Brevet FR2125400A1 — publié le 19720929

La présente invention est relative à des épurateurs de gaz. De tels épurateurs ont beaucoup d'utilisations, et l'une en particulier consiste dans le traitement des gaz de fumée provenant des chaudières de bateaux pétroliers, ces gaz étant épurés et 5 ensuite amenés dans les réservoirs vides du bateau ou au-dessus du pétrole dans les réservoirs pour former un gaz inerte. Selon un premier aspect de la présente invention, on a une tour d'épuration de gaz dans laquelle les plateaux disposés sensiblement horizontalement, qui s'étendent à travers la tour, 10 sont constitués d'une ou plusieurs paires d'éléments de plaques identiques possédant, dans chaque élément de plaque, une rangée d'ouvertures qui sont décalées vers un côté de la ligne centrale de l'élément de plaque. On peut donc assembler les éléments de plaques par paires pour édifier les plateaux de telle manière que 15 les éléments de plaques d'un plateau aient leurs côtés non munis d'ouvertures s'appuyant sur les parois de la tour de sorte qu'un passage'vers le bas est constitué au centre, le plateau au-dessus et le plateau en dessous ayant leurs parties non munies d'ouvertures s'étendant vers le centre de sorte que des passages vers 20 le bas soient constitués aux deux côtés. De cette manière un passage sinueux pour l'eau s'écoulant vers le bas est obtenu. Le passage vers le bas peut être limité d'un côté par une plaque qui est de préférence une plaque d'acier doux revêtue d'une matière plastique convenable telle que le polypropylène. 25 De préférence, les plateaux et leurs chapeaux associés de la tour sont réalisés en plastique tel que le polypropylène. Ceci présente l'avantage que les diverses pièces peuvent être moulées de façon relativement économique et qu'il y a peu de risque de corrosion. La paroi de la tour elle-même peut être revêtue d'un 30 matériau convenable tel que du plastique ou du caoutchouc. Le bain selon l'invention, qui se trouve au fond, refroidit suffisamment le gaz pour qu'on puisse utiliser ces matériaux. De préférence, les plateaux munis d'ouvertures, possèdent autour des ouvertures, des parois dressées et celles-ci sont 35 surmontées de chapeaux munis de dents s'étendant vers le bas.Les chapeaux peuvent être maintenus en place avec les bords inférieurs des dents espacés du plateau lui-même, par des butées appropriées à l'intérieur des chapeaux conçus de façon à assurer qu'ils soient bien centrés au-dessus des ouvertures. Ils sont maintenus en place 40 par une barre s'étendant le long de chaque alignement de chapeaux. 72 04688 2 2125400 Dans les tours d1 épuration utilisées dans les bateaux pétroliers et dans beaucoup d'autres applications, les gaz qui sont à épurer sont très chauds et peuvent, en fait, endommager 11épurateur. 5 Donc, selon un second aspect de l'invention, on réalise une tour d'épuration de gaz comprenant des moyens pour amener le gaz au fond de la tour d'épuration, et des moyens pour maintenir de l'eau dans le fond de la tour au moins jusqu'à un niveau auquel l'entrée de gaz débouche dans la tour, l'entrée de gaz restant 10 totalement submergée par l'eau qui ainsi constitue un capteur à eau pour le gaz entrant. De préférence, les moyens pour maintenir de l'eau dans le fond de la tour comprennent une sortie d'eau à l'écart du point où s'ouvre l'entrée de gaz dans la tour. Avantageusement, la sortie d'eau peut être sous la forme d'un déversoir 15 annulaire dirigé vers le haut. L'eau peut être fournie par une amenée spéciale au fond de la tour et/ou constituée par l'eau d'épuration qui est injectée au scrimet de la tour. L'entrée est de préférence sous la forme d'un tub,e divergent vers le bas, possédant a son bord .inférieur des dentelures pour briser le courant de 20 gaz entrant lorsqu'il pénètre dans l'eau au fond de la tour. Avec une construction selon cet aspect de l'invention, non seulement il est possible de conserver l'entrée elle-même fraîche, mais le gaz est sensiblement refroidi lorsqu'il circuli vers le haut à travers la tour. 25 Pour faire comprendre plus facilement l'invention, on va maintenant en donner la description suivante simplement à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel : La figure 1 est une élévation en coupe schématique d'un mode de réalisation de la tour d'épuration selon l'invention, 3 0 la figure 2 est une vue en plan de dessus d'un élément formant un quart du plateau de barbotage, la figure 3 est une élévation latérale de l'élément de la. figure 2, la figure 4 est