Brevet FR2350867A1 — publié le 19771209

la présente invention concerne des perfectionne ment s apportés à un appareil destiné à laver des gaz brizes et substances analogues. Des appareils ont été proposés autrefois pour enlever les substances solides des gaz brayés en soumettant ceux-ci à une pulvérisation d'eau. dette pulvérisation entratne les particules solides et dissout les substances hydrosolubles, ce qui permet aux particules de se rassembler au fond. Lors du passage des gaz à travers liteau pulvérisée, de nombreuses particules peuvent échapper à lXeffet séparateur de la pulvérisation et par suite on n'obtint pas une épuration efficace. Des exemples de dispositifs de lavage de gaz brûlés ou substances analogues sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 2 802 543 et N 3 260 036, dans lesquels les gaz sont dirigés à tralrers des chambres de lavage pour les débarrasser des impuretés. les dispositifs antérieurs ont encore l1inconvé- nient d'exiger une installation assez compliquée pour ltachemine- ment des gaz. Ainsi, des pompes et des canalisations sont nécessaires pour transporter les gaz de la sortie de la cheminée à l'appareil de lavage. En conséquence, la présente invention a principalement pour objet un appareil de lavage des gaz brûlés qui utilise un dispositif destiné à refouler les gaz dlune façon plus efficace, tandis outils sont lavés à plusieurs reprises sur le trajet qu'ils parcourent de façon qulils soient débarrassés efficacement des substances solides. A cet effet, un ventilateur refoule les gaz brûlés dans une enveloppe comportant plusieurs plaques ou chicanes disposées de façon à obliger les gaz de parcourir un trajet sinueux, aisi que des ajutages de pulvérisation pour laver les gaz à divers endroits le long du parcours. I1 invention a encore pour objet un appareil du type décrit utilisant un nouveau support réglable pour les chicanes de façon à pouvoir modifier au besoin le trajet sinueux parcouru par les gaz. le courant d'air engendré par le ventilateur est dirigé en travers du sommet de la cheminée dans une me sure réglée pour favoriser l'évacuation des gaz de la cheminée. Ledit appareil comporte une enveloppe qui peut coopérer directement avec la sortie supérieure d'une cheminée de façon que ledit appareil puisse être monté directement sur la cheminée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue de coté assez schématique et avec arrachement partiel d'un appareil selon l'invention en combinaison avec une cheminée ; la figure 2A est une vue partielle de cobté d'une partie d'une enveloppe du présent appareil, la paroi la plus rapprochée de ltenveloppe étant en arrachement pour montrer sa construction interne la figure 2B est une vue partielle de coté analogue à la figure 2A et montrant le reste de l'enveloppe, l'extrémité gauche de la figure 2B prolongeant l'extrémité droite de la figure 2A de l'enveloppe complète la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 des figures 2A et 2B la figure 4 est une coupe avec arrachement partiel suivant la ligne 4-4 de la figure 2A ; la figure 5 est une coupe à grande échelle suivant la ligne 5-5 de la figure 2B ; la figure 6 est une coupe à grande échelle suivant la ligne 6-6 de la figure 3 ; et la figure 7 est une coupe partielle à grande échelle suivant la ligne 7-7 de la figure 2B. En se référant tout d'abord aux figures l et 2B, le numéro de référence 10 désigne une cheminée classique dans laquelle des gaz ou autres effluents sont évacués vers le haut. Cette cheminée peut etre une cheminée industrielle ou analogue qui évacue des substances, qui seront désignées ci-après par gaz brûlés, qu'il est souhaitable d'épurer pour les débarrasser des impuretés. L'appareil comporte en général une enveloppe tubulaire allongée 12 ayant une paroi supérieure 14 (figures 2A, 2B et 3), une paroi inférieure 16, des parois latérales 18 et des parois extrêmes opposées 20 et 22. L'enveloppe 12 est supportée par des montants convenables 24 de façon qu'elle soit disposée en travers du sommet de la cheminée 10 à proximité de l'une de ses extrémités, la paroi inférieure 16 présentant une ouverture d'admission 26 par laquelle pénètre la cheminée pour établir une communication entre le