Brevet FR2181598A1 — publié le 19731207

Argument s L'invention concerne le dépoussiérage de gaz, notamment d'air ayant traversé des installations industrielles, avant son rejet à l'atmosphère, afin d'éviter la pollution de 1 1environnement0 Elle consiste à utiliser la vitesse de sortie du gaz, de l'ordre de plusieurs mètres par seconde, pour diriger son jet vers le bas contre une paroi verticale où ruisselle de l'eau en nappe, dans une enceinte ouverte. Le gaz sort par le bas au-dessus d'un bac qui recueille l'eau et les boues g l'eau est recyclée par une pompe et le gaz est ramené au contact de la nappe d'eau par un déflecteur. L'invention trouve des applications pour éliminer des poussières fines aisément mouillables, lorsque le gaz a un débit important et n'est pas corrosif ; notamment pour de l'air de séchage, préalablement épuré des plus grosses particules de matériau séché qu'il pourrait entraîner. Art antérieur X Sans mentionner les systèmes de dépoussiérage à sec ni les séparateurs à venturi qui ont un domaine d'application différent, on connait des dépoussiéreurs humides basés essentiellement sur deux principes : - ou bien le gaz a épurer doit passer à travers un rideau liquide, dont une des réalisations est un barbotage du gaz dans l'eau I malgré certains perfectionnements comme la traversée d'une paroi perméable au gaz et supportant une couche d'eau, l'épaisseur de la couche effectivement traversée par le gaz est trop faible pour permettre une épuration complète. - ou bien l'épuration a lieu en deux phases s une première phase de mélange du liquide avec le gaz poussiéreux, une seconde phase de séparation du gaz et des gouttes de liquide qui retiennent les poussières ; ces dispositifs sont le plus souvent employés lorsqu'il faut épurer de grands volumes de gaz ; leur inconvénient est que le processus s'opère en enceinte fermée z il s'ensuit donc un encombrement important de l'appareillage pour assurer une durée de contact suffisante sans provoquer une perte de char ge trop élevée, mdme lorsque la première phase s'opère par le contact d'un courant de gaz avec un courant de liquide le long d'une paroi, Exposé général s La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients des systèmes déjà connus, en augmentant les avantages respectifs des deux principes ci-dessus (faible perte de charge, bon rendement d'épuration)0 Pour cela les deux phases du second procédé ci-dessus se succèdent immédiatement dans une enceinte ouverte de faible encombrement, de réalisation très simple et peu conteuse. Il stagit d'épurer un volume important de gaz non toxique ni corrosif (traité préalablement à cet effet si nécessaire) chargé de poussières mouillables ou, encore mieux, hygroscopiques mais exemptes de grosses particules (ces dernières auraient été, le cas échéant, éliminées à un stade antérieur)0 Un bon exemple en est fourni par de l'air chaud et humide venant d' & re utilisé comme moyen de séchage d'un matériau tel que des céréales0 Le gaz sort avec un grand débit et une vitesse de l'ordre de plusieurs mètres par seconde d'une enceinte fermée pour etre rejeté dans l'atmosphère.Son jet est dirigé vers le bas par des buses plates ou des persiennes inclinées dont la grande dimension est sensiblement horizontale, et disposées ensemble sur la surface d'un plan vertical, Ce jet rencontre à courte distance, de l'ordre du mètre, une paroi verticale plane et lisse, en tle de métal ou de résine synthétique par exemple, dont le plan est parallèle au dit plan des persiennes.Sur toute la surface de la dite paroi, du côté d'où vient le gaz, ruisselle un courant d'eau provenant d'une auge à débordement située tout en haut de cette paroi et au-dessus des persiennes ; cette auge a sensiblement la forme d'un parallélépipède de faible hauteur, ouvert à sa face supérieure, dont les grandes arêtes sont horizontales, l'une d'elles formant le bord versant à une distance réglable de l'ordre de quelques millimètres de la dite paroi pour laisser s'écouler en film le trop plein d'eau. La largeur de l'auge est inférieure à la distance de la dite paroi au plan des persiennes, de façon à laisser un espace ouvert entre le dit plan et l'auge sur toute leur longueur, par lequel s'établit un équilibre de pression entre l'atmosphère et le volume contenu entre le dit plan, la dite paroi et deux fermetures latérales en tôle pleine formant ensemble un compartiment de diffusion du gaz, ouvert en haut et en bas comme nous allons le voir. En effet, les persiennes d'entrée du gaz dans le dit compartiment n'occupent qu'une petite partie de la hauteur du plan vertical qui les contient, face à la dite paroi, en dessous de l'auge mais dans le haut du compartiment, le reste du dit plan étant fermé par une tôle pleine. Cette tôle ainsi que les deux fermetures latérales se prolongent vers le bas jusqu'à une plate-forme de service horizontale, en