d'un sol contenant des contaminants comprend l'injection d'un fluide chauffé dans le sol. Un tel procédé est par exemple décrit dans le brevet U.S. N °6000882. Le procédé décrit ici consiste à introduire un système de tuyaux perforés dans le sol. Un flux d'air chaud est envoyé à travers les tuyaux. L'air chaud est injecté dans le sol par des perforations dans les tuyaux au niveau des perforations des tuyaux. Une vapeur de contaminant se forme dans le sol, qui peut être éliminée du sol par les perforations des tuyaux et évacuée vers une unité de traitement des effluents gazeux. Cependant, un inconvénient majeur de ce type de méthode est que l'injection d'air chaud dans le sol est sujette à créer des voies d'écoulement de vapeur dans le sol. En conséquence, l'air chaud n'est pas distribué de manière homogène dans le sol contaminé, mais s'accumule plutôt à son niveau d'injection dans le sol ; c'est-à-dire dans et autour des perforations du tuyau. Une autre façon de chauffer un sol consiste à chauffer un sol par conduction thermique. Le chauffage par conduction thermique d'un sol contaminé en combinaison avec l'élimination des gaz contaminants du sol à l'aide d'un système d'extraction de vapeur est ancien dans l'art. Lors de la désorption thermique ex situ, le sol est excavé et les éléments chauffants sont ensuite places dans le sol excavé, disposés en configuration pyramidale. Toutes les surfaces en contact avec l'atmosphère sont recouvertes de béton et le dessus a une couche d'isolation après la couche de béton. En traitement ex situ les pertes de chaleur ne sont pas négligeables notamment sur les côtés latéraux de la pyramide sans isolation induisant une diminution de l'efficacité du traitement.A method of heating soil containing contaminants includes injecting a heated fluid into the soil. Such a method is for example described in U.S. Patent No. 6000882. The method described here consists of introducing a system of perforated pipes into the ground. A stream of hot air is sent through the pipes. Hot air is injected into the ground through perforations in the pipes at the pipe perforations. A contaminant vapor forms in the ground, which can be removed from the ground through the pipe perforations and vented to an off-gas treatment unit. However, a major drawback of this type of method is that injecting hot air into the ground is prone to creating vapor flow paths in the ground. As a result, the hot air is not evenly distributed in the contaminated soil, but rather accumulates at its level of injection into the soil; i.e. in and around the pipe perforations. Another way to heat a floor is to heat a floor by thermal conduction. The thermal conduction heating of contaminated soil in combination with the removal of contaminating gases from the soil using a vapor extraction system is old in the art. During ex situ thermal desorption, the soil is excavated and the heating elements are then placed in the excavated soil, arranged in a pyramidal configuration. All surfaces in contact with the atmosphere are covered with concrete and the top has an insulation layer after the concrete layer. In ex situ treatment, the heat losses are not negligible, especially on the lateral sides of the pyramid without insulation, leading to a reduction in the efficiency of the treatment.

La présente invention vise à fournir une solution alternative pour traiter le sol ex situ en simplifiant le procédé et en optimisant le traitement. En particulier, elle consiste à traiter le sol contaminé dans un conteneur isotherme comportant au minimum un élément chauffant à l’intérieur des boues ou sols permettant d'obtenir plus rapidement une température plus élevée du sol contaminé. Au moins un des éléments chauffants peut être alimenté en partie en réinjectant l'énergie récupérée des vapeurs des contaminants de La présente invention comporte également un dispositif séparé inséré dans le sol dans lesdits matériaux permettant de créer un vide contrôlé dans le conteneur.The present invention aims to provide an alternative solution for treating the soil ex situ by simplifying the process and optimizing the treatment. In particular, it consists of treating the contaminated soil in an isothermal container comprising at least one heating element inside the sludge or soil allowing a higher temperature of the contaminated soil to be obtained more quickly. At least one of the heating elements can be powered in part by reinjecting the energy recovered from the vapors of the contaminants of the present invention also comprises a separate device inserted into the ground in said materials making it possible to create a controlled vacuum in the container.

