Brevet FR2215260A1 — publié le 19740823

La présente invention concerne un dispositif d'épuration de gaz par mélange avec un liquide (épuration par voie humide) à l'intérieur d'une enceinte parcourue par un gaz enceinte qui est pourvue de parois de réflexion agencées devant les buses d'injection. Il est intéressant pour la protection de ltenvironnement d'éliminer les matières polluantes des gaz impurs, par exemple des gaz rejetés par l'industrie de façon qu'ils ne présentent aucun danger pour cet environnement. On connait déjà, pour épurer des gaz, ce qu'on appelle des laveurs de gaz, dans lesquels un liquide, sous forme de fines particules, est ajouté au gaz à nettoyer, de sorte qu'il se forme un mélange finement divisé de gaz impur et de particules de liquide De cette manière, les parties de gaz indésirables sont séparées et évacuées avec le liquide.Cependant on a constaté que pour de nombreuses sortes de gaz rejetés industriellement le procédé d'épuration par voie humide exige à cause de la vitesse d'écoulement nécessairement faible et du grand nombre de buses d'injection, des installations d'épuration si encombrantes et si coûteuses, que la mise en oeuvre de ce procédé est souvent impossible pour des raisons économiques. On connait également des dispositifs d'épuration de gaz par voie humide dans lesquels, devant les buses d'injection de l'eau , sont disposées des plaques de réflexion, pour engendrer un brouillard traversé par le gaz. Ce brouillard est limité à une zone restreinte et plane et il n'améliore pas sensiblement le taux de séparation des impuretés contenues dans le gaz. La présente invention a pour objet un dispositif de lavage de gaz du type décrit ci-dessus , de construction simple et par conséquent peu coûteuse ,et grâce auquel on peut obtenir un taux de séparation élevé des impuretés. L'invention est basée sur le fait qu'il est important, pour obtenir un rendement élevé par épuration humide que les particules de liquide et les impuretés se mélangent le plus intimement possible, ce qui est en particulier le cas lorsque la formation des gouttes secondaires est exploitée en vue d'une fine division du liquide. A cet effet, selon l'invention, d'autres éléments de réflexion sont adjoints aux parois de réflexion dans la zone d'incidence des gouttes secondaires, la distance de ces éléments à l'axe longitudinal de l'enceinte décroissant le long de cet axe. On obtient ainsi i pour le liquide sortant sous pression des buses d'injection la division par réflexion sur les parois et la fragmentation en de nombreuses gouttes secondaires .Ces gouttes secondaires du liquide de lavage sont , à cause de l'augmentation considérable de la surface, particulièrement aptes au dépôt et à l'agglomération des impuretés, de sorte que l'on obtient une grande pureté La nature meme de l'invention permet, en combinaison avec une structure appropriée du laveur de gaz, de répéter à volonté le processus de formation des gouttes secondaires. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les parois de réflexion sont formées par des chambres cylindriques de sections différentes agencées concentriquement àltenceinte, ces chambres se chevauchant au moins en partie et les buses chaque chambre sont disposées de telle façon que les gouttes secondaires se formant sur la paroi interne de la première chambre se réfléchissent sur la paroi externe de la chambre suivante. Ainsi, la totalité de la surface circulaire du tube de l'enceinte est frappée par les gouttes secondaires, si bien que tout le long de la section d'écoulement du gaz dans le dispositif de nettoyage, on peut obtenir une formation intensive de gouttes secondaires et par conséquent un excellent mélange du gaz avec le liquide. Les chambres cylindriques peuvent être formées par des parois de réflexion rectilignes ou courbes agencées selon l'axe de l'enceinte ou par des tubes cylindriques ouverts de diamètres différents. Dans une autre variante avantageuse de l'invention, au moins une buse d'éjection de liquide est associée à chaque chambre cylindrique. Les parois des chambres cylindriques sont avantageusement parallèles à la paroi de l'enceinte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante en regard du dessin annexé 2 sur lequel est représenté un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 1 est une coupe longitudinale parallèle d'un laveur de gaz selon l'invention. La figure 2 est une vue selon la ligne 2-2 de la figure 1. La zone de lavage représentée sur ces figures est délimitée par une enceinte 10 de révolution. Le gaz à épurer, qui contient des impuretés finement divi suées, se déplace suivant le sens des flèches et pénètre dans la partie d'enceinte cylindrique 10b par l'intermédiaire de la partie conique 1 0a . Le long de l'axe de l'enceinte 10 sont agencés des dispositifs de pulvérisation 12 14 et 16 , au moyen desquels le liquide amené par les conduites 18, 20 , 22 est pulvérisé à travers les buses. Ces conduites de liquides 18 > 20 , 22 sont