sommet de cette dernière et l'intérieur de l'enveloppe. Une ouverture de vidange 28 est ménagée entre les extrémités de lten- veloppe, de préférence 3 proximité de l'ouverture d'admission 26, et cette ouverture de vidange est reliée à deux conduits communicants 30 (figure 1) pour décharger le liquide évacué dans des récipients 32. les conduits communicants 30 sont associés à une vanne de commande 34 à deux positions destinée à diriger le liquide dans l'un ou l'autre des récipients pour permettre un fonctionnement continu de l'appareil. Dans de petites installations, les récipients peuvent Qtre transportés à un autre endroit pour traiter le liquide récolté afin de récupérer des-composants intéressants. Dans de grandes installations, l'ouverture de vidange 28 peut etre reliée au poste de traitement par un long conduit. L'enveloppe 12 présente dans sa paroi extresme 22 une ouverture 38 communiquant avec l'orifice 40 de refoulement dlun ventilateur 42 qui est solidaire de l'extrémité de ltenve- loppe et destiné à refouler l'air dans cette dernière. Un orifice de sortie 44 est ménagé dans la paroi extrême 20 de llenve- loppe, cet orifice étant ménagé sous la forme d'une étroite fente à l'extrémité supérieure de la paroi sur toute sa largeur. Comme le montre en particulier la figure 2S, ltou- verture d'admission 26 de l'enveloppe qui est réservée à la cheminée 10 est à proximité de l'ouverture 38 communiquant avec le ventilateur et l'air refoulé par ce dernier peut balayer le sommet de la cheminée. Un tel mouvement de l'air peut engendrer une dépression dans la région située au-dessus de la cheminée selon le principe de Venturi et peut faciliter llévacùation des gaz de la cheminée. Toutefois, il est souhaitable de pouvoir régler cette dépression et,dans ce but, plusieurs lames orientées latéralement 46 (voir également la figure 5) sont montées dans l'ouverture 38.Ces lames sont solidaires de tourillons terminaux 48 pivotant dans les parois 18 de l'enveloppe, l'un des tourillons de chaque lame traversant un manchon à friction 50. L'un des tourillons de chaque lame est plié pour former une poignée 52. Ces dernières sont décalées successivement sur les cotés opposés de llenveloppe pour faciliter leur manoeuvre. lies manchons à friction 50 peuvent maintenir les lames dans la position dans laquelle elles sont réglées et la direction choisie du refoulement du ventilateur à ltintérieur de l'enveloppe est ainsi réglée par une position convenable des lames. Par exemple, s'il est souhaitable d'imposer une dépression maximale à la sortie de la cheminée 10 pour favoriser le tirage des gaz hors de cette dernière, les lames sont réglées dans une position horizontale ou inclinée vers le bas, en dirigeant ainsi le courant d'air directement en travers du sommet de la cheminée. Par ailleurs, s'il est souhaitable que le refoulement du ventilateur ait une moins grande influence sur la décharge de la cheminée ou n'ait pas d'influence du tout, les lames sont inclinées vers le haut suivant l'angle nécessaire. Plusieurs plaques ou chicanes qui seront décrites ci-après sont montées dans l'enveloppe pour obliger l'air refoulé par le ventilateur et les gaz brûlés de suivre un trajet sinueux pour obtenir un lavage efficace par un dispositif de pulvérisation qui sera décrit plus loin. La première chicane 54 que rencontrent les gaz (figures 2B, 3 et 6) est orientée vers le bas à partir du sommet de l'enveloppe et se termine à une certaine distance du fond. Cette chicane couvre toute la largeur de l'enveloppe et est solidaire d'un arbre transversal 56 tourillonnant dans les cotés opposés de ltenveloppe à sa partie supérieure. Une extrémité de cet arbre traverse un manchon à friction 58 et présente une extrémité courbée formant une poignée 60. Une seconde chicane 62 (figures 2B, 3 et 7) est située en aval de la chicane 54 et se prolonge latéralement au delà d'un joint universel de pivotement 64 relié à une paroi latérale de 11 enveloppe Cette chicane couvre sensiblement~ toute la hauteur de ltenveloppe mais est moins large que cette dernière. Le joint universel 64 est du type à friction pour maintenir la chicane 62 dans une position réglée, mais il peut être ajusté pour obtenir le réglage