Brevet FR2298360A1 — publié le 19760820

La présente invention concerne, d'une part, un procédé d'épuration de l'air d'échappement provenant d'opérations de séchage au cours desquelles les émanations sortant d'un séchoir se condensent dans des condenseurs refroidis par de l'eau en circulation dans un circuit et, d'autre part, un dispositif pour l'application de ce procédé. Celui-ci sert en particulier à épurer l'air d'échappement ambiant, constamment empuanti au séchage de substances malodorantes. Les processus de séchage, séchage des matières organiques brutes en particulier, s'effectuent, en règle générale indirectement, au moyen de vapeur, d'eau chaude, ou d'autres agents calorifères. Les émanations qui se produisent au chauffage se condensent dans des condenseurs à surface refroidis. Au cours de la manipulation des produits à soumettre à la dessication, des matières sèches, des émanations et de leurs condensats, qui, en particulier dans la fabrication des produits chimiques organiques, sentent parfois très fort, on ne peut guère éviter, même dans les installations les meilleures et les plus fermées, une odeur nauséabonde de l'air d'échappement. Pour des motifs concernant l'hygiène du travail et la protection de la santé, il faut que les locaux dans lesquels s'effectuent des opérations de séchage du genre précité soient constamment et énergiquement aérés. Avec la densité croissante de la population et de l'implantation des établissements industriels, ainsi que les limites toujours plus resserrées, imposées en conséquence aux prescriptions pour la protection contre les troubles de voisinage, on ne peut plus évacuer dans l'atmosphère un tel genre d'air d' échap- pement empuanti sans qu'il ait été épuré. Après le refoulement de l'air vicié, celui-ci doit ètre d'abord chimiquement et, ou bien, physiquement épuré avant d1#tre refoulé au dehors.Les investissements nécessaires à la construction d'une installation de séchage sont ainsi sensiblement augmentés par le cott de l'épuration de l'air d'échappement. Comme déjà indiqué précédemment, la condensation des émanations se produit généralement aujourd'hui au cours des opérations de séchage dans des condenseurs à surface, refroidis par eau. Il y a encore quelques années, la réfrigération de cette eau, réchauffée par l'accomplissement de sa fonction, s'effectuait sans problè- me dans des réfrigérants à cheminée, ouverts, débouchant directement dans l'atmosphère, ou des condenseurs par injection. A ce procédé s'opposent toutefois aujourd'hui, non seulement les prescriptions plus sévères concernant la protection contre les troubles de voisinage, mais encore, le court de l'eau, considérablement augmenté. Pour éviter les difficultés qui en résultent, on emploie l'eau de refroidissement en circuit fermé et réfrigérée dans des échangeurs de chaleur.Dans les petites et moyennes installations de fabrication en particulier, il n'existe néanmoins aucune possibilité d'emploi de l'énergie libérée par la réfrigération de 11 eau. Dans le domaine des installations plus importantes, il n'est pas rare que la qualité de l'énergie récupérable soit économiquement hors de proportion avec les dépenses d'aménagement nécessaires. L'invention a pour objet un procédé du genre mentionné au début, qui permet de résoudre, avec le minimum de frais d'investissement, le problème de l'épuration de l'air d'échappement et du refroidissement de l'eau de condensation des émanations qui circule en circuit fermé, ainsi que du réchauffement de l'air frais ambiant, problème qui se pose dans le domaine des installations de séchage. En outre, l'invention a pour objet un dispositif pour l'application optimale de ce procédé. Le procédé d'épuration de l'air d'échappement provenant des opérations de séchage selon l'invention est caractérisé par a) la réfrigération directe de l'eau de refroidissement par l'air d'échappement aspiré qui en méme temps est épuré par cette eau, b) le renforcement de l'effet d'épuration de l'eau par son adoucissement, sa décarbonatation ou son dessalage complet et, c) la clarification de l'eau de refroidissement dans un circuit auxiliaire. Le dispositif destiné à l'application de ce procédé est caractérisé selon l'invention par l'insertion dans le circuit de l'eau de refroidissement d'un réfrigérant à cheminée branché sur un condenseur à surface entre l'arrivée, côté eau, et la sortie duquel est placée une installation d'épuration d'un ou de plusieurs étages. Suivant la quantité d'eau de refroidissement, on peut prévoir, comme installation d'épuration d'un étage, une installation scani- que, chimique, ou biologique.Une installation d'épuration ou de clarification de l'eau de refroidissezent salodorante de trois étages peut comporter de