Brevet FR2188126A1 — publié le 19740118

Il est connu que pour épurer des gaz, en particulier les gez résultant de la combustion des charbon fuels, déchets divers etc le mode d'action le plus efficace est le lavage de ces gaz,ce nui permet un traitement physico-chimiaue ap-oroprié .Cependant,cette action de lavage doit le plus souvent steffectuer entre certaines limites de températures, afin d'éviter de graves inconvénients Par exemple,s'il s'agit d'épurer des gaz de combustion, un lavage des gaz effectué à faible distance de la sortie du foyer ( chaudière, incinérateur etc..) n'est pas possible, car la température trop élevée des gaz est une condition défavorable à leur absorption par le liquide dz lavage et Drovonue, du fait de l'évaporation d'une partie de ce liquide de lavage, des vaporisations excessives dans l'atmosphère, avec également des condensations acides sur les parois des conduits évacuant les gaz. D'autre part, si le liquide de lavage est recyclé, celui-ci, s'échauffant au contact des gaz et proportionnellement à leur température, devra être d'autant plus refroidi, que la température des gaz est élevée, ce qui complique beaucoup le traitement D'un autre côté , le traitement par lavage entratnant un refroidissement des gaz, si les gaz sont trop refroidis ( étant donné qu'ils sont en outre plus ou moins saturés d'eau par le lavage) les inconvénients de ce refroidissement seront d'une part, une perte de tirage due à leur trop forte densité, et une mauvaise dispersion dans l'atmosphère, et ceci, même avec l'aide d'extracteurs mécaniques La présente invention a pour effet de permettre :: 10 un abaissement contrôlé de la température des gaz à épurer,avant leur admission dans un système d'éouratimn à lavage ou autre traitement, 20 la réintroduction dans les gaz, après traitement, des calories prélevées précédemment, 30 une éjection forcée des gaz écurés et réchauffés, ce qui facilite leur dispersion en haute at#-osphère. Ces effets sont obtenus grâce à un dispositif constitué essentiellement nar un éehannpur thermique, interposé sur unp partie du conduit d'évacuation des gaz de combustion, ayant pour effet de subdiviser ce conduit unitaire en un réseau de conduits secondaires, ayant notamment la forme de lames verticales creuses,canalisant les gaz à refroidir, des espaces étant aménagés entre ces lames, de façon à permettre le passage de l'air de refroidissement, et l'abaissement de température étant calculé en sonction,dtune part, de la surface des lames d'échange, -ainsi que du débit et de la température de l'air de refroidissement passant entre ces lames. Un capot en matériau thermo-isolait enveloppe l'échangeur cidessus, afin de canaliser d'abord l'air de refroidissement, qui pé- neutre oit staticuement, soit mécaniquement, sar un espace aménagé de préférence à la base du capot, cet air s'échauffant par contact avec les parois des conduits canalisant les gaz chauds, et l'air chauffé étant évacué de préférence a lp partie supérieure du canot, nar un conduit oui se Prolonge de façon à communiquer avec la sortie des gaz, après leur passage dans le système d'épuration, ce qui permet de réchauffer ces gaz qui avaient été tréala- blement refroidis IO par leur passage dans l'échangeur ci-dessus décrit, 20 par le traitement d'épuration - tel aue lavage ou autre - qu'ils ont subi. Cette communication entre les conduits d'air chauffé et de gaz épurés, s'effectue dans un conduit divergent vers le haut,formant trompe à dépression, dans laauelle l'air chaud s'évacuant du capot ( statiquement ou par un moyen mécanique ) constitue le fluide d'entrainement des gaz épurés, admis dans la trompe a dd- pression, de préférence latéralement par rapport au conduit d'évacuation des gaz épurés Un moyen de règler l'abaissement de la température des gaz est constitué par un thermostat placé de préférence dans la veine de gaz à refroidir, avant l'admission de ceux-ci dans l'épurateur, ce thermostat agissant soit sur la vitesse du ventilateur admettant l'air froid ou extrayant l'air chaud, soit sur un vo #let règlant le débit du ventilateur, cette régulation étant utile notamment dans le but d'éviter d'abaisser la temnérature des gaz jusqu'au point de " rosée acide " de ceux-ci, afin d'empêcher la corrosion de l'é- changeur Selon une autre réalisation d3 l'invention, l'air chaud d'entratnement sera admis dans la trompe à dénression, au centre d'un col de Venturi classique . Selon une autre réalisation, l'anar cbaiid d'entraînement sera admis dans le tronc de cône de mélange, rand base tournée vers le haut, formant trompe à dénression, et suivant une direction rection oblique ascendante, de façon à produire un effet centrifuge, dirigé de bas en haut . selon une autre réalisation, le conduit atarrivée d'air chaud est disposé autour du conduit des gaz épurés Selon une autre réalisation, l'échangeur thermique sera cons titué par un ou plusieurs conduits ronds,ovales ou carrés,munis ou non de lames ou ailettes améliorant 11 effet