sensiblement orthogonales à la direction d'écoulement du gaz et à l'enceinte 10. A l'intérieur de l'enceinte 10 sont montés des tubes cylindriques 30 , 32 concentriques l'un à l'autre et s'étendant dans la direction d'écoulement du gaz. On forme ainsi des chambres cylindriques 34, 36 , à chacune desquelles est associée au moins une buse. Les jets de liquide pulvérisés par les buses d'injection et représentés par des lignes en traits mixtes sont soumis à d'im- portantes forces de percussion contre les parois lOb ,30 et 32 ,lors de l'admission dans ces dernières. Il en résulte la formation de fines gouttes secondaires qui, à cause de l'angle d'incidence du courant primaire et de l'agencement favorable du tube cylindrique intérieur suivant, frappent la paroi extérieure de celui-ci et sont emportées de nouveau. Les chambres sont donc traversées uniformément par ces fines gouttes. Lors de l'écoulement du gaz à épurer, les particules séparables de celui-ci sont absorbées et lavées. Puisque la rencontre du gaz et du liquide s'effectue à une vitesse relative importante, on obtient avec le dispositif représenté un rendement et un effort d'absorption élevés. Puisqu'il existe une zone d'alimentation importante dans le domaine des parois il en résulte du fait que les diamètres des chambres décroissent par paliers par rapport à la section totale, une fine division des gouttes et un bon mélange avec le gaz.A cause de la diminution croissante de la distance des éléments de réflexion à l'axe longitudinal de l'enceinte 10 , il se crée une zone importante de gouttes secondaires, en particulier dans le domaine et au voisinage de l'axe longitudinal, c 'est-à-dire dans la zone des vitesses les plus élevées du courant de gaz incident. Comme on peut le voir sur la figure 2 2 les buses d'injectiqn qui sont prévues pour l'admission de la section de tube la plus grande, sont montées-aux extrémités libres de tubes de répartition 13 2 de façon que leur distance à la paroi d'enceinte 10 est diminuée pour obtenir un bon effet de percussion. Le nombre des chambres cylindriques est adapté au diamètre de la chambre cylindrique 11. En correspondance avec le profil de l'écoulement la distance entre la paroi 10b de l'enceinte et le tube cylindrique 30 est choisie plus petite que la distanes entre les deux tubes cylindriques internes 30 et 32. A la périphérie notam- ment au voisinage de la paroi 1 Ob, le courant gazeux est plus fort qu'à l'intérieur de l'enceinte de sorte que pour maintenir égaux les rapports entre l'eau et l'air, la zone périphérique doit etre alimentée plus fortement. Ceci est obtenu par une plus petite distance des tubes. Les éléments de réflexion, c'est-à-dire les parois cylindriques consécutives représentées dans l'exemple de réalisation, sont à cette fin toujours prévus là où l'énergie cinétique des gouttes secondaires diminue fortement. Des essais avec le dispositif décrit ont montré que pour la séparation d'un nuage de gaz chlorhydrique ,on obtenait un rendement de 86% ,alors que pour le formaldéhyde, le rendement était compris entre 70 et 80%. De tels rendements ne pouvaient jusqu'ici etre obtenus que par des dispositifs coûteux et importants par exemple par des tours à ruissellement. La chambre de lavage représentée est montée en série avec un séparateur, dans lequel a lieu la séparation du gaz épuré et du liquide chargé d'impuretés, pour autant que le liquide n'a pas déjà été évacué dans le domaine de la zone humide. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'épuration de gaz par mélange avec un liquide à l'intérieur d'une enceinte parcourue par le gaz, enceinte qui est pourvue de parois de réflexion disposées devant les buses, caractérisé en ce que d'autres éléments de réflexion sont adjoints aux parois de réflexion dans la zone d'incidence des gouttes secondaires, la distance de ces éléments à l'axe longitudinal de l'enceinte décroissant le long de cet axe. 2 - Dispositif selon la revendication 1, 2 caractérisé en ce que les parois de réflexion sont formées par des chambres cylindriques de sections différentes agencées concentriquement à l'enceinte ,ces chambres se chevauchant au moins en partie et en ce que les buses de chaque chambre sont disposées de telle façon que les gouttes secondaires se formant sur la paroi interne de la première chambre se réfléchissent sur la paroi externe de la chambre suivante. 3 - Dispositif selon la revendication 2 2 caractérisé en ce que les chambres cylindriques sont formées par des parois de réflexion rectilignes ou courbes agencées selon l'axe de l'enceinte ou par des tubes cylin#driques ouverts de diamètres différents. 4 - Dispositif selon la revendication 2 2 caractérisé en ce que au moins une buse d'éjection de liquide est associée à chaque chambre cylindrique. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que la distance entre la paroi de réflexion la plus extérieure et la paroi de l'enceinte est plus faible que la distance des parois de réflexion internes entre elles.