tBle striée par exemple, qui ferme la base du compartiment. Tandis que la paroi de ruissellement de l'eau est seule interrompue vers le bas en laissant un espace convenable pour la sortie du gaz du compartiment, au-dessus d'un bac destiné à recueillir l'eau qui y tombe obliquement en formant une nappe libre, sous l'effet de la gravité et du courant de gaz qui traverse la nappe pour sortir vers l'atmosphère. On voit que cette disposition réalise un bon mouillage des poussières par contact avec l'eau le long de la paroi sous l'effet de la pression du jet de gaz, et parfait l'épuration en obligeant la totalité du gaz à traverser la nappe d'eau pour sortir vers l'atmosphère ; les fuites latérales à la nappe sont évitées en prolongeant les fermetures latérales au-dessus du bac jusqu'au contact de la nappe d'eau, par des tôles à glissières réglables. Afin que le vent ne perturbe pas l'équilibre dynamique de la nappe d'eau soufflée par le gaz, le bord du bac, cté sortie du gaz, que nous appellerons pour plus de commodité bord antérieur, (ce qui définit en même temps le côté postérieur, l'avant et l'arrière du compartiment et du bac), est muni d'un déflecteur en tôle sur toute sa longueur, de forme cylindrique à génératrices parallèles au dit bord, et convexité tournée vers l'avant ss la génératrice supérieure de ce cylindre est située entre h/2 et h au-dessus du bord du bac, si l'on appelle h la hauteur libre entre le bord du bac et le bas de la paroi ruisselante ; et la génératrice qui limite la surface du déflecteur vers l'arrière est dans un plan vertical qui passe à l'intérieur du bac, dans sa moitié antérieure. Ce déflecteur a aussi pour effet de renvoyer vers l'arrière une grande partie du gaz ayant déjà traversé la nappe libre d'eau, celle justement qui contient le plus de gouttes enrobant des poussières, et de les rejeter vers la nappe d'eau ou vers le bac lui-m#me. Si l'on imagine qu'à partir d'une valeur donnée de la vitesse de sortie du gaz à travers la nappe libre, cette vitesse augmente, une plus grande fraction du gaz sera rejetée par effet centrifuge vers l'extérieur de la courbe qu'il décrit pour sortir autour du bord interrompu de la paroi ruisselante, et cette plus grande fraction sera captée par le déflecteur et recyclée vers la nappe libre, Autrement dit l'influence du déflecteur et d'autant plus grande que le gaz sort à grande vitesse, et alors elle contribue à compléter l'épuration qui sans lui pourrait etre insuffisante, puisqu'un gaz rapide peut véhiculer davantage de poussières et de gouttes qu'un gaz lent0 On aura achevé de décrire les principes de l'invention en indiquant que le bac est muni de chicanes longitudinales inférieures et supérieures en quinconce qui le divisent en plusieurs augets entre lesquels circule l'eau g de cette façon, que les poussières, suivant leur nature variable, flottent en surface ou tombent au fond, leur mouvement suivant la largeur du bac est arrêté par les chicanes. Cela permet, comme le montre l'expérience, de trouver une eau moins boueuse dans l'un au moins des augets du bac, C'est celui-là qui sera choisi pour y puiser l'eau à l'aspiration d'une pompe qui la recycle en la refoulant vers l'auge à débordement supérieure. Au moins un ajutage par auget est prévu pour y raccorder l'aspiration de la pompe, afin de mettre en service celui qui est en communication directe avec l'eau la plus propre, les autres étant alors obturés, et adapter ainsi le recyclage aux conditions de travail0 La plate-forme de service déborde suffisamment le bac pour y donner accès de tous côtés, ainsi qu'à au moins une porte de service aménagée dans une ou les deux fermetures latérales afin que le bord postérieur du bac soit facilement atteint pour le nettoyage manuel des boues. Enfin, nous ne décrirons pas le dispositif connu en soi et permettant, par exemple avec une vis sans fin au point bas d'un bac à fond incliné, d'évacuer mécaniquement la boue de façon continue ou intermittente, si le besoin s'en fait sentir. Le domaine d'application de l'invention est très large en ce qui concerne d'une part le gaz, avec ses caractéristiques de débit et vitesse d'entrée g d'autre part les poussières avec leurs caractéristiques de granulométrie, densité et mouillabilité ; aussi la description du dépoussiéreur a montré que l'ingénieur de projet dispose de nombreux paramètres variables afin de couvrir la gamme d'utilisations normalement attendues d'un équipement déterminé ; enfin la simplicité de l'installation la rend aisément démontable, transportable et modifiable. Enoncé des figures s La Fig. 1 représente une vue en perspective partiellement coupée d'une forme de réalisation, décrite à titre d'exemple, d'un dépoussiéreur conforme à l'invention, sans déflecteur. La Fig. 2 est une coupe transversale d'un bac et d'un déflecteur suivant A - A de la Fig. 1. Description détaillée d'une