Brevet FR2325416A1 — publié le 19770422

La présente invention se rapporte a une installation d'épuration destinée a épurer les gaz chargés de poussières qui sont émis par certaines installations industrielles telles que les cokeries, hauts-fourneaux, aciéries, etc. , avant de les rejeter dans l'atmosphère. L'épuration des gaz chargés de poussière, notamment des gaz émis par les installations industrielles, est d'une importance capitale pour la lutte contre la pollution de flair. Un grand nombre de gaz de fumées industrielles contiennent des concentrations de poussières tellement élevées que seuls les dépoussiéreurs à très haut rendement sont capables d'atteindre les coefficients d'épuration exigés par les réglements sur la pollution de l'air. Les dépoussiéreurs déjà connus tels que les dépoussiéreurs par gravité, les dépoussiéreurs centrifuges, les installations de filtration ou les séparateurs humides-ou autres sont d'une construction extrêmement compliquée et le degré de séparation que l'on peut atteindre a l'aide de ces appareils, c'est- -dire leur rendement n'est pas en rapport avec leur prix de revient.Dans les dépoussiéreurs par gravité7 les gaz circulent a une vitesse relativement faible et les grosses particules de poussières tombent conformément a la loi gouvernant la chute, valable pour cette catégorie de particules, pour se déposer sur le fond d'une chambre ou dans des trémies collectrices disposées au-dessous de cette chambre et d'où la poussière est ensuite soutirée.Au contraire, dans les dépoussiéreurs centrifuges, on fait intervenir l'effet de la force centrifuge pour éliminer les petites particules de poussières des gaz bruts chargés de ces petites particules. A cet effet, on produit des courants circulaires comportant des champs de vitesse ou d'accélération superposés. Ces deux sortes d'appareils sont d'une technique extraordinairement compliquée et consomment une quantité importante d'énergie.Dans les dépoussiéreurs humides ou laveurs, un liquide mouillant est injecté sous une forme finement divisée dans un courant gazeux circulant lentement et d'où les petites particules de poussière sont séparées par lavage. Ces dépoussiéreurs humides comportent nécessairement des appareils qui mélangent les gaz et les liquides et, par ailleurs, des dispositifs séparateurs montés en aval et destinés a éliminer les gouttes d'eau chargées de poussières ; tous ces appareils rendent ces installations très coûteuses sans cependant permettre d'obtenir un rendement de dépoussiérage optimal.Pour atteindre avec des filtres la limite de pollution imposée par les dispositions légales, les filtres simples ne sont pas suffisants mais on doit au contraire utiliser des installations de filtration de prix élevé, notamment des filtres électrostatiques qui portent a nouveau le coût de la lutte contre la pollution de l'air a un niveau élevé pratiquement inacessible si l'installation doit rester rentable. L'invention vise à réaliser une installation d'épuration des gaz et/ou fumées chargés de poussières qui soit de construction robuste, présente une structure composée d'éléments simples et une excellente capacité de séparation, grâce a laquelle le gaz épuré rejeté dans l'atmosphère est pratiquement dépourvu de poussières et également d'odeur. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que les gaz bruts sont introduits dans la partie supérieure d'un puits vertical dans lequel ils sont refoulés de haut en bas et d'où ils sont projetés dans une rigole constamment parcourue par un courant d'eau et dont les extrémités opposées sont respectivement raccordées a une arrivée d'eau et a une sortie d'eau, la partie inférieure du puits se terminant a une certaine distance au-dessus de cette rigole et étant logée avec cette dernière dans une chambre a gaz à laquelle est raccordée une cheminée. Cette installation de dépoussiérage débarrasse de façon très complète les gaz et/ou fumées issus d'installations industrielles des particules de poussières qu'ils contiennent avant que ces gaz ou fumées ne soient rejetés dans l'atmosphère et l'émission de poussières est alors inférieure a celle qui est exigée par les réglements actuels de lutte contre la pollution atmosphérique, c 'est-a-dire que l'on atteint des limites de rejet plus poussées. Ce résultat est obtenu par une construction simple. Les gaz dépoussiérés sortant de la cheminée ont un haut degré de pureté en ce qui concerne aussi bien les poussières grossières que les poussières fines et, par ailleurs, les substances toxiques ou odorantes ont été extraites du gaz brut par le courant d'eau. Alors que, dans les installations de dépoussiérage déjà connues, 60 à 70 % des poussières produites ne peuvent pas être utilisées parce qu'elles sont trop sales, les poussières volantes, le coke volant et les cendres volantes sont lavés dans la rigole constam ment parcourue par l'eau courante et le résidu obtenu dans des bacs de décantation ou équivalents placés en aval de la rigole est