préférence un étage de première décanta- tion, un étage d'épuration biologique et un étage de décantation finale. Une installation de quatre étages, adoptée pour une eau de refroidissement fortement chargée, colporte, par exemple, un séparateur des graisses, un bac de première décantation ou collecteur, un filtre et un bac de décantation finale sautés l'un à la suite de l'autre. Suivant le degré d'eap~antisseie~t et 11 efficacité de l'ins- tallation d'épuration, la puissance de dfibit dans le circuit auxi- liaire est de préférence de 1 à }0k, on particulier de 3 à 6% en- viron, de la puissance de débit dans le circuit principal de l'eau de refroidissement. Dans le réfrigérait-laveur à à cheminée inséré dans ce circuit principal de l'eau de refroidissement, cette eau, réchauffée dans le condenseur, est réfrigérée directement par l'air d'échappement aspiré. Pour ce faire, l'eau de refroidissesest et l'ait d' échap- pement sont mis en circulation en sens contraire par impulsions dans le réfrigérant, de façon qu'il s'ensuive un contact par phase direct et intensif. L'air d'échappement est refoulé vers le haut dans le réfrigérant-laveur à cheminée au moyen d'une ou de plusieurs souffleries, tandis que l'eau de refroidissement à réfrigérer coule vers le bas. L'air chargé de mauvaises odeurs est refoulé hors des locaux de la fabrication et, ou bien, des autres endroits oh il prend naissance. L'air frais ambiant, aspiré en remplacesent de l'air ambiant refoulé, est réchauffé, de préférence dans des échangeurs de chaleur qui se trouvent devant 1'entrée, cbté eau, du réfrigérant à cheminée, dans le circuit de retour de l'eau de refroidissement du condenseur. Pour éviter un abaissement de la puissance de réfrigération des condenseurs à surface, l'usage d'eau de refroidissement circulant en circuit fermé et adoucie en vue d'empêcher la formation de tartre, est connu en soi. L'effet d'épuration de l'eau de refroidissement sur l'air d'échappement chargé de mauvaises odeurs augmente toutefois d'une manière surprenante avec une eau préparée. Comme déjà décrit plus haut, on se sert par conséquent comme eau de refroidissement d'une eau adoucie, décarbonatée, ou complètement dessalée, 11 effet d'épuration sur l'air d'échappement augmentant dans tordre de ces opérations effectuées sur l'eau. Une eau parfaitement dessalée, dite "eau distillée" présente vis-à-vis de l'air d'échappement, chargé de mauvaises odeurs, mis en oeuvre pour refrigérer l'eau de refroidissement réchauffée, la puissance de lavage maximale quant aux#matières malodorantes que l'air d'échappement entrain. D'autre part, l'eau totalement dessalée est nénamoins plus chère que l'eau simplement adoucie, de sorte que, dans certains cas particuliers, le choix du degré de préparation de 1 'eau est fonction des frais d'investissement de l'installation d'ensemble, l'importance de la charge en mauvaises odeurs de l'air d'échappement et la capacité de rendement du réfrigérant-laveur à cheminée étant à prendre en considération. Suivant le mode de construction du réfrigérant à cheminée mis en oeuvre, on introduit un dessicateur dans la conduite du réfrigérant par laquelle passe 11 air d'échappement, épuré, mais parfois encore très humide. Quand le mode de construction du réfrigérant le permet, le dessicateur peut autre aussi monté directement en haut de ce réfrigérant Quand il faut procéder d une aspiration de l'air d'échappement hors de plusieurs endroits où il prend naissance, locaux de la fabrication en particulier, séparés l'un de l'autre, on emploie de préférence un réfrigérant-laveur à cheminée comportant plusieurs chambres, reliées l'une à l'autre coté de l'eau, mais toutefois séparées l'une de l'autre caté de l'air. Il est préférable que les réfrigérants à cheminée de ce genre soient construits de telle manitre que les chambres sont constituées à l'intérieur du réfrigérant par des cloisons de séparation, qui ferment l'espace réservé aux deux phases et le domaine de l'air de la cheminée dans le haut et immergent le bas pour en faire une sorte de fond d'eau, de telle sorte que Liteau peut s'écouler sans obstacle d'une chambre à 1' au- tre et que les chambres réservées à l'air ou aux deux phases, conte gtles dans le haut, soient séparées l'une de l'autre. Dans le cas où les cheminées de tels réfrigérants sont équipées de dessicateurs, il est préférable d'en prévoir un dans chacune des chambres. On réalise une commande et un réglage optimaux de la circulation de 1. air dans les endroits où doit s'effectuer séparément une aspiration en pourvoyant chaque chambre du réfrigérant-laveur à cheminée de sa propre soufflerie d'air.Il s'est avéré de ânière surprnan- te qu'une telle installation, en particulier en ce qui concerne les