DESCRIPTION BRÈVE DES DESSINS Les dessins annexés illustrent l'invention : Fig. 1 : Illustration détaillée du système dans une disposition de double dôme. Fig. 2 : Illustration du principe du reburn dans les tubes de chauffe équipés de brûleurs Fig. 3 : Illustration d'un container de chauffe constitué sur base de palplanches 40 Fig. 4 : Illustration de la partie basse des containers ou des encapsulationsBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1: Detailed illustration of the system in a double dome arrangement. Fig. 2: Illustration of the principle of reburn in heating tubes equipped with burners Fig. 3: Illustration of a heating container made up of sheet piles 40 FIG. 4: Illustration of the lower part of containers or encapsulations

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Les termes "sol contaminé" et "matériaux ou boues contenant des contaminants” sont utilisés ici comme synonymes et doivent être compris comme incluant tous les types de sols, de boues ou autres matériaux qui peuvent être contaminés par des hydrocarbures ou tout autre contaminant organique ou inorganique dont la température d’ébullition à pression atmosphérique est inférieure à 650°C.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The terms “contaminated soil” and “materials or sludges containing contaminants” are used herein as synonyms and should be understood to include all types of soils, sludges or other materials which may be contaminated with hydrocarbons. or any other organic or inorganic contaminant whose boiling point at atmospheric pressure is less than 650°C.

La propagation de la chaleur par conduction a lieu lorsque deux matériaux ou objets matériels sont en contact direct et que la température de l'un est supérieure à la température de l'autre.The propagation of heat by conduction takes place when two materials or material objects are in direct contact and the temperature of one is higher than the temperature of the other.

La conduction thermique consiste en un transfert d'énergie cinétique du milieu le plus chaud vers le plus froid.Thermal conduction consists of a transfer of kinetic energy from the hottest medium to the coldest.

Le terme "conduction" tel qu'il est utilisé ici est donc destiné à désigner tous les types de transfert de chaleur dans lesquels la chaleur est déplacée d'un objet (plus chaud) à un autre objet (plus froid) par contact direct. || doit être entendu que dans la présente invention, lorsque le transfert de chaleur par conduction est mentionné, également une très petite quantité de chaleur est généralement également transférée au sol par rayonnement.The term "conduction" as used herein is therefore intended to refer to all types of heat transfer in which heat is moved from one (hotter) object to another (colder) object by direct contact. || should be understood that in the present invention, when heat transfer by conduction is mentioned, also a very small amount of heat is generally also transferred to the ground by radiation.

En particulier, la présente invention propose un procédé d'assainissement d'un sol comprenant des contaminants, comprenant l'étape de réinjection des vapeurs contaminées dans le système par un procédé appelé « reburn » (14)(15)(21). La présente invention concerne un système en boucle presque fermée avec un certain nombre de tuyaux perforés ou non thermo conducteurs (18) mis dans le sol qui a été préalablement placé dans un conteneur (16). Les tuyaux perforés (18) sont en communication avec une source de chaleur (14)(15)(21)(12) qui fait circuler un fluide chauffé à travers les tuyaux (18). Le procédé — comprend les étapes consistant à placer les deux types de tuyaux perforés (18)(21) dans le réservoir contenant le sol contaminé (16), à faire circuler un fluide chauffé à travers les tuyaux (18), à élever la température du sol environnant (24) à une température suffisante pour provoquer la vaporisation des contaminants du sol ; mobiliser les contaminants vaporisés du sol dans les tuyaux perforés (21) ; et réinjecter les contaminants du sol vaporisés dans les tubes chauffants (18). Les contaminants sont attirés vers les tuyaux perforés (21) en imposant une pression négative au sein de ces tuyaux (18)(21), par ex. en connectant les tuyaux à un système de vide.In particular, the present invention proposes a method for remediating soil comprising contaminants, comprising the step of reinjecting the contaminated vapors into the system by a method called “reburn” (14)(15)(21). The present invention relates to a nearly closed loop system with a number of perforated or non-thermally conductive pipes (18) placed in the ground which has previously been placed in a container (16). The perforated pipes (18) are in communication with a heat source (14)(15)(21)(12) which circulates heated fluid through the pipes (18). The method — includes the steps of placing the two types of perforated pipes (18)(21) in the tank containing the contaminated soil (16), circulating a heated fluid through the pipes (18), raising the temperature surrounding soil (24) at a temperature sufficient to cause soil contaminants to vaporize; mobilizing the vaporized contaminants from the soil into the perforated pipes (21); and reinjecting the vaporized soil contaminants into the heating tubes (18). Contaminants are attracted to the perforated pipes (21) by imposing a negative pressure within these pipes (18)(21), e.g. by connecting the hoses to a vacuum system.