propre et peut être utilisé comme matériau de construction ou équivalent, de sorte que, non seulement l'installation suivant l'invention assure une épuration optimale des gaz et/ou des fumées mais, en outre, elle fournit des produits économiquement utilisables. Bien entendu, les substances combustibles séparées de l'eau de la rigole par flottation peuvent etre réutilisées comme combustibles pour l'alimentation des chambres de combustion. Ii est avantageux de monter dans l'extrémité supérieure ouverte du puits un ventilateur soufflant, débitant de haut en bas. Ceci améliore le lavage des gaz bruts dans la rigole du fait que les gaz bruts qui pénètrent latéralement dans le puits audessous du ventilateur soufflant sont puissamment projetés de haut en bas dans l'eau courante. Ce phénomène est encore renforcé par l'action de dispositifs de pulvérisation d'eau interposés entre le ventilateur soufflant et l'orifice d'entrée des gaz, du fait que les particules de poussières des gaz bruts qui sont mouillées par l'eau ont une vitesse de chute plus élevée. Pour adapter l'installation suivant l'invention aux besoins d'une installation industrielle, on peut combiner plusieurs puits a une même rigole. Ces puits sont ouverts a leur débouché sur la rigole mais isolés les uns des autres. Chaque puits est combiné à l'une de plusieurs chambres de combustion et transporte les gaz ou fumées issus de cette chambre Cette utilisation individuelle de plusieurs puits a pour résultat une économie considérable obtenue grâce à l'abaissement de la puissance consommée, du fait que chaque puits ne travaille que pendant la période de service de la chambre de combustion correspondante. Les ventilateurs et dispositifs de pulvérisation des autres puits restent alors hors service. Chaque ventilateur peut éventuellement être réglable par paliers, de manière à permettre d'adapter sa puissance au débit de gaz ou fumées de la chambre de combustion qui lui est raccordée. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, la rigole présente en section la forme approximative d'un V et son bord supérieur comporte des déflecteurs dirigés obliquement vers l'intérieur et vers le bas et destinés à retenir les particules de poussières. Ces déflecteurs sont interposés sur le trajet des gaz qui remontent de la rigole vers la cheminée et retiennent des quantités résiduelles de poussières. D'autres déflecteurs qui sont disposés dans la chambre à gaz, au bord inférieur d'un orifice de sortie des gaz qui débite dans au moins une cheminée assurent une nouvelle épuration supplémentaire du gaz.Ces déflecteurs sont constitués par des plaques ou bandes ou autres organes analogues, également orientées obliquement vers l'intérieur et vers le bas, et sous lesquelles les poussières résiduelles encore contenues dans les gaz qui se dirigent vers la cheminée sont retenus. Pour assurer une épuration encore plus poussée dans le cas de gaz et ou de fumées très fortement chargés, on peut intercaler des filtres dans la cheminée . Dans ce cas, ces filtres peuvent être dbs filtres à gaz simples et peu coûteux car ils n'ont à retenir que de faibles quantités résiduelles de poussières. Il n'est pas nécessaire que ces filtres soient faits d'un tissu particulièrement serré, de sorte que la résistance que doit surmonter le courant de gaz épuré en les traversant est faible et qu'il ne se produit donc pas de surpression dans la chambre à gaz ni dans la rigole de circulation d'eau. Par ailleurs, pour éviter les surpressions, il peut être avantageux de monter dans chaque cheminée un ventilateur aspirant qui contribue au rejet du gaz épuré dans l'atmosphère. Le diamètre du puits est avantageusement à peu près égal à la largeur de la rigole de sorte que la colonne de gaz qui descend du puits vient frapper une surface d'eau de section à peu près égale à la sienne et qu'elle est reçue sur toute sa largeur par le courant d'eau. Les gaz lavés remontent par la fente qui subsiste entre le bord inférieur du puits et la rigole et, sur son trajet, il lèche les surfaces des déflecteurs de la rigole ainsi que celles des déflecteurs de la sortie de la chambre avant d'atteindre la cheminée. La paroi inférieure à peu près horizontale de la cheminée peut présenter des ouvertures fermées par des portes coulissantes ou éléments équivalents qui permettent de nettoyer facilement la cheminée des dépôts de poussières qui s'y sont accumulés. Pour vérifier l'écoulement de l'eau dans la rigole et le fonctionnement de l'ensemble de l'installation, on peut prévoir des regards dans la paroi de la chambre à gaz. Il est avantageux de disposer en aval de la sortie de l'eau de la rigole un dispositif séparateur destiné à séparer les matières solides de l'eau, de manière à pouvoir renvoyer les poussières volantes contenant du coke à la chambre de combustion et réutiliser ces poussières pour la combustion. L'eau épurée dans le séparateur peut être renvoyée au circuit d'eau et être recyclée dans la rigole de