locaux de fabrication fortement imprégnés de mauvaises odeurs, présente, sans frais d' investissement sensiblement plus élevés, des caractéristiques de conduite et de consommation notablement meilleures qu'une installation correspondante commandée par des tableaux de contrtle, avec une soufflerie centrale unique pour tous les locaux concernés, associée à un réfrigérant à cheminée ne comJ portant qu'une seule chambre. L'avantage du procédé et du dispositif selon l'invention réside dans l'abaissement important des frais d'investissement pour la construction d'installations de séchage de matière malodorantes. Cet abaissement des frais d'investisserent s'obtient par l'emploi pour la réfrigération directe de l'eau de refroidisseant mise en circulation de l'air d'échappement refoulé en même temps que cet air est lavé par l'eau. En prenant ces dispositions, on résoad de manière étonnamment simple, dans une installation ordinaire, le problème de l'épuration da l'air d'échappement et de la réfrigération de l'eau de refroidissement. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure I est un schéma du dispositif selon l'invention correspondant à l'un des exemples de réalisation les plus simples et et La Figure 2 est un schéma d'un autre exemple de réalisation de l'invention. La constitution la plus simple du dispositif représenté dans la figure 1 pour l'application du procédé selon l'invention comporte un condenseur 1, un réfrigérant-laveur 2 à cheminée, à contre-courant, une installation de traitement de l'eau 3 et une installation de décantation 4. Les émanations chaudes se dégageant des opérations de séchage sont transférées par la conduite 5 au condenseur 1. Le condensat de ces émanations est évacué par la conduite 6. L'eau de refroidissement réchauffée par la condensation des émanations revient dans le haut de la cheminée du réfrigérant 2 par la conduite 8. L'eau, refroidie à nouveau dans le réfrigérant, est ramenée par l'intermédiaire du circuit d'entrée 7 au condenseur 1. Du circuit d' entrée 7 de 1'eau de refroidissement diverge un circuit auxiliaire 9, qui reçoit 5% environ de la capacité de débit du circuit 7. L'eau de refroidissement dérivée dans le circuit 9 s'épure dans L'installation de décantation 4 pour astre amenée, par la conduite de sortie lo du circuit auxiliaire, dans la conduite 8, par laquelle cette eau de refroidissement réchauffée revient dans la cheminée du réfrigérant 2. La quantité d'eau quittant avec l'air d1 échappement épuré humide, le système du circuit fermé de l'eau de refroidissement, est compensée par celle introduite dans la conduite de retour 8 par l'interméd#iaire de la conduite 11 d'arrivée d'eau fratche, l'installation 3 de traitement de l'eau et la conduite 12. La commande de l'arrivée d'eau fratche peut s'effectuer de manière connue en soi, de préférence par l'intermédiaire d'un indicateur de niveau incorporé dans le bas du réfrigérant à cheminée 2. L'air d'échappement, chargé de mauvaises odeurs, aspiré de l'endroit où il prend naissance par une soufflerie 13, est refoulé dans le bas du réfrigérant 2 par la conduite d'amenée 14, s'élève à la rencontre de l'eau de refroidissement, réchauffée et à réfrigérer, qui ruisselle du haut, et s'échappe dans l'atmosphère par la conduite 15. La circulation en sens contraire de l'eau de refroidissement et de l'air d'échappement provoque la réfrigération par cet air de l'eau réchauffée en même temps que l'élimination par lavage au moyen de cette eau des matières malodorantes entrainées par l'air. L'installation représentée dans la figure 2 se distingue de celle précédemment décrite par l'emploi d'un réfrigérant à cheminée à plusieurs étages et l'épuration du condensat des émanations et de l'eau de refroidissement dans une installation de clarification commune. L'eau de refroidissement à épurer est dérivée, soit au départ de la conduite d1 arrivée 7, soit directement du bas du réfrigérant 2, et amenée à l'installation de clarification 4a à 4d. Dans le circuit auxiliaire 9, dans lequel circule l'eau à épurer, débouche la conduite de sortie 6 du condenseur à surface 1 ramenant le condensat des émanations L'installation de clarification consiste en un séparateur de graisses 4a, un bac de première décantation (collecteur) 4b branché à la suite, un filtre 4c et un bac de décantation finale 4d. En règle générale, la quantité d'eau usée à évacuer peut déjà autre dérivée après le filtre 4c par une conduite 10a. Au bac de décantation finale 4d est toutefois reconduite au moins la quantité d'eau usée, épurée, & ramener dans le circuit d'eau de refroidissement - La quantité évacuée du bac de décantation finale qu'il est inutile de ramener sort par une conduite ldb. La partie non évacuée de 1' eau