Brevet FR2012590A1 — publié le 19700320

i 2012590 La présente invention concerne les tours.de•refroidissement de gaz. Pour refroidir un gaz, par exemple les gaz de combustion résiduaires avant une électro-précipitation, on a déjà proposé 5 par exemple, de refroidir le .gaz par contact direct avec l'eau dans une tour de refroidissement. Si la répartition, du courant gazeux dans la section transversale de la tour n'est pas uniforme sur toute la longueur de celle-ci, l'efficacité du refroidissement peut être faible. Ceci est particulièrement vrai quand le gaz ad-10 mis dans la tour de refroidissement est chaud, par exon.ple à une température supérieure à 450°C, c'est-à-dire que l'utilisation de dispositifs métalliques classiques de distribution du gaz dans la tour est exclue à moins de prendre des précautions particulières qui sont à la fois complexes et coûteuses. Un tel cas se présente 15 par exemple, lors de l'incinération d'ordures ramassées par les services municipaux, car dans ce cas, la température du gaz de combustion résiduaire peut atteindre par exemple 1100°C. L'invention vise uœtour de refroidissement de gaz d'un type perfectionné ainsi qu'un procédé amélioré de refroidissement 20 de gaz. La tour de refroidissement de gaz, selon l'invention, comprend une chambre montante destinée à être parcouruepar un courant gazeux qui s'y refroidit, un conduit transversal d'entrée pour le gaz à refroidir, ce conduit étant orienté de manière à admettre le gaz 25 dans la chambre suivant une direction à peu près symétrique par rapport à la section transversale de la chambre, et un élément s'étendant en travers du conduit en un point proche de celui où le conduit débouche dans la chambre et destiné à partager le gaz admis dans la chambre en deux courants qui se rencontrent et se 30 mélangent à l'intérieur de la chambre. . L'invention a également pour objet, une tour de refroidissement de gaz, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre verticale destinée à l'écoulement d'un gaz afin de le refroidir, un conduit transversal d'entrée pour le gaz à refroidir, ce conduit 35 étant orienté de manière à admettre le gaz dans la chambre suivant une direction à peu près symétrique par rapport à la section transversale de cette chambre, un élément diviseur vertic al ayant une section transversale uniforme en forme d'un triangle isocèle, s'étendant symétriquement en travers du conduit en un point adja-2j.q cent à celui où le conduit débouche dans la chambre, un sommet de ce triangle constituant le point le plus en aval dans le. sens de 69 23319 2 2012590 l'écoulement du gaz, l'élément diviseur étant destiné à partager le gaz admis dans la chambre en deux couratits égaux qui se rencontrent et se mélangeat a l'intérieur de la chambre, ët "une série de pulvérisateurs d'eau qui pulvérisent de l'eau de refroidissement direc-5 tëment dans le gaz s'écoulant le long de la chambre, cette eau de refroidissement étant évaporée dans le gaz. L'invention fournit également une installation d'épuration de gaz, comprenant un électro-précipiteur et une tour de refroidissement selon l'invention qui refroidit le gaz avant son épuration 10 dans l'électro-précipiteur. L'invention a encore pour objet une installation d'incinération comprenant un incinérateur pour brûler les ordures et un appareil d'épuration de gaz selon l'invention qui épure le gaz de combustion provenant de l'incinérateur. 15 L'invention fournit également un procédé de refroidissement d'un gaz, selon lequel on fait passer celui-ci le long d'une chambre verticale pour le refroidir, on introduit le gaz dans cette chambre suivant un trajet transversal par rapport à cette dernière à peu près symétriquement par rapport à la section transversale de 20 la chambre, et on divise le gaz admis dans la chambrée n deux courants à proximité du point d'entrée du gaz dans cette chambre, ces courants se rencontrant et se mélangeant à l'intérieur de la chambre. L'invention fournit également un procédé de re froidissement 25 d'un gaz d'une température supérieure à environ 