l'installation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples. La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une installation de dépoussiérage à cinq puits la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1 la figure 3 est une vue de côté de l'installation des figures 1 et 2, prise dans le sens de la flèche III de la figure 2. L'installation comprend une chambre à gaz 1 en béton ou autre matériau résistant à la corrosion et dans laquelle débouchent les extrémités inférieures de cinq puits verticaux 2 qui peuvent être réalisés en acier inoxydable. Les puits ne communiquent pas entre eux. Dans chaque puits 2 débouche latéralement une conduite de raccordement 3 qui le relie à une chambre de combustion, non représentée, appartenant à une cokerie, un haut-fourneau, une aciérie, une installation de fabrication d'aggloméré ou équivalent et qui lui correspond individuellement. Les conduites 3 débitent les gaz bruts des chambres de combustion dans les puits 2. Audessus de la bouche de chaque conduite dans chaque puits correspondant est disposée une rampe annulaire de pulvérisation 4 qui injectent de l'eau pour mouiller les gaz bruts pénétrant dans les puits.Dans l'orifice supérieur de chaque puits 2 est monté un ventilateur soufflant 5 d'un type quelconque approprié connu, qui souffle dans le sens des flèches A et refoule le courant de gaz bruts vers le bas dans le puits 2 considéré. Dans la chambre à gaz 1 est prévu une rigole 6 disposée à une certaine distance au-dessous du bord inférieur de chaque puits, qui est également réalisée en une matière résistante à la corrosion, de préférence en grès vitrifié, et dont le fond 7 présente une certaine pente. La rigole est continuellement parcourue par de l'eau courante qui est introduite par une conduite d'entrée 8 et s'écoule par une conduite de sortie 9 en direction de laquelle le fond de la rigole est incliné. Le long de son bord supérieur, la rigole comporte des déflecteurs 10 présentant la forme de plaques ou de barrettes qui sont orientées obliquement vers l'intérieur et vers le bas, de sorte que les particules de poussières que les gaz remontant de la rigole 6 peuvent encore contenir sont retenues sous les déflecteurs et ainsi séparées du courant gazeux.D'autres déflecteurs 11, également en forme de barrettes ou de plaques, qui ont la même fonction que les déflecteurs 10, sont prévus au-dessous des ouvertures 12 ménagées dans les parois la et lb de la chambre à gaz. Ces déflecteurs 11 sont également inclinés vers l'intérieur et vers le bas et interposés sur le trajet du courant gazeux. Des ouvertures 12 ménagées dans les parois la et lb de la chambre à gaz font communiquer cette chambre a gaz avec des cheminées 13. Dans l'exemple de réalisation représenté, qui comporte cinq puits 2, il est avantageux de prévoir deux cheminées 13. Dans les installations comportant un plus petit nombre de puits 2, il peut être suffisant de prévoir une seule cheminée 13. Dans la région de son extrémité supérieure, chaque cheminée 13 est équipée d'un ventilateur d'aspiration 14 qui aspire les gaz épurés de la chambre à gaz 1 dans le sens indiqué par les flèches B et les rejette dans l'atmosphère . Sur ce trajet, les gaz qui ont déjà été épurés dans une grande mesure, traversent les filtres 15 montés dans la partie inférieure de chacune des cheminées 13 et dans lesquels ils subissent une nouvelle épuration par séparation des poussières résiduelles. Le nombre et le type des filtres 15 dépendent des propriétés et de la composition des gaz bruts. En général, des filtres simples sont suffisants du fait que la majeure partie des particules de poussières ainsi que les substances toxiques ou odorantes ont déjà été séparées du gaz brut dans l'eau de la rigole 6 et que les filtres n'ont en réalité à effectuer qu'une légère post-épuration des gaz qui ont déjà été suffisamment épurés. Les cheminées 13 sont raccordées latéralement à la chambre à gaz 1 et leur paroi de fermeture inférieure 13a qui est à peu près horizontale, présente des ouvertures de nettoyage 17 normalement fermées par des organes de fermeture, par exemple par des portes coulissantes 16. Les dépôts de poussières accumulées sur les parois inférieures 13a des cheminées peuvent être éliminés à travers ces ouvertures 17. L'une des parois de la chambre à gaz 1 est traversée d'une tubulure 18 comportant une soupape de surpression 19. Ces deux organes servent à régler la pression intérieure de la chambre à gaz 1. Lorsque la surpression dans la chambre 1 atteint une valeur excessive la soupape 19 s'ouvre et une certaine quantité de gaz s'échappe à l'intérieur par la tubulure 18 et peut être brûlée dans l'atmosphère. Un regard 20 ménagé dans l'une des parois de la chambre à gaz 1 permet d'observer les phénomènes qui se produisent à l'intérieur de cette chambre. Etant donné que le diamètre des puits 2 correspond à peu près à la section de la rigole 6 de section en V, les gaz bruts refoulés par les puits sont entièrement projetés