Les tuyaux (18) sont disposés selon un motif dans le sol contaminé de manière à obtenir le chauffage le plus uniforme tout le long du motif.The pipes (18) are arranged in a pattern in the contaminated soil to provide the most uniform heating throughout the pattern.

Un motif régulier de tuyaux (18) peut être utilisé, tel que triangulaire, carré, rectangulaire, hexagonal, etc. choisi pour couvrir sensiblement la zone — contaminée (24). Dans un réservoir rectangulaire (16), les motifs rectangulaires sont préférés car ils offrent la meilleure efficacité thermique.A regular pattern of pipes (18) can be used, such as triangular, square, rectangular, hexagonal, etc. selected to substantially cover the contaminated area (24). In a rectangular tank (16), rectangular patterns are preferred because they provide the best thermal efficiency.

La température dans le sol est augmentée en faisant circuler un fluide chauffé à travers les tuyaux (18). La superposition du flux de chaleur de tous les tuyaux (18) se traduit par une augmentation plus uniforme de la température dans le motif.The temperature in the ground is increased by circulating a heated fluid through the pipes (18). The overlapping heat flow of all the pipes (18) results in a more uniform temperature rise in the pattern.

Il est clair que le nombre de tuyaux (18)(21) appliqués dans le conteneur (16), l'espacement, la 40 position relative des tuyaux (18)(21), la distance entre la base et les tuyaux (18)(23) et la distance entre les tuyaux (18)(21) et les côtés latéraux (22) d'un tas de terre peuvent varier en fonction du degré de contamination et/ ou du temps souhaité pour achever le procédé et/ ou du type de sol et/ ou des considérations économiques.It is clear that the number of pipes (18)(21) applied in the container (16), the spacing, the relative position of the pipes (18)(21), the distance between the base and the pipes (18) (23) and the distance between the pipes (18)(21) and the lateral sides (22) of a pile of soil can vary depending on the degree of contamination and/or the time desired to complete the process and/or the soil type and/or economic considerations.

Dans un mode de réalisation préféré, la distance entre la base du conteneur (23) contenant le sol contaminé et les tuyaux (18) est égale à 0,35 m, la distance entre deux tuyaux adjacents (18) dans une couche est comprise entre 0,8 et 1 m, la distance entre les tuyaux (18) de deux couches superposées est comprise entre 0,8 et 1 m.In a preferred embodiment, the distance between the base of the container (23) containing the contaminated soil and the pipes (18) is equal to 0.35 m, the distance between two adjacent pipes (18) in a layer is between 0.8 and 1 m, the distance between the pipes (18) of two superposed layers is between 0.8 and 1 m.

Dans ce mode de réalisation préféré, la distance entre le haut du réservoir (20) et la dernière couche de tuyaux (18) est comprise entre 0,35 et 0,5 m et la distance entre les côtés latéraux (22) du réservoir (16) et les tuyaux (18) est comprise entre 0,35 et 0,6 m.In this preferred embodiment, the distance between the top of the tank (20) and the last layer of pipes (18) is between 0.35 and 0.5 m and the distance between the side sides (22) of the tank ( 16) and the pipes (18) is between 0.35 and 0.6 m.

Les tuyaux (18)(21)(14) comprennent de préférence des tuyaux en un matériau résistant à la chaleur tels que, mais sans s'y limiter, l'acier, le métal ou la céramique.The pipes (18)(21)(14) preferably comprise pipes of a heat resistant material such as, but not limited to, steel, metal or ceramic.

Les tuyaux (18)(21)(14) peuvent avoir toute forme de coupe transversale souhaitée, y compris, mais sans s'y limiter, triangulaire, rectangulaire, carré, hexagonal, ellipsoïdal, rond ou ovale.The pipes (18)(21)(14) can have any desired cross-sectional shape, including, but not limited to, triangular, rectangular, square, hexagonal, ellipsoidal, round, or oval.

De préférence, les tuyaux (18)(21)(14) ont une forme transversale sensiblement ellipsoïdale, ronde ou ovale.Preferably, the pipes (18)(21)(14) have a substantially ellipsoidal, round or oval cross-sectional shape.

Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, les tuyaux (18)(21)(14) ont une forme transversale sensiblement ronde et ont un diamètre qui est compris entre 50 et 200 mm et de préférence entre 80 et 180 mm.In a particularly preferred embodiment, the pipes (18)(21)(14) have a substantially round transverse shape and have a diameter which is between 50 and 200 mm and preferably between 80 and 180 mm.