une vue en coupe à travers un mode de 35 réalisation du chapeau de barbotage, et la figure 5 est une vue en perspective schématique d'une installation. En se référant à la figure 1, on y a illustré une tour d'absorption ou d'épuration 10 qui comprend une tour, de section 40 rectangulaire, possédant des parois verticales 11, construite 72 04638 3 2125400 en acier doux revêtue sur sa surface interne d'un plastique tel que du polypropylène. En variante, les parois internes peuvent être revêtues de caoutchouc. La base de la tour 12 s'étend, comme on le voit dans la figure 1, vers la droite des parois verti-2 cales pour constituer une zone d'entrée pour une conduite d'entrée 13. Cette conduite, qui possède une partie de paroi rectangulaire supérieure 13a^ s'étend verticalement vers le loas et .ensuite s'étend-obliquement par rapport à la verticale, du fait qu'elle possède deux parois 14 et 15 divergentes vers le bas. Ces parois sont 2 0 réunies par deux autres parois 16 (une seule est représentée) et le bord inférieur de la conduite d'entrée est muni de dentelures 17. Un déversoir annulaire 18 est disposé centralement dans la tour et s'étend à un niveau coincidant sensiblement avec le ^5 niveau de la jonction de la paroi de la conduite d'entrée 13a_ avec les parois 14,15 et 16 décrites ci-dessus. Une connexion de sortie 19 située au centre du déversoir annulaire 18 dans la paroi 12 est reliée à un capteur à eau, recourbé en S,(non représenté). Entourant le déversoir annulaire 18 se trouve un baffle 20 perforé 20 qui est constitué en une feuille de métal elle aussi revêtue d'un plastique tel que le polypropylène. Le loaffle 20 s'étend jusque très près de la paroi 15 de la conduite d'entrée. A l'intérieur de la tour 11 sont disposés plusieurs assemblages de plateaux 21 à 25 s'étendant sensiblement horizon-25 talement. Ces assemblages de plateaux sont chacun réalisés en quatre éléments identiques de plaques en polypropylène moulé,comme représenté dans les figures 2 et 3. Ces éléments de plaques comprennent une partie principale 26 qui est munie d'une rangée de quatre fentes rectangulaires allongées 27, qui sont chacune limi- 3 0 tées par une paroi périphérique 28 s'étendant vers le haut. Un bord latéral de la plaque est muni d'un rebord 29 s'étendant vers le haut et les bords extrêmes de la plaque sont munis de rebords 30 tournés vers le bas, s'étendant sur presque toute la largeur de la plaque. On notera, que la rangée d'ouvertures 27 est décalée 35 du centre de l'élément de plaque de sorte que la partie latérale entre la rangée d'ouvertures et le rebord tourné vers le haut,29, est plus étroite que la partie latérale correspondante 31 de l'autre côté de la rangée d'ouvertures. On remarquera que les éléments des assemblages de pla-40 teaux alternés 21, 23, 25 sont disposés de sorte que les parties 72 04688 4 2125400 latérales 31 soient dirigées vers le centre de la tour et s'appuient l'une contre l'autre. En fait, il y a quatre éléments de plaques qui forment chaque assemblage de plateau, deux seulement d'entre eux étant visibles dans le dessin, les deux autres étant 5 situés derrière ceux représentés. Les autres assemblages alternés 22 et 24 sont disposés avec leurs parties latérales 31 s'étendant vers l'extérieur pour un contact avec la paroi 11 de la tour. Aux bords extérieurs du premier jeu cité d'assemblages de plateaux 21, 23, 25, sont assu-20 jetties des plaques 32 de passage vers le bas (figure 1) et une autre plaque verticale 33 est disposée au centre pour éviter le rejaillissement d'un côté à l'autre. D'autre part, les assemblages de plateaux 22 et 24 du second jeu cité ont des plaques de passage 34 disposées à leur bord interne, ces plaques de passage étant 25 écartées l'une de l'autre. On comprend que les plaques de passage 32 et 34 sont assujetties aux rebords,tournés vers le haut,29 des éléments formant le plateau. Les rebords,tournés vers le bas, 30 sont utilisés pour rigidifier les éléments formant plateaux. Avec la disposition décrite ci-dessus, les ouvertures 20 de tous les assemblages de plaques sont disposées au-dessus ou au-dessous des ouvertures de l'assemblage de plateau adjacent. En même temps les passages vers le bas alternent depuis l'extérieur de la tour vers son contre et ensuite depuis celui-ci vers l'extérieur et ainsi de suite. De cette manière, on réalise un passage 25 sinueux pour l'écoulement de l'eau introduite dans la tour à travers le tuyau 3 5 d'entrée d'eau qui s'ouvre dans la tour à un point situé immédiatement au-dessus du centre de l'assemblage de plateau supérieur 25. Les parois périphériques 28 entourant les ouvertures 27 30 constituent des colonnes montantes et au-dessus de celles-ci sont fixés des chapeaux de barbotage 3 6 de préférence en polypropylène moulé. Les chapeaux de barbotage 3 6 sont représentés plus en détail dans la figure 4 dans laquelle on peut voir que ceux-ci sont rectangulaires, possèdent une paroi de dessus 37, des parois d'extrémité 35 3 8 s'étendant vers le bas à partir de cette dernière et des parois latérales 39, s1 étendant .