450°C jusqu'à une température comprise entre 200° et 350°C, dans lequel on pulvérise de l'eau de refroidissement dans une chambre montante, on fait passer le gaz dans cette chambre pour le refroiïLr par l'action de l'eau de refroidissement qui s'évapore dans le gaz, on 30 introduit le gaz dans cette chambre transversalement et à peu près symétriquement par rapport à la section transversale de la chambre et orjâivise le courant gazeux admis dans la chambre en deux courants égaux en un point proche de l'entrée du gaz dans la chambre , ces courants se rencontrant et se mélangeant à l'intérieur de la chambre 3 5 de manière à établir une répartition sensiblement uniforme du courant gazeux sur toute la longueur de la chambre. L'invention fournit également un procédé d'épuration d'un gaz, selon lequel on traite le gaz par une technique d'électro-précipi-tation et on refroidit ce gaz par un procédé selon l'invention avant de- le soumettre à l'électro-précipitation. 69 23319 3 2012590 Enfin, l'invention a pour objet un gaz quand il a été traité par le procédé selon l'invention. Dans une tour de refroidissement selon l'invention, étudiée pour un fonctionnement à température élevée, par exemple à une (5 température de plus de 450°C environ, la chambre contient un re-vêten ent réfractaire, le conduit d'entrée comprend également un revêtement réfractaire et l'élément diviseur est construit en un matériau réfractaire. De préférence, on refroidit le gaz avant l'électro-précipitation à une température comprise entre 200° et 10 350°C. D'autres caractéristiques et avartages de l'invention appa-raîtont au cours de la description qui va suivre. Atx dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : La Fig. 1 est un schéma de circulation dans une installation 15 selon l'invention ; La Fig. 2 est une vue en coupe axiale schématique d'une tour de refroidissement faisant partie de cette installation, et La Fig. 3 est une vue en coupe horizontale qui correspond à la Fig. 2. 20 Comme on l'a représenté schématiquement sur la Fig. 1, l'ins tallation comprend un incinérateur 12 destiné à brûler les ordures ramassées par les services municipaux et une installation d'épuration de gaz qui ccggxrend une tour de refroidissement 14 et un électro-précipiteur 16. /dufonctionnement de cette installation, les 25 ordures sont brûlées dans l'incinérateur 12, le gaz de combustion qui s'échappe de l'incinérateur 12 et qui est par exemple à une température de 100°C est refroidi avant l'électro-précipitation, par exemple à une température de 300°C, dans la tour de refroidissement 14 et enfin le gaz refroidi qui sort de cette tour 14 est 30 nettoyé par précipitation électrique des poussières qu'il contient dans 1'électro-précipiteur 16. Le gaz propre qui s'échappe de l'é-lectro-précipiteur 16 est déchargé directement dans l'atmosphère. Aussi bien l'incinératuer 12 que^l'é^ectr©- précipiteur 16 sont d'un type connu, l'électro-précipiteur/au type dénommé type sec. 35 La tour de refroidissement 14 (Fig. 2 et 3) comprend une . chambre verticale 18 de section droite circulaire, comportant un revêtement réfractaire 20, dans laquelle sont montés des pulvérisateurs d'eau 22. La tour 14 comprend un conduit 24 transversal d'entrée ayant une section droite rectangulaire, placé dans le bas de la tour 14 et débouchant dans la chambre 18 à faible dis-40 tance au-dessous des pulvérisateurs 22 qui sont ainsi placés à 69 23319 4 2012590 faible distance en aval du conduit 24 ; le gaz à refroidir est admis dans la chambre 18 en provenance de l'incinérateur 12 à travers le conduit 24 ; ce conduit 24 est muni d'un chemisage réfractaire 25. La tour 14 comprend également un conduit transversal 26 5 de sottie du gaz disposé au sommet de la tour 14 et conduisant à 1'électro-précipiteur■16. Lors du fonctionnement de la tour 14, le gaz à refroidir arrive dans la chambre 18 à partir du conduit 24, s'écoule de bas en haut à travers cette chambre 18 à contre -courant par rapport 10 à l'eau projetée par les pulvérisateurs 22 directement dans le gaz qui remonte dans la chambre 18, l'eau étant entièrement évaporée dans le gaz. Le gaz refroidi qui contient l'eau évaporée sort de ]a chambre 18 par le conduit 26 et arrive dans l'élèctro-précipi-teur 16. 