Les tuyaux (18)(21) ont une longueur comprise entre 3 et 30 m mètre, et de préférence entre 6 et 18 m.The pipes (18) (21) have a length of between 3 and 30 m meter, and preferably between 6 and 18 m.

Les perforations dans les tuyaux de vapeur (21) peuvent être, mais sans s'y limiter, des trous et/ ou des fentes.The perforations in the steam pipes (21) can be, but are not limited to, holes and/or slots.

De préférence, entre 5% et 50% de la surface d'un tuyau (21) est pourvue de trous et/ ou de fentes. il est particulièrement préféré qu'une grande quantité de petites perforations soit prévue sur le tuyau (21). Les tuyaux (21) peuvent avoir plusieurs zones perforées à différentes positions sur une longueur du tuyau (21). Lorsque les tuyaux (21) sont insérés dans le sol, les zones perforées peuvent être situées à côté de couches de sol contaminées.Preferably, between 5% and 50% of the surface of a pipe (21) is provided with holes and/or slots. it is particularly preferred that a large number of small perforations be provided on the pipe (21). The pipes (21) may have several perforated areas at different positions along a length of the pipe (21). When the pipes (21) are inserted into the ground, the perforated areas may be located adjacent to contaminated soil layers.

Alternativement, les perforations peuvent être prévues sur toute la longueur des tuyaux (21). Les tuyaux (18) sont chauffés en envoyant et en faisant circuler un fluide chauffé tel que de l'air et/ ou du gaz à haute température à travers ces tuyaux (18). De préférence, l'air/ gaz à haute température est chauffé à une température comprise entre 300 et 800°C, et plus préférentiellement comprise entre 500 et 750°C.Alternatively, the perforations can be provided over the entire length of the pipes (21). The pipes (18) are heated by sending and circulating a heated fluid such as air and/or high temperature gas through these pipes (18). Preferably, the high temperature air/gas is heated to a temperature between 300 and 800°C, and more preferably between 500 and 750°C.

Des températures extrêmement élevées peuvent également être utilisées, principalement en fonction des limites de température des tuyaux perforés (21). Ainsi, dans les cas où des tuyaux perforés (21) sont utilisés qui peuvent résister à des températures extrêmement élevées, c'est-à-dire de 1000 à 1500°C, une alimentation en air/ gaz à température extrêmement élevée correspondante peut être utilisée.Extremely high temperatures can also be used, mainly depending on the temperature limits of the perforated pipes (21). Thus, in cases where perforated pipes (21) are used which can withstand extremely high temperatures, i.e. 1000 to 1500°C, a corresponding extremely high temperature air/gas supply can be used.

La chaleur est transférée au sol par conduction thermique et élève progressivement la température du sol.The heat is transferred to the ground by thermal conduction and gradually raises the temperature of the ground.

Une très petite quantité de chaleur sera également transférée au sol par rayonnement.A very small amount of heat will also be transferred to the ground by radiation.

La température élevée du sol provoque la volatilisation des contaminants situés dans le sol 40 — contaminé, produisant ainsi une vapeur contaminée.The high soil temperature causes the contaminants located in the contaminated soil to volatilize, thereby producing contaminated vapor.

5 Selon la présente invention, le sol est chauffé par un chauffage conducteur, ce qui est particulièrement avantageux car les températures pouvant être obtenues par un tel chauffage ne sont pas limitées par la quantité d'eau présente dans le sol.According to the present invention, the ground is heated by conductive heating, which is particularly advantageous because the temperatures obtainable by such heating are not limited by the amount of water present in the ground.

Des températures du sol sensiblement supérieures au point d'ébullition de l'eau peuvent être obtenues en utilisant un chauffage conducteur thermique.Soil temperatures significantly above the boiling point of water can be achieved by using thermally conductive heating.

Des températures du sol d'au moins environ 100°C, 125°C, 150°C, 200°C, 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C ou plus peuvent être obtenues en utilisant un chauffage par conduction thermique.Soil temperatures of at least about 100°C, 125°C, 150°C, 200°C, 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C or more can be achieved by using heat conduction heating.

Un système de vide est connecté aux tuyaux (18) pour les mettre sous pression négative.A vacuum system is connected to the pipes (18) to place them under negative pressure.

