Brevet FR2333555A1 — publié le 19770701

La présente invention conoerne un prosédé de csptage de gaz ou de vo@eur par un liquide. Les gaz ou les vapeurs pouvent être ceux émis ou produits au coucs le procé@@s de @abrication dans les industries métallur- glques, chinioues ou autres. Il s'agit donc das industries quidoivont @@@@ @entar des vusau@@ ou gaz qui s'échappent normalement der a@pareillages et qui polloent l'atmosphère, soit réaliser ou cours de leur processus de fabrication la dissolution d'un gaz dans un léquide, soit rême obtenir la combinaison chimique du ou des gaz avec un liquide. On connaît des procédés de captage de vapeur et/ou de gaz dans lesquels on réalise l'aspiration des fluides par une hotte es on lave ensuite le mélange par exemple air-gaz ou air vapeur dan.- une enceinte où ruisselle un rideau d'eau. D'autres procédés utilisent des pulvérisateurs d'eau, la pulvérisation étant effectée par le passage de l'eau à grande vitesse à travers un orifice de faible diamètre. Oes derniers procédés exigent une très forte pression, done une fort consommation d'énergie pour pulvériser l'eau et obtenir une grande sur face de contact entre l'eau et le mélange air + vapeur ou gaz. On connaît également des procédés de dissolution d'un gaz dans un liquide dans lesquels on met en contact dans une enceinte fermée le gaz, ou le mélange de gaz avec le liquide sol vant. te liquide est en général mis sous la forme de gouttelettes qui, à 8 la température et à la pression désirées, permettent de capter le gal soluble. tans tous ces procédés, un problème a toujours été mal résolu : 1 il a'agit de la pulvérisation du liquide. lies rideaux de liquide produits par déversement n'engendrent que de très grosses gouttes qui ne favorisent pas le contact gaz/liquîde.t'autre part les --ulvérisateurs doivent utiliser un liquide filtré. Comme on l'a dit plus haut, ils exigent une forte pression du liquide en amont l'orifice de sortie.En outre ils ne permettent pas d'obtenir des gouttelettes tres petites (de l'ordre de 1@). or, plus les gouttelettes obtenues sont petites plus pour un volume donné de liquide, la surface de contact de ce liquide avec le gaz sera grande. En fait il s'agit de "déchirer" la surface du liquide le plu efficacement possible en utilisant le minimum d'énergie, compte tenn des conditions régnant au point aï de traitement (tempe- rature et pression notamment). Le but de la présente invention est de remédion à ces inconvénients, c'est-à-dire de résliser un arocédé et un dicpositif permettant le captage de gaz et/ou de vapeur par un liquide avec une consommation d'énergie faible et sans précaution carticulière de filtrstion. A cet effet l'invention a pour objet un procédé de captage de constituants d'un gaz ou d'une va@eun caructéricé en ce que l'on oroduit un brouillard obtenu par la reusontre d'au moins deux jets d'au moins un liquide dont la nature perme de capter au moins un desdits constituants et l'on met en contact le gaz avec le brouillard. Ce procédé peut, en outre, comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes a) on oriente les Sets à neu pros parollèlement au sens de détlacement du gaz. b) on oriente les jets afin qu'ils soient opposés en formant entre eux un angle de 1800. c) le cantage est un cantate physico-chimique effectué par dissolution d'au moins un des constituants dans la phase liquide du brouillard d) le captage est un captage chimique effectué par combi- naison d'au moins un des constituants avec la phase liquide du brouillard e) on utilise comme liquide de l'eau ou tout autre liqui- de approprié auquel on auoute, en tant rue de besoin, des solvants ou des suspensions, pour donner naissance à des phénomènes d'absorption et/ou d'adsorption, ou les optimiser, combinés ou non å des réactions chimiques destinées à faire nasser dans la phase liquide tout ou partie des constituants absortés ou adsorbés sous forme d'autre compositions chimiques. Il faut remarquer que dans le cas @'onlèvement se nous- sières le liquide ne Joue qu'un mie mécondque et rie dissout cas les potssières, et sera généralement de l'eau. Loi le liquide agit par ses propiétés physico-chimiques ou chimiques, soit qu'il @issolve certains constituants des @@@, s@it qu'il se combine avec eux. De plus, comme il s'agit en généiml de recueillin un liquide avant dissous le gan ou la vaneur, la mise on oeuvre sera souvent différente de delle relative à l'enlèvement des poussières. Linvention pou@, en outre, com@@@er @ @@@@@it@@ pou la mise en oeuvre du procédé précité caractérisé en ce que deux injecteurs de liquide sont disposés en opposition dans le prolongement l'un de l'autre dans une enceinte ou une conduite parcourue par le gaz à traiter et à peu près parallèlement au sens de déplacement du gaz. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins un des jets concourants est composé de deux jets concentriques produits par un injecteur double. Afin de mieux faire comprendre l'invention, on en décrira ci-desscus plusieurs mode de réalisation en se référant aux dessins annexés, dans lesquels La fige I représente schématiquement un brouillard produit au moyen de deux injecteurs dans une conduite traversée par un gaz dont on veut capter un ou plusieurs constituants; La fig. 2 représente schématiquement un brouillard produit au moyen de deux injecteurs complexes dont chacun comporte deux injecteurs co-axiaux, les injécteurs étant opposés à 1800 dans une enceinte non représentée. Bye liquide injecté au centre peut être un solvant. Da fig. 3 est une vue très schématique d'un dispositif de captage de constituants de gaz en mouvement; lia fig. 4 est une vue schématique d'un dispositif de captage de constituants de gaz dans une enceinte fermée; et La fig. 5 représente un exemple d'application de l'inven- tion pour le captage d'anhydride sulfureux. On voit sur la fig. I un brouillard 5 résultant de la rencontre de deux jets 2 de liquide produits par deux injecteurs 3 de meme diamètre alimentés à la même pression par un liquide. lie brouillard se trouve en travers d'une conduite C parcourue par un gaz dans le sens de la flèche Fo La fig. 2 représente un brouillard I résultant de la rencontre de deux jets doubles 2a de liquides produits par deux in jecteurs doubles 3a de même diamètre alimentés chacun par deux liquides à la même pression, L'un des liquides provient, par exemple de deux tubes 4, reliés en 5 à un tube 6, lequel est alimente en liquide sous pression, par exemple en eau, L'autre liquide provint de deux tubes 4' reliés en 5' à un tube 6', alimenté en liquide sous pression qui est par exemple un solvant. On pourra préférentie71ement choisir des jets concourants opposés à 1800. On pourra aussi n'utiliser qu'un seul injecteur double, l'autre injecteur étant un injecteur ordinaire. Dans le mode de mise en oeuvre de la figure 3, le centre 7 du brouillard 1 est produit dans une enceinte ne comportant qu'une paroi verticale continue 8, par exemple cylindrique, comportant une ouverture en amont et en aval du brouillard 1 et qui présente à sa partie inférieure une rigole 9.Dans l'exemple représenté, le gaz arrive par le bas dans le sens des flèches F (il va sans dire que le gaz peut également arriver par le haut) pour traverser le brouillard 1. lie liquide ayant absorbé et/ou adsorbé tout cu partie des effluents polluants et/ou malodorants du gaz est recueilli dans la rigole 9, par exemple, ou dans tout autre dispositif connu de collecte et d'évacuation équivalent Dans le cas de la figure 4, le brouillard 1 est obtenu avec le même dispositif que celui indiqué aux figures 1 et 2, c 'est-à-dire produisant deux jets, doubles ou non, mais ici tout se passe dans une enceinte fermée 10, et le gaz arrivant par la conduite 11 est évacué par la conduite 12, après séparation des effluents polluants et/ou malodorants.Le gaz peut également arriver par la conduite 12 et être évacué par la conduite 11. lie liquide de traitement 13 ayant absorbé et/ou adsorbé les effluenF polluants et/ou malodorants du gaz, est évacué par le bas au moyen de la conduite 14, tandis que le gaz traité s'échappe par la conduite 12, sa sortie étant facilitée par la présence de la rigole annulaire 15. lie description suivante concernant le traitement d' anhy- dride sulfureux fera encore mieux comprendre la mise en application du procédé suivant l'invention. On sait que dans l'industrie sidérurgique, la granulation du laitier de haut fourneau produit des vapeurs plus ou moins sulfureuses. Un des modes de réalisation de la mise en oeuvre de la présente invention dans cette application particulière est illustré schématiquement par la figure 5 qui ne représente que la partie essentielle du dispositif de mise en oeuvre, le captage du gaz, l'évacuation du gaz traité, l'amenée et l'éva- cuation de l'eau de traitement n'étant pas représentés. Pour mesurer le rendement du procédé de la présente demande dans cette application particulière, on a réalisé à échelle réduite ce processus, comme cela est représenté à la figure 5. A cet effet, à l'intérieur d'une enceinte 16, présentant une ouverture supérieure 17, et ouverte par le bas pour obtenir un tirage naturel, on a placé un récipient 18 contenant par exemple 1 litre @ d'eau. Une source de chaleur, qui peut être @onstituée par des brûleurs à gaz 19, est disposée sous le