voulu. Une poignée 65 se prolonge vers l'extérieur du joint universel pour permettre de régler la chicane Une troisième chicane 66 est située en aval de la chicane 62 et est fixée à un arbre transversal inférieur 68 tourillonnant dans les cotés opposés de l'enveloppe et comportant une poignée saillante 70 pour la régler.Cette chicane couvre toute la largeur de l'enveloppe mais se termine à distance de la paroi supérieure. Arbre 68 coopère avec un manchon à friction (non représenté) analogue à celui désigné par 58 pour l'arbre 56 de façon que la chicane 66 reste dans la position dans laquelle elle a été réglée. Une autre chicane 72 est située en aval de la chicane 66 et est supportée par la paroi latérale opposée à celle supportant la chicane 62 par un joint universel 74 dont la friction est suffisante pour maintenir la chicane 72 dans une poste tion réglée. Ladite chicane 72 couvre sensiblement toute la hauteur de l'enveloppe mais est moins large que celle-ci. La réalisation et la disposition des quatre chicanes 54, 62, 66 et 72 établissent un trajet sinueux initial avantageux pour la circulation des gaz brûlés. Plus particulièrement et comme on le voit à l'extrémité ventilateur de l'enveloppe, les gaz brûlés sont tout d'abord rabattus par la chicane 54, puis dirigés latéralement vers la droite autour de la chicane 62, puis vers le haut par-dessus la chicane 66 et latéralement vers la gauche autour de la chicane 72 et enfin vers le bas sous une chicane 76. les gaz circulant dans cette partie de l'enveloppe sous ltinfluence de ces chicanes suivent une trajectoire hélicoidale sinistrorsum de droite à gauche en observant la figure 2B. Il est possible de faire varier la turbulence imposée aux gaz effectuant ce mouvement hélicoidal en ajustant les chicanes.Par exemple, en se référant à la figure 2B les chicanes sont légèrement inclinées vers l'arrière et ce réglage impose une turbulence moyenne aux gaz. La turbulence peut être accrue en réglant les chicanes sur leurs arbres ou axes universels de manière à assurer un contact plus direct des gaz contre elles. lie réglage des chicanes permettant d'obtenir la turbulence voulue est déterminée empiriquement pour assurer le meilleur traitement des gaz particuliers. En aval de la chicane 72 (figures 2A et 3) se trouvent des chicanes fixes 76, 78, 80 et 82. Ces chicanes couvrent toute la largeur de l'enveloppe et font saillie alternativement du sommet ou du fond de ltenveloppe. lies chicanes 76 et 80 se prolongent vers le bas du sommet de l'enveloppe, mais se terminent à distance du fond, la chicane 80 étant légèrement plus longue que la chicane 76. lies chicanes 78 et 82 s'élèvent au-dessus du fond de l'enveloppe, mais se terminent à distance du sommet, la chicane 82 étant légèrement plus longue que la chicane 78. En aval de la chicane 82 se trouve une chicane 84 et en aval de cette dernière une chicane 86. Ces deux chicanes couvrent toute la hauteur de l'enveloppe ainsi que toute sa largeur, mais la chicane 84, comme on le voit en particulier sur la figure 4, présente une encoche 88 d'un cEté et la chicane 86 une encoche 90 de l'autre coté. Une dernière chicane 92 se trouve en aval de la chicane 86. Cette chicane couvre toute la largeur de l'enveloppe et se prolonge verticalement à partir du sommet jusqu'à une faible distance du fond pour former une ouverture inférieure étroite 94 couvrant toute la largeur. lies gaz sont lavés à plusieurs reprises le long de ltenveloppe et,pour remplir cette fonction, il est prévu un conduit d'alimentation 96 (figures 1, 2B et 3) communiquant avec un collecteur 98 orienté latéralement dans la partie interne supérieure de l'enveloppe à proximité de la chicane 54 en aval de cette dernière. lie collecteur 98 comporte plusieurs buses 100 dirigées vers le bas dont le nombre et la configuration de pulvérisation assurent la génération d'un rideau ou brouillard couvrant toute la largeur de l'enveloppe. lie collecteur 98 comporte un prolongement 102 du cSté opposé au conduit d'alimentation 96 et un collecteur 104 est orienté vers le bas dans une position inclinée à proximité de la chicane 62 et en aval de cette dernière. Dewrbuses 106 sont supportées par le collecteur 104 et engendrent un rideau