également vers le bas à partir de cette dernière. A leurs bords inférieurs, les parois latérales sont munies de dents 40 s'étendant vers le bas pour réaliser une configuration en forme de peigne. Des éléments de butée 41 s1 étendentaassi 40 vers le bas depuis la paroi supérieure 37. En fonctionnement, les 72 04688 5 2125400 chapeaux de barbotage sont placés de façon que les éléments de butée 41 recouvrent les parois périphériques 28 des ouvertures 27 et donc écartent les extrémités inférieures des dents 40 de la sue face supérieure des assemblages de plateaux associés 21 à 25. Pour 5 assujettir les chapeaux de barbotage 3 6 en position, une série de barres de fixation 42 (fig.l) s'étendent en travers de la tour. Un dispositif 43 d'élimination de buée est disposé au-dessus du tuyau d'entrée 35 et peut être nettoyé par pulvérisation depuis des barres de pulvérisation qui sont disposées au-des-10 sus et immédiatement en dessous de la sortie de gaz 45 de la tour. En fonctionnement, du gaz, tel que du gaz de fumée, est aspiré dans la tour à travers la conduite d'entrée 13 au moyen d'un ventilateur dont le côté de succion est relié à l'entrée de gaz 45 de la tour. L'eau à la base de la tour réalise une étan-15 chéité. Le tube recourbé en S (non représenté) relié à la sortie 19 est rempli d'eau et est de profondeur suffisante pour empêcher l'air d'être aspiré à l'intérieur en 19 de préférence au gaz qui est aspiré à l'intérieur en 13. Le joint liquide réalisé par le déversoir 18 sert tout d'abord à refroidir le gaz de fumée lors-20 qu'il entre et en second lieu à maintenir la conduite d'entrée 13 dans un état raffraîchi. Il empêche également la contre-pression qui peut exister dans la tour d'avoir un, effet physique quelconque sur l'entrée vers la tour lorsque 11 alimentation est arrêtée. Les gaz à épurer circulent vers le haut à travers la 25 plaque de baffle perforée 20 et de là vers le haut à travers les chapeaux de barbotage inférieurs 3 6 sortant entre les dents 40 et ensuite vers le haut à travers le chapeau de barbotage suivant et ainsi de suite. En même temps l'eau coulant à l'intérieur en 35 est maintenue sur chacun des plateaux par les rebords latéraux 30 verticaux 29 et par les parois périphériques 28 des ouvertures 27. On remarque que les parois périphériques 28 s nt plus élevées que les rebords 29 et ainsi l'eau ne se déverse pas à travers les ouvertures 27, mais déborde plutôt au-dessus du rebord 29 pour circuler vers le bas à travers les passages définis par les parois 35 32 et 34 vers le plateau de dessous. Comme indiqué ci-dessus, l'eau a, de façon générale, un parcours sinueux lorsqu'elle descend et assure une épuration minutieuse du gaz. Lorsque le gaz nettoyé quitte la tour, la buée en est éliminée par le dispositif d'élimination de buée 43. De temps en temps, lorsque la tour est au 40 repos, on peut nettoyer le dispositif d'élimination de buée en 04688 2"25400 faisant fonctionner la barre ûe pulvérisation 44. La profondeur substantielle da joint d'eau obtenu grâce au déversoir annulaire 18 assure le rafraîchissement du gaz entrant, à un degré appréciable, pour son passage vers le haut à travers la tour, ce qui permet de construire partiellement ou totalement en plastique le reste des composants à l'intérieur de la tour. Comme il a été indiqué ci-dessus, une des utilisations de la tour d'épuration de la présente invention réside dans le système de gaz inerte réalisé pour maintenir un gaz inerte dans les réservoirs d'un bateau pétrolier. Une telle construction est représentée dans la figure 5, dans laquelle la tour 10 reçoit du gaz à travers la conduite d'amenée 50 reliée aux cheminées d'échappement 51 du bateau. Le tuyau 52 de sortie de la tour est relié en 45 pour recevoir du gaz depuis l'épurateur et celui-ci est amené par l'intermédiaire d'un des deux ventilateurs 53,54, disposés en parallèle et alimentant une conduite de décharge 55. Seul un des ventilateurs 53,54 est utilisé