15 Le condùit d'entrée 24 est orienté de manière à amener le gaz dans la chambre 18 suivant un tréjet sensiblement symétrique par rapport à la section transversale de la chambre 18 (Fig. 3). Le conduit 24 s'incline vers le bas en direction de la chambre 18 et comprend une courte partie terminale 30 qui débouche horizon-20 talement dans la chambre 18. Cette partie terminale 30 diverge (quand on l'observe en plan) en direction de la chambre 18 alors que la partie restante du conduit 24 a une section droite uniforme. La largeur intérieure de la partie terminale 30 au point d'admission dans la chambre 18 se rapproche du diamètre intérieur 25 de ladite chambre 18. Un élément diviseur vertical 32 en un matériau réfractaire s'étend symétriquement en travers de la partie terminale 30 du conduit 24 et pénètre dans la chambre 18, ledit élément diviseur 32 ayant la section transversale uniforme d'un triangle isocèle (Fig. 3), la base du triangle étant située sensi-30 blement sur la périphérie intérieure de la chambre 18 alors que le sommet de ce triangle occupe une position en aval dans le sens de l'écoulement du gaz. Pendant le fonctionnement de cette tour, l'élément 32 divise le gaz admis dans la chambre 18 en deux courants égaux qui pénètrent 35 dans cette chambre 18 à peu près tangentiellement à sa périphérie intérieure et s'écoulent le long de cette périphérie intérieure avant de se rencontrer et de se mélanger en un point de la chambre 18 qui est diamétralement opposé à l'élément diviseur 32 de sorte qu'on obtient une répartition de l'écoulement gazeux pratique-40 ment uniforme sur toute la longueur de la chambre 18, ce qui donne V 69 23319 5 2012590 réelle une durée de contact/entre le gaz et l'eau proche de la valeur théorique. " On peut apporter l'une ou plusieurs des modifications suivantes : 5 (a) Le conduit d'entrée 24 peut déboucher horizontalement dans la partie terminale 30 comme indiqué en tirets sur la Fig. 2 (b) Le conduit d'entrée 24 peut être installé au sommet de la tour 14 alors que le conduit de sortie 26 est disposé au pied de la tour 14, l'écoulement gazeux se fôisantdans le même sens que XO celui de l'eau ; dans ce cas, le conduit d'entrée 24 est incliné de bas en haut en direction de la chambre 18 ou bien arrive horizontalement dans la partie terminale 30 et les pulvérisateurs 22 sont installés au sommet de la tour de sorte que le conduit d'entrée 24 débouche dans la chambre 18 à une faible distance au-X5 dessus des pulvérisateurs 22 qui sont, dans ce cas encore, disposés à une faible distance en aval du conduit 24. (c) Le conduit d'entrée 24 peut présenter une section droite circulaire. (d) Le conduit d'entrée 24 peut présenter une paroi infé-20 rieure et des parois latérales rectangulaires et une paroi supérieure semi-circulaire. 69 23319 6 2012590 REVENDICATIONS 1 - Tour de refroidissement d'un gaz, par exemple du type à refroidissement par évaporat ion, comprenant un conduit transversal d'entrée qui est orienté de manière à introduire le gaz dans - la tour suivant un trajet sensiblement symétrique, caractérisée en 5 ce qu'elle comprend un élémeg^ s'étendant en travers du conduit au voisinage immédiat/où ce conduit débouche dans la tour, ledit élément étant destiné à partager le gaz admis dans la tour en deux courants qui se rencontrent et se mélangent à l'intérieur ' de la chambre. xo 2 - Tour selon la revendeation ly caractérisée en ce que l'é lément diviseur s'étend de bas en haut. 3 - Tour selon l'une des revendications1 ou 2, caractériséeen ce que l'élément diviseur présente une section transversale triangulaire uniforme, l'un des sommets du triangle constituant le xç point le plus en aval par rapport au sens d'écoulement du gaz. 4 - Tour selon la revendication 3» caractérisée en ce que la base du triangle est disposée à peu près sur une périphérie intérieure de la chambre.