de brouillard orienté de bas en haut et dirigé latéralement par rapport à l'enveloppe lie collecteur 104 et-les buses 106 sont représentés en traits mixtes sur la figure 2B, étant donné que ces éléments sont en dehors du plan de cette figure Un conduit 108 partant du conduit d'alimentation 96 se prolonge le long de l'extérieur de l'enveloppe à sa partie supérieure et un collecteur 110, auquel il est relié, est orienté vers le bas en position inclinée à proximité de la chicane 72 et en aval de cette dernière. Deux buses 112 sont supportées par ce collecteur et dirigent à cet endroit un rideau de brouillard latéralement en travers de l'enveloppe. le conduit 108 se prolonge sensiblement jusqu'à l'extrémité de sortie de l'enveloppe et alimente plusieurs collecteurs transversaux 114 disposés entre chacune des chicanes restantes, à l'exception de la région comprise entre la chicane 92 et la paroi extrême 20. Chaque collecteur 114 supporte plusieurs buses 116 qui sont disposées de manière à diriger vers le bas un rideau d'eau entre chacune des chicanes citées. Le fond ou paroi inférieure 16 de l'enveloppe est incliné à partir de chaque extrémité# en direction de llouverture de vidange 28 de façon que le liquide éjecté par les buses s'achemine vers cette ouverture. Pour que le liquide puisse s'écouler librement le long des pans inclinés, il est prévu un espace 120 entre le fond de l'enveloppe et les chicanes qui sont les plus basses dans cette dernière et qui se trouvent entre les dispositifs de pulvérisation et 11 ouverture de vidange. Lors du fonctionnement du présent appareil de lavage, les lames 46 sont ajustées tout d'abord pour déterminer l'influence sur la cheminée 10 de la dépression engendrée par le refoulement du ventilateur. Si l'on désire que 11 influence sur la décharge des gaz brûlés soit très faible ou nulle, les lames sont inclinées vers le haut de façon que le refoulement du ventilateur n1 atteigne pratiquement pas la région de décharge située à proximité immédiate de la cheminée. D'autre part, stil est souhaitable de favoriser la décharge des gaz brûlés, les lames sont disposées horizontalement ou dans une position inclinée vers le bas. lorsque les gaz heurtent les chicanes 54, 62, 66 et 72, ils sont contraints de suivre un trajet hélicordal. Pendant ce temps, ces gaz sont lavés par les buses de pulvérisation 100, 106 et 112. lies gaz suivent ensuite un trajet sinueux ou en zigzag autour des chicanes 76, 78, 80 et 82 et sont encore lavés par les buses de pulvérisation 116 situées à proximité de chacune de ces chicanes. Après avoir dépassé la chicane 82, les gaz sont détournés d'un cEté pour passer par l'encoche 88 de la chicane 84, puis de l'autre c8té pour passer par l'encoche 90 de la chicane 86.Après avoir dépassé chacune des chicanes 84 et 86, les gaz sont lavés, puis descendent pour passer par ltespace 94. les gaz remontent ensuite pour sortir par l'ouverture 44. lie nombre des buses utilisées à chaque poste de lavage peut varier, toutefois, il est souhaitable d'obtenir un bon rideau de brouillard. Il est particulièrement avantageux que le dernier poste de lavage, à savoir celui situé entre les chicanes 86 et 92 assure un lavage puissant. Ainsi, ce poste comporte six buses (figure 4), tandis qu'un moins grand nombre de buses peut suffire aux autres postes. Il est possible d'injecter de la vapeur d'eau avec le liquide à pulvériser pour accrottre la turbulence et améliorer le lavage. Grâce à la forte turbulence créée par la disposition des chicanes et gracie au lavage multiple assuré aux divers postes de pulvérisation pendant la turbulence, on obtient une épuration des gaz par sédimentation des substances liquides et dissolution des substances hydrosolubles. A cet égard, le liquide de lava#ge peut entre de l'eau ou bien il peut etre constitué de solutions aqueuses de produits chimiques susceptibles de réagir avec des composants des gaz brûlés pour assurer leur élimination. Au cas où il s'avère qu'un lavage supplémentaire par pulvérisation est indispensable pour assurer l'épuration voulue, il est possible d'interposer une ou plusieurs sections supplémentaires de I#enveloppe, comme celle représentée sur la figure 2A, entre la chicane 92 et la