à un moment donné, l'autre demeurant en réserve. La conduite de décharge 55 conduit par 1'intermédiaire "?'un ^oint d'eau de pont 56 vers le réservoir (non représenté). Lorsque l'on désire transférer l'alimentation de gaz d'un réservoir à un. autre ou dans certaines autres conditions, il est nécessaire d'arrêter le courant de gaz inerte à travers le joint d'eau de pont 56. Une valve en 57 peut alors être actionnée et celle-ci ramène le gaz en arrière par l'intermédiaire du tuyau de dérivation 58 vers l'épurateur 10 et il peut ensuite être envoyé à. travers la conduite 52 vers le ventilateur qui est à ce moment en fonctionnement et peut continuer à circuler à travers ce circuit de dérivation tant que cela est nécessaire. Par ce moyen, il est possible de maintenir le ventilateur 53 ou le ventilateur 54 sn fonctionnement ininterrompu sans risquer de le surchauffer. Le dispositif représenté dans la figure 5 peut être muni de dispositifs d'alerte et de sécurité qui sont reliés à des panneaux de commande dans la chambre des machines, la chambre de commande des réservoirs, la timonnerie ou la chambre des pompes. 72 04688 7 2125400 REVENDICATIONS 1 .Tour d'épuration de gaz dans laquelle les plateaux disposés sensiblement horizontalement, qui s'étendent à travers la tour, possèdent des ouvertures permettant au gaz de passer à 5 travers les plateaux de la tour, caractérisée par le fait que chaque plateau est constitué d'au moins une paire d'éléments de plaques identiques, chaque élément de plaque possédant une rangée d'ouvertures décalées vers un côté de la ligne centrale de 1'élément de plaque. 10 2. Tour selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un plateau est disposé de façon que les côtés non munis d'ouvertures des éléments de plaques s'appuient sur les parois de la tour et qu'un premier passage vers le bas est formé au centre, et par le fait que le plateau situé au-dessus et le pla- 15 teau situé au-dessous dudit premier plateau ont les côtés de leurs éléments de plaques non munis d'ouvertures disposés dans le centre du "plateau, avec des passages vers le bas constitués sur les deux côtés du plateau. 3. Tour selon la revendication 2, caractérisée par le 20 fait que lesdits seconds passages vers le bas sont chacun délimités sur un côté par des plaques espacées de la paroi de la tour. 4. Tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les parois diverses de la tour et les plateaux avec leurs chapeaux sont munis d'au moins un revêtement 25 de surface en plastique, de préférence du polypropylène. 5. Tour selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les plateaux munis d'ouvertures ont des parois verticales dirigées vers le bas délimitant les ouvertures, et les chapeaux associés étant munis de dents s'éten- 3 0 dant vers le bas et surmontant les parois. 6. Tour selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les chapeaux sont munis d'éléments de butée à l'intérieur des chapeaux destinés à assurer que les chapeaux soient centrés au-dessus des ouvertures et pour maintenir les chapeaux en place 35 avec les bords inférieurs des dents espacés du plateau lui-même. 7. Tour d'épuration de gaz comprenant des moyens pour amener du gaz au bas de la tour d'épuration, caractérisée par des moyens pour maintenir de l'eau dans le bas de la tour au moins jusqu'au niveau auquel s'ouvre l'entrée de gaz dans la tour, de 40 sorte que l'entrée de gaz reste complètement immergée dans l'eau. 72 04688 3 2125400 8. Tour selon la revendication 7, caractérisée par le fait que lesdits moyens pour maintenir l'eau dans le fond de la tour comprennent une sortie d'eau espacée au-dessus de l'entrée de gaz vers la tour. 5 9. Tour selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la sortie d'eau comprend un déversoir annulaire dirigé vers le haut. 10. Tour d'épuration selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que l'entrée est sdus la 10 forme d'un tube divergent vers le bas possédant à son bord inférieur des dentelures pour briser l'écoulement du gaz entrant lorsqu'il passe dans l'eau au fond de la tour. 11. Elément de plaque pour une tour d'épuration, cet élément de plaque étant caractérisé par une partie de plaque plane, 15 un rebord de montage s'étendant vers le haut, le long d'un bord, et un alignement d'ouvertures disposées le long mais à l'écart du centre de l'élément de plaque, chaque ouverture étant délimitée par une paroi périphérique vers le haut d'une hauteur plus grande que celle du rebord de montage. 20 25 30 35 40