dans la masse d'eau qui circule dans cette rigole et lavés dans cette eau, et les gaz qui remontent par l'espace subsistant entre le bord inférieur du puits et la rigole et qui sont aspirés de bas en haut par les ventilateurs d'aspiration 14 présentent après le passage des chicanes 10 et 11 un degré d'épuration optimal, qui satisfait tout à fait aux réglements des ordonnances de lutte contre la pollution de l'atmosphère. Pour adapter l'installation aux gaz particuliers à épurer, on peut combiner et modifier l'installation suivant l'invention de n'importe quelle façon voulue. Par exemple, on peut prévoir non seulement plusieurs puits 2 et plusieurs cheminées 13 en combinaison avec une chambre à gaz mais on peut également combiner ces divers éléments de manière que leurs effets se complètent. Par ailleurs, les installations peuvent être de dimensions inférieures à celles qui sont suggérées par les dessins. Cette réduction peut être utile, par exemple pour les applications au transport des gaz dans des conduites ou à L'épuration des gaz issus d'autres installations industrielles telles que des fours de chauffage, des moteurs ou autres. REVENDICATI0N#8 1.- Installations de dépoussiérage et d'épuration destinée à dépoussiérer les gaz et/ou les fumées chargés de poussières émis par certaines installations industrielles telles que les cokeries, hauts-fourneaux, aciéries, etc... avant de les rejeter dans l'atmosphère, cette installation étant caractérisée en ce que les gaz bruts ou fumées sont introduits dans la partie supérieure d'un puits vertical (2) dans lequel ils sont refoulés de haut en bas et d'ou ils sont projetés dans une rigole (6) constamment parcourue par un courant d'eau et dont les extrémités opposées sont respectivement raccordées à une entrée d'eau (8) et une sortie d'eau (9), la partie inférieure du puits (2) se terminant à une certaine distance au-dessus de cette rigole et étant enfermée avec cette dernière dans une chambre à gaz (1) à laquelle est raccordée une cheminée (13). 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un ventilateur soufflant (5) qui souffle de haut en bas est monté dans l'extrémité supérieure ouverte du puits (2). 3.- Installation suivant l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisée en ce que l'entrée des gaz bruts (3) débouche latéralement dans le puits (2) un dispositif d'arrosage d'eau constitué par au moins une rampe de pulvérisation annulaire (4) étant monté dans le puits (2) entre l'entrée des gaz bruts (3) et le ventilateur soufflant (5). 4.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la section transversale de la rigole (6) présente la forme générale d'un V, les bords supérieurs de cette rigole comportant des déflecteurs W0) dirigés obliquement vers l'intérieur et vers le bas et destinés à retenir les particules de poussières. 5.- Installations suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le fond de la rigole (6) est incliné en direction de la sortie d'eau (9). 6.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le diamètre du puits (2) correspond à peu près à la largeur de la rigole (6). 7.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le bord inférieur d'un orifice (12) de sortie des gaz qui fait communiquer la chambre à gaz (1) avec une cheminée (13) porte des déflecteurs (11) dirigés obliguement vers l'intérieur et vers le bas et destinés à retenir les particules de poussières. 8.- Installation suivant l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que des éléments filtrants (15) sont intercalés dans la cheminée (13). 9.- Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un ventilateur d'aspiration (14) est monté dans l'extrémité supérieure ouverte de la cheminée (13). 10.- Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi inférieure à peu près horizontale de la cheminée (13) présente au moins une ouverture de nettoyage (17) qu'on peut obturer au moyen d'une porte coulissante (16) ou autre. 11.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs puits verticaux (2) isolés les uns des autres et qui débouchent dans une rigole commune (6), chacun des puits du groupe de puits comportant une entrée de gaz bruts (3). 12.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte, à la suite de la sortie d'eau (9) de la rigole (6), un dispositif séparateur destiné à séparer les matières solides du courant d'eau, les matières solides étant renvoyées à une chambre de combustion. 13.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'au moins un regard 20 est ménagé dans au moins une paroi (la ou lb) de la chambre à gaz (1). 14.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la chambre à gaz (1) et la rigole (6) forment une construction en béton d'un seul tenant, le puits(2) étant réalisé en acier inoxydable. 15.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la chambre à gaz (1) comporte une tubulure (18) qui débouche à. l'extérieur et dans laquelle est intercalée une soupape (19) de surpression.