Brevet FR2247272A1 — publié le 19750509

La présente invention a pour jet une installation pour lt épuration de gaz polluéscontenant des particules de poussière et des composantes de gaz nocives. On connait déjà de nombreuses installations destinées à l'épurgtion des effluents gazeux provenant par exemple des ateliers chimiques ou para-chimiques. Très souvent on se contentait jusqu'à présent de capter seulement les particules de poussière contenues dans le gaz. Cette épuration partielle du gaz s'était avérée insuffisante et les utilisateurs des ateliers producteurs des effluents gazeux pollués ont été obligés de compléter leur équipement existant par des appareillages d'épuration constitués dans la majorité des cas de laveurs humides pour la captation des poussières et l'absorbtion ou Iladsorption des gaz nocifs. L'adjonction de ces équipements dans des ateliers existants pose sIwenide sérieux problèmes d'implantation, car l'augmentation de l'efficacité de captation des polluants conduit à placer plusieurs laveurs en série sur le circuit de gaz à traiter, chaque laveur étant parcouru par une solution spécifique au polluant à capter. L'inconvénient majeur des installations ainsi complétées pour l'épuration des gaz pollués résident donc dans leur grand encombrement. Etant donné que particulièrement dans des ateliers déjà existants, la place nécessaire à l'adjonction d'un suffisamment grand nombre de laveuzsntest pas disponible, les installations finalement utilisées ne permettent pas ltefficacité souhaitée de l'épuration. La présente invention vise à résoudre ce problème et propose une installation pour ltépurgEda des gaz pollués contenant des particules de poussière et des composantes de gaz nocives, du type dans lequel les gaz parcourent successivement plusieurs séparateurs à lavage à liquide pulvérisé pour capter les particules de poussière et à lavage par solutions chimiques pour capter les composantes de gaz nocives. Cette installation conforme à l'invention est caractérisée en ce que comprend un appareil divisé verticalement en au moins deux compartiments séparés, équipés desdits séparateurs et communiquant par leurs parties extrêmes de façon à être situés en série dans le parcours de gaz, l'entrée du gaz pollué et la sortie du gaz épuré étant placées aux extrémités libres du premier et du dernier compartiment respectivement. On obtient ainsi un appareil très compact, qui assure, malgré son encombrement minimal, l'épuration suffisante du gaz pollué. Etant donné que des séparateurs de type différent sont enfermés dans un seul appareil, les gaines de liaison entre laveurs sont supprimes, ce qui a pour effet de réduire sur le circuit des gaz : la perte de charge, d'où une économie en énergie consommée ; lWsuJétion du nettoyage périodique, le coût d'investissement, la modification des gaines existantes. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil comprend deux compartiements, dont le premier est équipé d'un séparateur à lavage par eau pulvérisée, tandis que le deuxième est équipé d'au moins un séparateur à lavage par solution chimique, ces deux compartiments étant ouverts vers la partie inférieure de l'appareil. L'entrée du gaz pollué et la sortie du gaz épuré sont disposées sensiblement au même niveau et assez rapprochées l'une de l'autre, ce qui permet le montage simple de l'appareil sur le conduit de gaz que l'on veut épurer. Cette réalisation de l'appareil conforme à l'invention permet de l'insérer dans un conduit de gaz déjà existant. Il suffit à cet effet d'enlever un tronçon relativement court de ce conduit et de le remplacer par la partie formant tête de l'appareil et comportant l'entrée et la sortie précitées. L'appareil conforme à l'invention peut donc, en raison de son faible encombrement et de son intégration facile dans le circuit de gaz, être utilisé aussi bien dans des installations d'épuration neuves que dans des installations déjà existantes, qui ne permettaient pas, en raison de l'espace très limité disponible, la mise en place des appareillages jusqurà présent connus et constitués par plusieurs appareils indépendants reliés en série. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux au cours de la description explicative qui va -suivre en se reportant aux dessins schématiques annexes ~donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement en une coupe axiale l'appareil dtépuration conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1. La figure 1 représente un mode préféré de réalisation de l'appareil conforme à l'invention. L'appareil représenté dans les figures comprend essentiellement un corps cylindrique 1, qui enferme deux compartiments coaxiaux 2 et 3 communiquant à la hase 4 du corps, et un col 5 comprenant des orifices 6 et 7 reliés respectivement a# .compartiment central 2 et au compartiment annulaire 3. Comme il ressort de la figure 1 le col 5 et le compartiment central 2 sont reElxsés comme un ensemble 8 pouvant être préfabriqués et qui est susceptible autre monté en 9 sur l'extrémité supérieure tronconique 10 du corps 1. Cet ensemble 8 constitue essentiellement un séparateur humide il du type venturi avec chambre de détente allongée 12. Cette dernière est formée par le compartiment central 2. Le col 5 est réalisé sous forme d'un manchon cylindrique 12 qui entoure coaxialement la partie supérieure 23 du compartiment central 