de convection, et disposés suivant des plans verticaux, obliques ou horizontaux Selon une autre réalisation et pour l'application du présent système dans 11 épuration des gaz de combustion de moteurs, notamment Diesel, sur des véhicules, l'air chauffé par contact avec les lames canalisant les gaz avant leur pénétration dans l'épurateur, sera dirigé non plus dans une direction verticale, mais dans une direction horizontale, afin de réchauffer les gaz qui auront été traités dans un épurateur disposé suivant des plans horizontaux, le mélange de l'air chaud et des gaz épurés steffectuant dans un meme dispositif permettant l'extraction des gaz froids, tel que précédemment décrit, ce dispositif étant ensuite coudé vers le haut, de façon à permettre une évacuation finale des gaz sur un plan vertical Selon une autre réalisation, l'ensemble échsngeur-extracteur associera une ou plusieurs des variantes ci-dessus Les dessins ci-annexés illustrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention.La Fig I représente un échangeur-éjecteur, dans leaue un conduit principal de gaz I est fractionné en conduits secondai;~ res en forme de lames creuses verticales 2 ( 3,4, ..) canalisant les gaz vers un épurateur quelconque 19 .Un capot calorifugé 5 entoure les conduits secondaires; un ventilateur 6 est disposé à la base du capot 5. B'air-chauffé par son Passage entre les lames de canalisation des gaz 2,(3, 4..) stévacue par le conduit 7 eV aboutit latéralement dans le cane Venturi d'extraction 8 . tes gaz sortant, après traitement, de l'épurateur IO par le conduit 9 étant réchauffés par mélange avec l'air chaud pulsé, provenant du conduit 7 déjà cité, et aboutissant dans le même divergent d'éjection 8. La Fig. 2 est une coupe verticale suivan#t AÂ, de Fig.l La Fig. 3 est une vue par-dessus, de la Fit I, suivant coupe horizontale BB. Le dispositif, objet de l'invention, peut etre utilisé dans tous les cas où il est nécessaire de refroidir Dréalablel-lent un gaz (ou un liquide ) et de le réchauffer ensuite après un traitement quelconque pour faciliter son évacuation Il peut être utilisé notamment tour permettre un traitement de gaz de combustion par voie humide, lavage, barbotage etc.. opéré à température optimum, afin d'assurer une épuration efficace et et une bmnne dispersion atmosphérique, sans condensations excessives, notamment pour cures, fours, incinérataurs, moteurs à combustion interne fixes, ou sur véhicules REVENDICATIONS 1 ) Echangeur-éjecteur calorifique, utilisable notamment pour l'épuration de gaz de combustion, constitué essentiellement et caractérisé par un échangeur thermique, remplaçant et subdivisant une partie du conduit d'évacuation des gaz de combustion en plusieurs conduits disposés, de préférence parallèlement entre eux et ayant généralement la forme de lames creuses verticales dans lesquelles circulent les gaz de combustion, la surface totale de l'échangeur étant calculée en vue d'obtenir ltéchange thermique optimum, un capot thermo-isolant recouvrant les lames de l'échangeurafin de canalyser l'air chauffé par son passage entre ces lames, et qui s'évacue par un conduit calorifugé communiquant avec l'évacuation des gaz épurés, par un dispositif conforme d'éjecteur, de préférence du type Venturi, la veine d'air chaud pouvant être pressurisée par l'adjonction d'un ventilateur placé, soit à l'admission de l'air froid dans le capot, soit à la sortie de l'air chaud, un thermostat permettant de régulariser l'abaissement de température des gaz en agissant sur le débit d'arrivée d'air froid dans le capot enveloppant l'échangeur. 20) Echangeur-éjecteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'air chaud, provenant du capot, est admis dans la trompe à dépression au centre d'un col de Venturi classique. 30) Echangeur-éjecteur conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'air chaud d'entraînement est admis tangentiellement dans le tronc de cône de mélange, grande base tournée vers le haut, formant la trompe à dépression et suivant une direction oblique ascendante de façon à produire un effet centrifuge dirigé de bas en haut. 4 ) Echangeur-éjecteur conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée d'air chaud est disposé autour du conduit d'évacuation des gaz épurés. 50) Echangeur-éjecteur conforme à l'une quelconque des revendications de t à 4, caractérisé en ce que l'échangeur est constitué par un ou plusieurs conduits ronds ovales ou carrés, munis ou non d'ailettes ou lames améliorant l'effet de convection et disposée suivant des plans verticaux, obliques ou horizontaux. 60) Echangeur-ejecteur selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que l'air chauffé par contact avec les lames de l'échangeur est évacué dans une direction horizontale et non plus verticale, afin de réchauffer les gaz traités dans un épurateur disposé suivant des plans horizontaux, ce conduit étant ensuite coudé vers le haut de façon à permettre une évacuation finale des gaz suivant un plan vertical.