Le système de vide doit être capable de tirer un vide approprié à la combinaison particulière de perméabilité du sol et de tuyaux perforés (21) dans un système de traitement.The vacuum system must be capable of drawing a vacuum appropriate to the particular combination of soil permeability and perforated pipes (21) in a treatment system.

Le système de vide peut être capable de tirer un vide dans la plage de 50 Pa à 5000 Pa.The vacuum system may be capable of pulling a vacuum in the range of 50 Pa to 5000 Pa.

Le système de vide peut être un ventilateur ou une pompe étanche à l'eau.The vacuum system can be a fan or a waterproof pump.

En raison de la différence de pression imposée dans le sol, le fluide chauffé qui est envoyé à travers les tuyaux (18) ne sera pas injecté dans le sol à travers les perforations des tuyaux (21) mais restera dans le système de tuyauterie.Due to the pressure difference imposed in the ground, the heated fluid which is sent through the pipes (18) will not be injected into the ground through the perforations of the pipes (21) but will remain in the piping system.

Par conséquent, il n'y aura pas de mélange du fluide — chauffé avec la vapeur de contaminant dans le sol et la formation de trajets d'écoulement de vapeur dans le sol est minimisée.Therefore, there will be no mixing of the heated fluid with the contaminant vapor in the soil and the formation of vapor flow paths in the soil is minimized.

Contrairement à l'injection de fluide dans le sol, le chauffage conducteur sera très uniforme dans son balayage vertical et horizontal et entraînera une dispersion homogène de la chaleur à travers le sol.Unlike fluid injection into the floor, conductive heating will be very even in its vertical and horizontal sweep and will cause heat to disperse evenly across the floor.

En effet, l'énergie thermique injectée dans le sol par les tuyaux (18) est uniforme sur chaque tuyau (18). En outre, le chauffage conducteur — crée une perméabilité en raison du séchage et du rétrécissement du sol surchauffé (c'est-à-dire > 100°C) qui se développe autour de chaque tuyau (18). Des trajets de flux de vapeur étroitement espacés sont créés même dans les couches étroites de limon et d'argile.Indeed, the thermal energy injected into the ground by the pipes (18) is uniform on each pipe (18). Additionally, conductive heating — creates permeability due to the drying and shrinking of the superheated (i.e. >100°C) soil that develops around each pipe (18). Closely spaced vapor flow paths are created even in narrow layers of silt and clay.

En mettant les tuyaux perforés (21) sous pression négative, les contaminants vaporisés sont aspirés du sol dans le système de tuyauterie (21). Les vapeurs contaminées ne se déplacent pas — à travers le sol vers le haut du sol mais plutôt dans les tuyaux perforés (21) et se sont injectées dans la flamme des tubes chauffants (14)(15)(18). Cependant, certaines vapeurs peuvent se déplacer à la surface du sol dans une chambre de rétention de vapeur qui est formée entre le sol et un revêtement, appliqué sur le dessus de la surface du sol (24). Le vide est maintenu pendant toute la période de chauffage et pendant un temps suffisant après le chauffage pour éviter les pertes ou la dispersion de contaminants.By placing the perforated pipes (21) under negative pressure, vaporized contaminants are drawn from the ground into the piping system (21). The contaminated vapors do not travel — through the floor to the top of the floor but rather into the perforated pipes (21) and are injected into the flame of the heating tubes (14)(15)(18). However, some vapors can travel across the floor surface into a vapor retention chamber that is formed between the floor and a coating, applied on top of the floor surface (24). The vacuum is maintained throughout the heating period and for a sufficient time after heating to prevent loss or dispersion of contaminants.

Le vide abaissera la pression de vapeur de l'eau dans le sol et provoquera une ébullition à une température inférieure au point d'ébullition normal à la pression atmosphérique.The vacuum will lower the vapor pressure of the water in the ground and cause it to boil at a temperature below the normal boiling point at atmospheric pressure.

Dans le même temps, les contaminants à point d'ébullition élevé seront éliminés par distillation à la vapeur en présence de vapeur d'eau à une température bien inférieure au point d'ébullition normal des contaminants.At the same time, high boiling point contaminants will be removed by steam distillation in the presence of water vapor at a temperature well below the normal boiling point of the contaminants.