forme de réalisation t Sur la Fig. 1 on désigne par 1 l'ensemble d'un comme partirent et par 2 l'ensemble d'un bac à eau d'un dépoussiéreur de gaz conforme à l'invention. On voit en 3 des persiennes horizontales d'arrivée ou d'entrée de gaz dans le compartiement 1 en provenance de zones 4, 4', 4" où ont lieu les opérations antérieures, par exemple une épuration chimique et un filtrage du gaz pour arr8ter de grosses particules.Le gaz est reçu dans le compartiment 1 délimité par une paroi postérieure 5 verticale, dans laquelle s'ouvrent les persiennes par des lattes 6 inclinées vers le bas, par une paroi antérieure 7 parallèle i la précéde#nte et par deux parois latérales e et 8' de fsrmeture, verticales et perpendiculaires aux premières0 Ce compartiment est ouvert en haut et en bas et son volume est adapté au débit et à la vitesse du gaz à traiter, de même que l'inclinaison des lattes de persiennes 6o A l'intérieur du compartiment I et au-dessus des persiennes 3 est fixée une auge à débordement frontal 9 qui a même longueur que la paroi antérieure 7 mais dont la largeur est inférieure à la distance entre les parois 5 et 7 de façon à laisser entre elle et la paroi 5 un espace pour équilibrer la s session entre l'intérieur et l'extérieur (c'est-à-dire l'atmos otlere) du compartiment 1.Le dessus de l'auge est ouvert et elle eSt remplie d'eau qui déborde par dessus son bord antérieur 10 dont le niveau est un peu inférieur à celui du bord postérieur de plus, ce bord ne laisse entre lui et la paroi antérieure 7 tutu ' un interstice réglable pour laisser ruisseler l'eau le long de la paroi lisse 7 en formant un film d'épaisseur convenable0 La paroi antérieure 7 s'arrête en formant un bord horizontal 11 à partir duquel la nappe d'eau continue à s'écouler de façon libre, et est naturellement soufflée vers l'avant par la sortie du gaz, Mais les fermetures latérales 8 et 8' et la paroi postérieure 5 se prolongent vers le bas jusqu'au niveau d'une plate-forme de service non figurée Pour simplifier ld figure, des tôles à glissière qui prolongent les fermetures latérales au-dessus du bac jusqu'au contact de la nappe d'eau ne sont pas représentées. Pour recueillir l'eau qui s'écoule, on a disposé un bac 2, parallélépipèdique ou à fond incliné, à dessus ouvert, accessible de tous cotés par la plate-forme de service sur 19- quelle il peut être posé, de façon à pouvoir évacuer facilement les boues à la main, Un espace de service 12 est en effet ménagé entre le cté postérieur du bac et la paroi 5, on y accède par des portes pratiquées dans les fermetures a et 5' et non figurées. Ce bac comporte des chicanes longitudinales supérieures 13 et inférieures 14 (voir Fig. 2) et un déflecteur 15 (enlevé sur la Fig, 1) dont le roule est à la fois d'abriter du vent la nappe d'eau libre et de recycler vers cette nappe le gaz qui arrive dans la zone de sortie en entraînant encore quelques gouttes d'eau enrobant des poussières. On a représenté par les flèches B et C sur la Fig. 1, D et D' sur la Fig. 2, le trajet du gaz dans le dépoussiéreur0 L'eau du bac est reprise par une pompe 16 dont ltas- piration peut étre branchée sur différents ajutages tels que 17 (d'autres ne sont pas représentés) afin de choisir un secteur ou l'eau est relativement propre, pour etre refoulée par la tuyauterie 18 dans l'auge 90 Une variante consistant à construire le bac avec un fond incliné vers au moins une ligne longitudinale plus basse occupée par un transporteur à vis sans fin pour évacuer mécaniquement les boues, n'a pas été représentée comme suffisamment connue en soi. REVENDICATIONS 1.- Dépoussiéreur de gaz par voie humide en équilibre de pression avec l'atmosphère, et comportant un recyclage de liquide recueilli dans un bac à chicanes inférieures et supérieures, caractérisé - en ce qu'il combine dans une enceinte ouverte le contact d'un jet de gaz avec une nappe de liquide le long d'une paroi verticale lisse et pleine où elle ruisselle, et la traversée par le gaz de la dite nappe de liquide. 2o Dépoussiéreur de gaz selon la revendication 1, caractérisé - en ce que la dite paroi est opposée au jet de gaz et constitue l'une des faces d'un compartiment prismatique de diffusion de gaz ouvert en haut et en bas. 30- Dépoussiéreur de gaz selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé - en ce que la direction du jet de gaz et la direction d'écoulement de la nappe ruisselante vers laquelle le dit jet est dirigé sont convergentes, ce qui assure un contact intime sur une surface importante de paroi. 4.- Dépoussiéreur de gaz selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé : - en ce qu'un déflecteur sur la sortie de gaz contribue à en recycler une partie qui augmente avec sa vitesse, ce qui confère au dépoussiéreur une grande souplesse d'utilisation vis-à-vis du paramètre vitesse du gaz et le rend indépendant de l'influence du vent.