2 et est relié à ce dernier par son extrémité supérieure. Celle-ci est recouverte par une plaquette circulaire 14, dont la partie centrale 15 est conformée pour recevoir i':injec- teur de liquide 16 monté sur cette partie centrale 15. te rétrécissement typique de la chambre d'un séparateur venturi est réalisé au niveau de l'extrémité inférieure du manchon 12. Une zone annulaire 17 est ainsi délimitée entre le manchon 12 et le compartiment central 2. Les orifices 6 et 7 sont situés diamétralement l'un par rapport à l'autre sensiblement au même niveau et sont pourvus de flasques extérieurs 18 et 19 permettant le montage de l'appareil sur un conduit de gaz 20, duquel on enlève à cet effet un tronçon de longueur correspondant à la distance des deux flasques. L'orifice 5 est relié par un conduit de liaison schématiquement désigné par 21 à la partie supérieure 13 du compartiment central et est ainsi complètement isolé du oempartiment annulaire 3. L'extrémité inférieure 22 du compartiment central est pourv d'un diffuseur cyclonique non représenté. L'espace annulaire 3 qXend un séparateur 23 à garnissage de balles flottantes, connu dans la technique. Les balles indiquées par le chiffre 24 sont enfermées entre une grille supérieure 25 et une grille inférieure 26 placées à des niveaux différents et s'étendant sensiblement horizontalement. En dessous de la grille inférieure 26 sont mis en place quatre diffuseurs 27 régulièrement répartis au meme niveau. Des cloisons verticales relient la virole du corps 1 au compartiment central 2 . Zanis la partie supérieure du compartiment #annulaire 3 est monté un dévésiculeur conventionnel 28. Un ventilateur 29 est prévu dans le conduit de gaz 20, à proximité de l'orifice 7. du la virole du corps 1 snnt pratiqués des orifices de collecte des liquides utilisés dans les deux séparateurs, tels que l'orifice 30 situé à la base 4 du corps 1 et quatre orifices 31 régulièrement répartis autour du corps 1,légèrement en-dessous de la grille inférieure 26. Il est encore à noter que ce dernier n'occupe pas entièrement le plan annulaire correspondant pour permettre la collecte du liquide diffusé par le diffuseur 27. A chaque orifice de collecte est associé un trop-plein de sécurité 32 et une garde hydraulique 33. Une pompe de recyclage 34 est reliée d'une part à chaque garde hydraulique 35 et d'are pmt àl'injeteur 15 ou aux diffuseurs 27 associés.UnoenduLt d'appoint de liquide représenté par la flèche FI débo#uche dans chaque garde hydraulique 33. L'appareil qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante -Le gaz pollué provenant du conduit 20 entre en 6 dene la partie supérieure 13 du séparateur venturi Il 2 dans laquelle est également inJecté le liquide lavage par 1' in- jecteur#15.Cèst dxc niveau du col 5 que se produisent à la fois la pulvérisation du liquide et la'impact des poussières et du liquide de façon que les particules de poussières soient captées par le liquide de lavage ainsi qaSuae partie des composantes de gaz nocives contenues dans le gaz pollué.La captation des gaz nocifs se fait par solubilisation dans le liquide ou par réaction chimique sur des sels qui sont présents dans ce liquide. Suivant la pression des gaz au point d'installation du laveur, deux systèmes de laveur venturi sont utilisables - Si la pression du gaz est encore supérieure à 100 da Pa, la pulvérisation du liquide de lavage peut encore être assurée par simple détente du gaz - Si la pression du gaz est voisine de la pression atmosphérique, la pulvérisation de l'eau de lavage s'effectue par détente de lteau. Le liquide ayant parcouru le compartiment central 2 forme dans la base 4 du corps 1 un lit de liquide 357 dont le niveau se trouve au-dessus de l'extrémité inférieure 22 du compartiment central 20. Ce liquide est déchargé en 30 à la pression atmosphérique et peut être recyclé par la pompe 34 de recyclage vers l'injecteur 15 comme indiqué par la flèche F2. Le gaz dépoussiéré,. après être réparti de façon homogène à ia base du séparateur par l'intermédiaire du diffuseur cyclonique situé dans l'extrémité inférieure 22 du compartiment 2,pénètre à travers le lit de liquide 35 dans l'espace annulaire 3 et parvient dans le deuxième séparateur destiné à capter par lavage à solution chimique les polluants gazeux encore contenus dans ce gaz. Dans l'espace de traitement situé entre les deux grilles 25 et 26, le déplacement incessant des balles flottantes accen tue la turbulence du gaz,ce qui favorise l'absorption des polltlsnts dans le liquide de lavage pulvérisé dans ce meme espace. Le gaz ainsi épuré traverse le dévésiculeur 28 et sort de l'appareil à travers la zone annulaire 17 du col 5 et la sortie 7 pour entrer dans le conduit de gaz 20. Il est encore à noter que le trop-plein de sécurité 32 avec la garde hydraulique 33, associés à il orifice de collecte 30 est prévu pour éviter l'engorgement du séparateur venturi par le liquide utilisé dans l'appareil et pour limiter les écarts de pression. La réalisation de l'appareil qui vient d'être décrit représente un mode de réalisation préféré. On peut imaginer diverses variantes quant à la forme de l'appareil et quant à la réalisation de systèmes séparateurs utilisés. Il est ainsi possible d'utiliser dans le compartiment central tout autre système convenable de lavage de gaz pour capter les particules de poussière et d'utiliser dans le compartiment annulaire 3 tout système convenable de lavage par pulvérisation, à garnissage fixe ou mobile, à barbotage etc. Il est également possible, le cas échéant, pour augmenter ltefficacité de captation des polluants de prévoir un compartiment 3 plusieurs étages successifs de lavage, en augmentant si nécessaire la hauteur de l'appareil. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés que titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEND I CAT IONS 1.- Installation pour épuration de gaz pollués contenant des particules de poussière et des composantes de gaz nocives, du type dans lequel le gaz parcourt successivement plusieurs séparateurs à lavage à liquide pulvérisé pour capter les particules de poussière et à lavage par solution chimique pour capter les composantes de gaz nocives, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil divisé verticalement en au moins deux compartiments séparés, équipés desdits séparateurs et communiquant par leurs parties extrêmes de façon à être situés en série dans le parcours de gaz, l'entrée du gaz polluée et la sortie du gaz épuré étant placées aux extrémités libres du premier et du dernier compartiment respectivement. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux compartiments dont le premier est équipé d'un séparateur à lavage par fluide pulvérisé, par exemple du type venturi, ce fluide pouvant être par exemple de l'eau ou tout autre liquide approprié, tandis que le deuxième compartiment est équipé par au moins un séparateur à lavage par solution chimique, de tout type approprié, ces deux compartiments étant ouverts vers la partie inférieure de l'appareil. 3.- Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que dans le compartiment formant séparateur par lavage à l'eau pulvérisée, l'entrée du gaz polluée et Itinjecteur de l'eau sont disposés à la partie supérieure de l'appareil, et que l'eau ayant parcouru ce séparateur forme dans la partie inférieure de l'appareil un lit d'eau, dont le niveau est situé plus haut que ltestrémitéinférieure du premier séparateur, la sortie de l'eau étant prévue dans le fond de l'appareil. 4.- Installation selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que l'entrée du gaz pollué et la sortie du gaz épuré sont disposées sensiblement diamétralement au même niveau, l'une rapprochée de l'autre, et sont réalisées de façon à pouvoir être intégrées dans le conduit de gaz devant eAtre épuré. 5.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'appareil est de section sensiblement circulaire et comprend deux compartiments coaxiaux, dont le compartiment central est muni du séparateur par exemple du type venturi, et le compartiment de section annulaire loge le séparateur de lavage par solution chimique. 6.- Installation selon l'une des revendication 3 à 5, caractérisée en ce que l'appareil comprend un col en forme de manchon cylindrique ayant une extrémité supérieure fermée et une extrémité inférieure ouverte, un injecteur d'eau monté à ladite extrémité supérieure, une jupe s' étendant vers le bas à travers ledit manchon pour former le compartiment central précité servant de chambre de détente audit premier séparateur, tout en laissant autour de lui un espace annulaire au niveau de l'extrémité inférieure du manchon, ledit injecteur d'eau pulvérisant de l'eau dans ladite chambre de détente, des orifices d'entrée et de# sortie de gaz pratiqués dans la face circonférentielle du manchon, l'orifice d'entrée communiquant, par un conduit de liaison, avec ladite chambre de détente. 7.- Insts1Xtion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'appareil comprend un trop-plein de sécurité avec garde hydraulique. 8.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, selon la pression du gaz pollué, le séparateur central précité du type venturi est un système dans lequel la pulvérisation de l'eau de lavage est obtenue par détente du gaz pollué ou-par détente de l'eau de lavage. 9.- Installation selon l'une des~revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de recyclage à l'injecteur précité de l'eau recueillie à la sortie de 1' appareil. 10.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du séparateur central est muni d'un diffuseur cyclonique pour assurer la répartition homogène du gaz dépoussiéré à la base du séparateur. 11. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le séparateur à lavage par solution chimique est du type à lit de balles flottantes enfermées entre deux grilles situées à des niveauxaifférents perpendiculaires à l'ase de l'appareil, et comprend un diffuseur de solution chimique, placé en dessous de la grille inférieure. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que des moyens de récupération de la solution de lavage chimique sont prévus au niveau de la grille inférieure précitée et permettent le recyclage de la solution au diffuseur précité. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le compartiment annulaire comprend des cloisons verticales reliant la virole de l'appareil à la paroi délimitant le compartiment central et assurant la bonne répartition du gaz à traiter sur toute la surface annulaire. 14. Installåtion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caratérisée en ce qu'elle comprend plusieurs séparateurs à lavage par solution chimique, superposés dans le compartiment annulaire précité.