Cela se produira pour 40 tous les contaminants qui sont presque immiscibles dans l'eau, car le point d'ébullition du mélange de deux fluides non miscibles sera toujours inférieur au point d'ébullition de l'un ou l'autre composant en lui-même.This will happen for all contaminants that are nearly immiscible in water, because the boiling point of the mixture of two immiscible fluids will always be lower than the boiling point of either component by itself. same.

Dans un mode de réalisation préféré, toutes les surfaces (20)(22) du réservoir sont scellées par une couche isolante (26). La création d'un vide sous la couche d'isolation (26) peut entraîner l'aspiration de la couche d'isolation (26) à la surface du sol, mais dans tous les cas, cela réduira la quantité d'air/ de gaz aspirée dans le système de tuyauterie (21)(18) depuis l'atmosphère.In a preferred embodiment, all surfaces (20)(22) of the tank are sealed with an insulating layer (26). Creating a vacuum under the insulation layer (26) may cause the insulation layer (26) to be drawn to the floor surface, but in any case will reduce the amount of air/ gas drawn into the piping system (21)(18) from the atmosphere.

Ainsi, essentiellement seuls l'air, l'humidité du sol et les contaminants dans le sol seront évacués par les tuyaux perforés (21) intégrés dans le sol. En attirant l'humidité et les contaminants vers les tuyaux (21), le risque de propagation des contaminants est considérablement réduit. La couche isolante (26) permet également de réduire les pertes de chaleur. Une couche isolante (c'est-à-dire en béton) peut également être prévue sous le tas de sol à traiter (24) afin de réduire les pertes de chaleur dans le sol sous-jacent.Thus, essentially only air, soil moisture and contaminants in the soil will be evacuated through the perforated pipes (21) embedded in the soil. By attracting moisture and contaminants to the pipes (21), the risk of spreading contaminants is greatly reduced. The insulating layer (26) also reduces heat loss. An insulating layer (ie concrete) may also be provided under the soil pile (24) to be treated to reduce heat loss to the underlying soil.

Lorsque la vapeur contaminée est éliminée du sol, le niveau d'humidité dans le sol contaminé est sensiblement réduit, de préférence à un niveau d'humidité moyen inférieur à environ 5% en poids, plus préférablement à un niveau d'humidité moyen inférieur à environ 2% en poids, et le plus — préférablement à un taux d'humidité moyen inférieur à environ 1% en poids.When the contaminated vapor is removed from the soil, the moisture level in the contaminated soil is substantially reduced, preferably to an average moisture level below about 5% by weight, more preferably to an average moisture level below about 2% by weight, and most - preferably at an average moisture content of less than about 1% by weight.

Dans un autre mode de réalisation préféré, le présent système comprend également un système de tuyauterie de collecte de vapeur (21) qui transporte le fluide chauffé hors des tubes chauffants vers une installation de traitement. Dans un mode de réalisation préféré, cette installation de traitement comprend un condensateur (10), un dévésiculeur (8), une colonne de charbon actif (4), une post-combustion (7), … Le système actuel est conçu pour permettre le traitement de 20 à 100 m° de sol. L'ensemble du système peut être chargé sur une remorque pour être transporté d'un site à l’autre.In another preferred embodiment, the present system also includes a vapor collection piping system (21) that carries the heated fluid out of the heating tubes to a processing facility. In a preferred embodiment, this treatment installation comprises a condenser (10), a demister (8), an activated carbon column (4), a post-combustion (7), etc. The current system is designed to allow the treatment of 20 to 100 m° of soil. The entire system can be loaded onto a trailer to be transported from site to site.

Dans un autre mode de réalisation préféré, le réservoir serait dans une atmosphère inerte en récupérant à la sortie du corps de brûleur (13), le dioxyde de carbone produit au cours du procédé eten le réinjectant dans le réservoir (16). Pour cette raison, il est possible de chauffer des câbles en cuivre pour récupérer le cuivre tout en contrôlant le niveau d'oxygène à l'intérieur du conteneur (16).In another preferred embodiment, the tank would be in an inert atmosphere by recovering at the outlet of the burner body (13), the carbon dioxide produced during the process and reinjecting it into the tank (16). For this reason, it is possible to heat copper cables to recover the copper while controlling the level of oxygen inside the container (16).