paroi 20, ce qui est évident Il va de soi que l'appareil représenté peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDI CAT IONS 1. Appareil de lavage de gaz brûlés ou substances analogues, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe creuse constituée de parois supérieure, inférieure et latérales et présentant une ouverture de sortie à une extrémité, des éléments destinés à supporter ltenveloppe en position sensiblement horizontale en travers du sommet dtune cheminée, une ouverture d'admission des gaz brûlés ménagée dans la paroi inférieure de lten- veloppe à proximité de l'extrémité opposée à l'ouverture de sortie, ladite ouverture d'admission étant destinée à communiquer avec l'orifice supérieur d'une cheminée pour en recevoir les gaz brûlés, un ventilateur communiquant avec l'extrémité de l'enve- loppe qui est opposée à l'ouverture de sortie pour diriger l'air en travers de l'ouverture d'admission des gaz brûlés en direction de l'ouverture de sortie de l'enveloppe, plusieurs chicanes supportées dans l'enveloppe du c8té de l'ouverture d1admission des gaz brûlés opposée au ventilateur et présentant des faces contre lesquelles sont dirigés les gaz refoulés dans l'enveloppe, les chicanes étant disposées dans cette dernière de façon à obliger les gaz brûlés à suivre un trajet sinueux dans l'enveloppe, des dispositifs de pulvérisation d'un liquide montés entre les chicanes pour laver les gaz et une ouverture de vidange ménagée dans la paroi inférieure de l'enveloppe pour évacuer le liquide éjecté par les dispositifs de pulvérisation. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments réglables pour monter certaines chicanes dans l'enveloppe, lesdits éléments réglables permettant d'ajuster certaines chicanes sur un axe perpendiculaire à la longueur de l'enveloppe et permettant de régler d'autres chicanes sur un pivot universel de façon à établir un trajet sinueux déterminé pour la circulation des gaz dans-ladite enveloppe. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chicanes comprennent, successivement vers l'aval, une première chicane disposée en travers de l'enveloppe se prolongeant vers le bas à partir de la paroi supérieure pour se terminer à distance du fond de l'enveloppe, une deuxième chicane se prolon geant vers l'intérieur à partir d'un coté de l'enveloppe mais se terminant à distance de l'autre celé, une troisième chicane orientée en travers de l'enveloppe et se prolongeant au-dessus du fond pour se terminer à distance du sommet de ladite enveloppe, une quatrième chicane orientée vers l'intérieur à partir du costé de l'enveloppe opposé à celui supportant la deuxième chicane pour se terminer à distance de 11 autre celé, les chicanes obligeant les gaz à suivre une trajectoire hélicordale lorsqu'ils sont refoulés dans l'enveloppe. 4. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les première et troisième chicanes pivotent de façon réglable autour d'un axe horizontal, les deuxième et quatrième chicanes pivotant de façon réglable autour d'un pivot universel. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les première et troisième chicanes pivotent de façon réglable autour d'un axe horizontal, les deuxième et quatrième chicanes pivotant d'une façon réglable autour d'un pivot universel, plusieurs chicanes supplémentaires étant disposées en aval de la quatrième chicane, ces chicanes citées en dernier lieu étant disposées en travers de l'enveloppe et se prolongeant aussi alternativement du sommet et du fond sur une partie de la hauteur de l'enveloppe pour obliger les gaz à suivre un trajet sinueux ou en zigzag. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation d'un liquide comprend des premières buses situées entre les première et deuxième chicanes, ces premières buses se trouvant dans la partie supérieure de l'enveloppe et dirigeant le liquide pulvérisé vers le bas sur toute la largeur de cette dernière, des deuxièmes buses situées entre les deuxième et troisième chicanes ainsi qu'à proximité de la quatrième chicane et en aval de cette dernière, les secondes buses étant orientées dans le sens de la hauteur le long d'un cowté interne de l'enveloppe et dirigeant le liquide pulvérisé en travers de cette dernière.