usée, épurée, est assenée par la conduite lOc, dans laquelle débouche alors également la conduite d'eau fraîche 11, au dispositif 3 de traitement de l'eau. Par la conduite 12, à l'entrée coté de l'eau du réfrigérant 2, l'eau de refroidissement traitée, sortant du circuit auxiliaire, arrive alors avec l'eau fraîche, traitée dans ce méme dispositif 3. L'avantage de ce système de canalisations réside dans la clarification en commun, dans une seule et néme installation, de 1'eau de refroidissement et du condensat des émanations, ainsi que dans une consommation d'eau fraîche pratiquement réduite à zéro. Le réfrigérant-laveur à contre-courant 2 est partagé par une ou plusieurs cloisons de séparation en un nombre correspondant de chambres. Ces chambres sont hermétiquement séparées l'une de 1 'au- tre du côté de ltair, mais comxnniquent entre elles par un plan d'eau commun, dans le bas de la cheminée du réfrigérant 2, ctté de l'eau. Chacune des chambres est reliée à un local 16 de la fabrication ou avec une source d'air d'échappement, hors desquels cet air nauséabond est refoulé au moyen d'une soufflerie 13 et, en fait, de manière qu'a chaque local 16 distinct et à chaque chambre correspondante est conjuguée sa propre soufflerie 13.De plus, chacune des chambres présente en haut du réfrigérant son propre dessicateur. L'air d'échappement, débarrassé des matières malodorantes et, dans les dessicateurs, des gouttelettes entraînées, est refoulé dans l'atmosphère par une conduite commune d' évacuation 15. Par cette disposition, les installations concernant l'air d'échappement, parfaitement séparées l'une de l'autre du côté de l'air, peuvent autre reliées entre elles par un seul circuit fermé de l'eau de refroidissement avec un système direct de réfrigération de cette eau. On obtient un bilan thermique particulièrement favorable de l'installation si on ne ramène pas l'eau de refroidissent ré dhauffEe directement: dans le circuit de retour 8 dans le haut du réfrigérant 2, mais si on la fait passer d'abord par I' éducgeur de chaleur 17, qui réchauffe l'air frais, aspiré par des souffle- ries 18 à travers des conduites 19 avant son adiissioa, par les conduites d' arrivée 20, dans les locaux de la fabrication 16, d'oit l'air d'échappement a été refoulé. En d'autres termes, l'eau de refroidissement, réchauffée dans le condenseur 1, ne sert donc pas seulement d épurer l'air d'échappement, chargé de mauvaises odeurs, refoulé hors des locaux de la fabrication, mais en meme temps à chauffer ces locaux. Par un surprenant accouplement des fonctions au cours des opérations de séchage, l'invention permet par conséquent de réaliser une baisse importante, inattendue, des frais d'investissement et d'exploitation des installations de ce genre. Revendications 1. Procédé d'épuration de l'air d'échappement provenant des opérations de séchage, au cours desquelles les émanations sortant d'un séchoir se condensent dans des condenseurs refroidis par de 1'eau en circulation dans un circuit, procédé caractérisé par : a) la réfrigération directe de 1'eau de refroidissement par l'air d'échappement aspiré, que l'eau épure en meme temps b) le renforcement de l'effet d'épuration de l'eau par l'adoucissement, la décarbonatation, ou le dessalage complet de l'eau de refroidissement et, c) la clarification de cette eau de refroidissement dans un circuit auxiliaire, 2.Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, avant son retour pour servir de nouveau au refroidissement, l'eau, réchauffée par le condenseur, pour réchauffer 11 air frais ambiant, aspiré. 3. Dispositif pour l'application du procédé suivant l'une des revendications I ou 2, caractérisé par un réfrigérant-laveur à cheminée, inséré dans le circuit de l'eau de refroidissement d'un condenseur à surface, entre l'arrivée coté de l'eau et la sortie duquel est disposée une installation d'épuration à un ou de plusieurs étages. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par un dessicateur placé dans la conduite d'évacuation de l'air du réfrigérant-laveur à cheminée. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le réfrigérant-laveur à cheminée comporte plusieurs chambres, séparées l'une de l'autre du coté de l'air, mais qui communiquent entre elles du cté de l'eau et, en cas de dessicateurs rapportés, équipées chacune de son propre dessicateur. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'a chacune des chambres est conjuguée sa propre soufflerie dans le réfrigérant à cheminée. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'entre la sortie de l'eau de refroidissement du condenseur et l'entrée du cbté de l'eau du réfrigérant-laveur à cheminée, est monté un échangeur de chaleur, destiné à réchauffer l'air frais ambiant, aspiré.