Dans un autre mode de réalisation préféré, le système est composé d'un ou plusieurs conteneurs métalliques de 40’ (2) spécialement conçus qui peuvent être adaptés en fonction de la quantité de terre à traiter. Le conteneur métallique peut être enterré ou posé directement sur le sol ou toute combinaison de ceux-ci.In another preferred embodiment, the system is made up of one or more specially designed 40' metal containers (2) which can be adapted according to the amount of soil to be treated. The metal container can be buried or placed directly on the ground or any combination thereof.

À cela vient s'ajouter un conteneur chauffant (1) qui s'intègre parfaitement dans les conteneurs métalliques (2), qui peut passer d'un conteneur à l'autre lorsqu'il a été traité. Ce conteneur (1) est sans fond et tous les réseaux de traitement (tuyaux de chauffage (18), gaz, air, vapeur (21)) sont 40 — installés à l'intérieur. De plus, ce conteneur chauffant (1) est recouvert d'une couche d'isolation thermique et d'une couche d'acier lisse, ce qui rend l'emboîtement du conteneur et de la piscine plus facile et hermétique. La pointe des tuyaux de chauffage est en forme de pointe pour faciliter le placement du réservoir dans la piscine. Dans un mode de réalisation préféré mais sans s’y limiter, ces tuyaux mesurent 2,35 m de long. Afin de faciliter le mouvement du conteneur, des poignées sont placées aux coins du conteneur. Dans un autre mode de réalisation préféré, les éléments chauffants sont placés verticalement, en particulier lorsque le réservoir isolée est construite dans le sol (2). Dans ce mode de réalisation préféré, les éléments chauffants verticaux sont alors attachés ensemble et forment un dôme (1) placé au-dessus des matériaux contaminés. En procédant de la sorte, l’ensemble des éléments chauffants (18)(21) peut s'enfoncer dans des matériaux visqueux, tout en garantissant une tenue mécanique et une étanchéité de l'ensemble du dispositif.Added to this is a heated container (1) that fits perfectly into the metal containers (2), which can be moved from one container to another when it has been processed. This container (1) is bottomless and all the treatment networks (heating pipes (18), gas, air, steam (21)) are installed inside. In addition, this heating container (1) is covered with a thermal insulation layer and a smooth steel layer, which makes the interlocking of the container and the swimming pool easier and hermetic. The tip of the heating pipes are pointed in shape to facilitate placement of the tank in the pool. In a preferred but not limited embodiment, these pipes are 2.35m long. In order to facilitate the movement of the container, handles are placed at the corners of the container. In another preferred embodiment, the heating elements are placed vertically, in particular when the insulated tank is built into the ground (2). In this preferred embodiment, the vertical heating elements are then attached together and form a dome (1) placed above the contaminated materials. By proceeding in this way, all of the heating elements (18)(21) can sink into viscous materials, while guaranteeing mechanical strength and sealing of the entire device.

Dans un autre mode de réalisation préféré, le système de dôme (1) est couplé à d’autres réservoirs enterrées (2), de manière à permettre un traitement en continu, en alimentant toujours un réservoir ouvert (2) pendant qu’au moins un autre réservoir est disponible pour être en phase de chauffage (1).In another preferred embodiment, the dome system (1) is coupled to other buried tanks (2), so as to allow continuous treatment, always feeding an open tank (2) while at least another tank is available to be in the heating phase (1).

Dans un autre mode de réalisation préféré, le réservoir est construit avec des palplanches — métalliques (19) comme cœur et des tôles métalliques lisses (17)(20)(22) comme paroi. Ainsi le dispositif permet une mise à la taille flexible, en fonction des quantités de matériaux à traiter, tout en garantissant une bonne tenue mécanique et la possibilité d'insérer du matériau isolant (26) entre les deux parois métalliques (20)(22). Ces matériaux étant en outre aisément disponibles sur de nombreux sites, cela permet le montage des unités de traitement sur place et réduit les problèmes liés au transport de l’unité de traitement.In another preferred embodiment, the tank is constructed with metal sheet piles (19) as the core and smooth metal sheets (17)(20)(22) as the wall. Thus the device allows flexible sizing, depending on the quantities of materials to be processed, while guaranteeing good mechanical strength and the possibility of inserting insulating material (26) between the two metal walls (20)(22) . These materials are also readily available at many sites, which allows the assembly of the processing units on site and reduces the problems associated with transporting the processing unit.