récipiont. Une tubultre 20 arrivant dans l'eau du récinient conduit du gaz sul@ureux de façon que le gaz forme des bulles qui s'échappent on même temps que la vapeur d'eau lorsque l'on chauffe suffisamment le récipient. Il se forme sinsi un gaz sulfureur enalogue à celui qui est produit lors de la granulation du laition de baut fourneau. Une sonde tubulaire 21 introduite par l'ouverture 17 permet de prite vapeur afin de l'ana lyser. Au-desus du récipient, on a fixé un dispositif 4 ana- logue au dispositif des figures 1 et 2 produisant un brouillard I couvrant largement le récipient 186 L'eau étant stable en ébullition dans le récipient 18, on arrete le chauffage et on mesure rapidement, à l'aide d'un tube réactif, la concentration en parties par million (p.p.m) du gaz S02 contenu dans le gaz qui s'échappe par l'ouverture 17. Pendant toute la durée des essais, le débit de SO2 dans le récipient est maintenu constant. Adrets ra mesure effectuée c--dessus, on met en marche l'alimentation en eau des jets consourants afin d'obtenir un brouillard 1. On analyse de nouveau la concentration du gaz SO2. Les différents résultats obtenus sont résumés dans les lignes (i) et (2) du tableau ci-dessous. Jans e tableau figurent également le débit d'eau des jets concourants, ainsi que le or et la température de l'eau d'évacuation de l'appareil (1) Concentration en SO2 sans jet 700 1 000 1 500 1 500 2 500 2 500 concourant en p.p.m............ (2) Concentration en SO2 avec jets concourant en p.p.m. .......... 150 100 200 100 200 100 Rendement : (1) - (2) 0,70 0,90 0,87 0,93 0,92 0,96 (1) C eau à la sortie .......... 32 30 38 32 30 31 pH eau à la sortie .......... 4,5 4,5 4,0 4,0 - 3,8 Débit eau des jets concourants 1/1.. 108 168 144 204 180 192 On constate que le rendement du traitement augmente progressivement avec le débit d'eau des jets pour atteindre 96 % c'est-à-dire l'épuration pratiquement totale du gaz. Comme on le comprend, si le gaz ou la vapeur dans les exemples précédents contiennent des poussières, la séparation de celles-ci peut être effectuée en même temps que le captage du gaz ou de la vapeur. Les avantages du procédé suivant l'invention sont nombreux. La mise en oeuvre en est extrêmement simple. son rendement peut être varié à volonté et le volume des apporeils utilisés est très réduit. Il n'est pas nécessaire de filtrer au préalable le liquide @'épuration et/ou de traitement, car or @out donner une forte section de passage aux @@@ecte@@@ qui présentent peu de risque ainsi de se boucher. R E 7 E N D i C A T i O N S 1) - Procédé de captage de constituants d'un gaz ou d'une vapeur caractérisé en ce que l'on produit un brouillard obtenu par la rencontre d'au moins deux jets d'au moins un liquide dont la nature permet de capter au moins un desdits constituants et l'on met en contact le gaz avec le brouillard. 2) - Procédé de captage suivant la revendication 1 ca ractérisé en ce que lton oriente les jets à peu près parallèlement au sens de déplacement du gaz. 3) - Procédé de captage suivant la revendication 1 ca ractérisé en ce que l'on oriente les jets afin outils soient opposés en formant entre eux un angle de 1800. 4) - Procédé de captage suivant l'urequelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le captage est un captage physico-chimique effectué par dissolution d'au moins un des constituants dans la phase liquide du brouillard. 5) - Procédé de captage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le captage est un captage chimique effectué par combinaison d'au moins un des constituants avec la phase liquide du brouillard0 6) - Procédé de captage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'on utilise comme liquide de Liteau ou tout autre liquide approprié auquel on ajoute, en tant que de besoin, des solvants ou des suspensions, pour donner naissance à des phénomènes d'absorption etfou d'adsorption, ou les optimiser, combinés ou non à des réactions chimiques destinées à faire passer dans la phase liquide tout ou partie des constituants absorbés ou adsorbés sous forme d'autre compositions chimiques. 7) - Procédé de captage suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le dépoussièrage des gaz est effectué simultanément au captage. 8) - Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que deux injecteurs de liquide sont disposés en opposition dans le prolongement l'un de l'autre dans une enceinte ou une conduite parcourue par le gaz à traiter et à peu près parallèlement au sens de déplacement du gaz. 9) - Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que au moins l'un des jets concourants est composé de deux jets concentriques produits par un injecteur double.