Dans un autre mode de réalisation préféré les containers (1) ou les dômes (2) sont placés côte à côte et les vapeurs traitées sortant des containers et/ ou dômes en traitement peuvent servir de fluide caloporteur pour préchauffer les containers en attente de démarrage.In another preferred embodiment, the containers (1) or the domes (2) are placed side by side and the treated vapors leaving the containers and/or domes being treated can be used as heat transfer fluid to preheat the containers awaiting start-up.

Dans un autre mode de réalisation préféré, les réservoirs sont équipés, en dessous de la zone de placement des matériaux contaminés, d’une grille filtrante (25) constituée de matériaux filtrant (25) résistant aux températures de minimum 250°C mais de préférence entre 200°C et 400°C, et qui permettent l’écoulement mécanique des liquides libres présents au démarrage ou se formant durant la chauffe.In another preferred embodiment, the tanks are equipped, below the contaminated material placement zone, with a filtering grid (25) made up of filtering materials (25) resistant to temperatures of at least 250°C but preferably between 200°C and 400°C, and which allow the mechanical flow of free liquids present at start-up or forming during heating.

1. Conteneur chauffant1. Heated container

2. Conteneur métallique2. Metallic container

3. Citerne à condensats3. Condensate tank

4. Citerne à hydrocarbures4. Hydrocarbon tank

5. Citerne à eau propre5. Clean water tank

6. Filtre à charbon actif6. Activated carbon filter

7. Post-combustion7. Afterburner

8. Echangeur de chaleur8. Heat exchanger

9. Pompe9. Pump

10. Knock-out10. Knockout

11. Refroidisseur11. Cooler

12. Brûleur12. Burner

13. Corps de brûleur13. Burner body

14. Flexible reburn14. Flexible reburn

15. Vanne reburn15. Reburn valve

16. Conteneur16. Container

17. Paroi extérieure du conteneur17. Container outer wall

18. Tube de chauffe à l'intérieur du conteneur18. Heating tube inside the container

19. Palplanche19. Sheet pile

20. Surface du haut du conteneur20. Container top surface

21. Tubes vapeur21. Steam tubes

22. Conteneur métallique22. Metal container

23. Système de filtration23. Filtration system

24. Sol contaminé24. Contaminated soil

25. Grille filtrante25. Filter grid

26. Isolation26. Insulation

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Appareil pour éliminer la contamination organique d'une boue ou d'un sol comprenant : - Une encapsulation fermée thermiquement isolée contenant les matériaux à traiter - Au moins 1 élément chauffant à l'intérieur des boues ou sols chauffant lesdits matériaux par conduction - Un dispositif séparé inséré dans les matériaux et créant un vide contrôlé dans l'encapsulation - Au moins 1 élément chauffant pouvant être alimenté en partie par l'énergie contenue dans les contaminants extraits à travers ledit appareil à vide1. Apparatus for removing organic contamination from sludge or soil comprising: - A thermally insulated closed encapsulation containing the materials to be treated - At least 1 heating element inside the sludge or soil heating said materials by conduction - A separate device inserted into the materials and creating a controlled vacuum in the encapsulation - At least 1 heating element that can be powered in part by the energy contained in the contaminants extracted through said vacuum device 2. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel un système de filtration des liquides est placé sous les matériaux contaminés2. Apparatus according to one of the preceding claims wherein a liquid filtration system is placed under the contaminated materials 3. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel les éléments chauffants sont placés de manière fixe et attachés à la structure, afin de constituer un ensemble solidaire pouvant être placé et levé en une fois3. Apparatus according to one of the preceding claims wherein the heating elements are placed in a fixed manner and attached to the structure, in order to constitute an integral assembly which can be placed and lifted at once 4. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel le dôme placé au-dessus des matériaux contaminés repose physiquement sur ces derniers, permettant ainsi d'éviter la formation de vide entre les matériaux et le sol lors de la rétractation consécutive à la chauffe de ces derniers4. Apparatus according to one of the preceding claims wherein the dome placed above the contaminated materials physically rests on the latter, thus making it possible to avoid the formation of a vacuum between the materials and the ground during the retraction following heating. of these 5. Appareil selon l’une des revendications précédentes dans lequel un réseau secondaire d'orifices connectés au vide permet de garder en dépression l’espace créé entre les matériaux et le haut du dôme ou du conteneur.5. Device according to one of the preceding claims, in which a secondary network of orifices connected to the vacuum keeps the space created between the materials and the top of the dome or container under vacuum.