Brevet FR2321334A1 — publié le 19770318

La présente invention concerne un dispositif d'elimination des impuretés solides et/ou gazeuses qui sont contenues dans un courant de gaz. Ce dispositif comprend un séparateur à cyclone qui sépare du courant de fluide les impuretés solides les plus grossières, tandis que les impuretés solides les plus fines et/ou les impuretés gazeuses présentes dans le courant de fluide sont séparées par épuration humide. Les courants de gaz contiennent souvent de grandes quantités de particules solides, ainsi que d'impuretés gazeuses, comme le SOS ou d'autres gaz, qui ont une action nuisible sur l'environnement, ou que l'on désire séparer du courant de fluide pour d'autres raisons. Les particules solides les plus grossières peuvent facilement etre séparées, par exemple en utilisant des séparateurs à cyclone, dont il existe de nombreux types dans l'art antérieur. Certains séparateurs à cyclone permettent d'obtenir un très bon rendement de séparation, mais ne permettent pas de séparer les impuretés gazeuses. De ce fait, l'épuration humide est très souvent le seul procédé qu'il soit possible d'employer pour séparer les impuretés gazeuses contenues dans le courant de fluide. Cependant, les épurateurs humides ne tolèrent souvent pas une teneur importante en matières solides, et ces matières solides peuvent de plus avoir une certaine valeur, en particulier à l'état sec, ce qui fait que l'épuration humide seule n'est pas toujours le meilleur moyen pour purifier un courant de gaz, Ainsi, dans le domaine de la séparation de certains éléments contenus dans un courant de fluide, on rencontre souvent l'utilisation combinée d'un séparateur à cyclone puis d'un épurateur humide, les deux opérations de séparation étant accomplies dans des appareils distincts. Un dispositif conçu selon ce principe est donc volumineux et consomme une quantité d'énergie considérable, du fait que les deux phases de séparation ont leurs pertes de charge propres.Les appareils de l'art antérieur comportent également d'autres inconvénients, parmi lesquels on peut citer : les fuites du courant de gaz, l'usure et la détérioration du dispositif, et les difficultés relatives à la température du courant de gaz. On a essayé de remédier aux inconvénients qui résultent de l'utilisation combinée d'un séparateur à cyclone et d'un épurateur humide distincts, et on utilise couramment à l'heure actuelle des filtres secs pour séparer les impuretés solides. Les filtres secs peuvent comporter une structure appropriée pour amener dans un séparateur les impuretés solides grossières comme les impuretés solides fines. Les filtres secs ne peuvent cependant pas séparer les impuretés gazeuses contenues dans le courant de fluide. L'élimination de ces impuretés nécessite donc une épuration humide distincte en plus de ltemploi des filtres secs. L'invention a pour but de réaliser un dispositif permettant de séparer simultanément les impuretés solides et les impuretés gazeuses contenues dans un courant de fluide gazeux, et ceci d'une manière plus efficace que dans l'art antérieur. L'invention a également pour but de réaliser un dispositif de faibles dimensions et ne consommant que peu d'énergie. L'invention a également pour but de réaliser un dispositif permettant une diminution notable des difficultés liées à la corrosion, par rapport ausdispositifs de l'art antérieur. Pour atteindre ces buts, le dispositif de l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'un épurateur humide est placé à l'intérieur du tube central d'un séparateur à cyclone, et en ce qu'un entonnoir de recueil est placé sous ce tube central et reçoit la boue qui est constituée par les impuretés solides les plus fines et/ou les impuretés gazeuses séparées par épuration humide dans le tube central. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d exem- ples de réalisation, et en se référant au dessin annexé qui est une coupe schématique du dispositif de l'invention. Le dispositif de l'invention comprend un séparateur à cyclone 10, d'un type connu en lui-même, qui comporte une ouverture d'entrée 12 pour le courant de fluide gazeux entrant 11, un tube central 16, et une ouverture de sortie 14 pour le courant de fluide purifié 15. Le séparateur à cyclone 10 comprend une partie inférieure conique 15. Le séparateur à cyclone 10 peut naturellement avoir toute autre structure connue. Le courant de fluide entrant 11 prend un mouvement rotatif qui le fait tourner autour du tube central 16 en se diri geant vers le bas, grâce à quoi les impuretés solides les plus grossières sont amenées vers la circonférence extérieure -du courant de fluide en rotation, et viennent en contact avec la paroi extérieure du séparateur à cyclone 10, puis descendent dans la partie conique inférieure 15 au fond de laquelle elles s'accumulent.Le fond du carne inférieur 15 du séparateur à cyclone 10 peut comporter un dispositif de vidange approprié 22, permettant la récupération des matières solides sèches séparées 23. Cependant, les particules solides les plus fines présentes dans le courant de fluide 11 et les impuretés gazeuses se trouvent à la circonférence intérieure du courant de fluide en rotation et pénètrent dans le tube central 16 du cyclone 10 dont l'extrémité inférieure est ouverte. Le fluide d'épuration (non représenté) circule dans le tube central 16, de façon à créer de préférence dans ce tube une puissante pulvérisation de liquide d'épuration dans des directions horizontales. De ce fait, le courant de fluide qui pénètre dans le tube central 16 est soumis à un lavage puissant par un liquide, et les particules solides fines et les impuretés gazeuses sont ainsi mouillées et descendent le long des parois du tube central 16, sous forme de boue.L'épurateur humide qui est placé dans le tube central 16 du séparateur à cyclone 10 peut avoir la structure décrite dans la demande de brevet française NQ 76 25072 déposée le 18.08.76 par le même demandeur . Cet épurateur est constitué par un seul ensemble tournant sur un arbre et correspondant à la comhinai- son d'un groupe d'ailettes de distributeur , d'un séparateur de gouttes à ventilateur, d'un tube de raccordement et d'un ventilateur de sortie. Cet ensemble est représenté schématiquement par le bloc 17 sur le dessin . Une telle structure permet une séparation très efficace des gouttelettes, ce qui élimine à la fois les impuretés solides les plus fines et les impuretés gazeuses du courant de sortie 15. De plus~ le courant de gaz sortant est également she et ne comporte pas de liquide d'épuration. Pour empêcher que la boue qui s 'écoule vers le bas à partir du tube central 16 ne pénètre dans la partie inférieure conique 15 du séparateur à cyclone 10, au niveau de laquelle elle rejoindrait les matières solides sèches qui sont accumulées dans cette partie, un entonnoir de recueil 18 est placé sous le tube central 16) en position coaxiale, et la boue en question tombe dans cet entonnoir. L'entonnoir de recueil 18 a une partie conique 19 et une partie tubulaire 20 qui sort du séparateur à cyclone 10. La boue qui est sépia rée par l'épuration humide peut ainsi être récupérée sous forme d'un courant de sortie distinct 21. L'entonnoir de recueil 18 est avantageusement réalisé de façon à permettre le réglage de la distance h entre son sommet et le tube central 16.Le diamètre de 11 entonnoir de recueil 18 est avantageusement un peu supérieur à celui du tube central 16, mais l'entonnoir peut également avoir un diamètre égal ou inférieur à celui du tube central 16, du fait que dans ltes- pace libre qui sépare le tube central 16 de l'entonnoir de recueil 18, la boue est guidée vers la partie centrale de 11 entonnoir 18 par la force qui est exercée par le courant de fluide qui pénètre dans le tube central 16.Dans ces conditions, le courant de boue tend à se resserrer, au lieu de slétaler sur les#parois périphériques du séparateur à cyclone 10. Llentonnoir de recueil 18 est de préférence supporté par des entretoises 24, montées sur la partie conique inférieure 15 du séparateur à cyclone 10. L'entonnoir peut naturellement Qtre supporté dans le séparateur à cyclone 10 par d'autres moyens appropriés. Le dispositif de l'invention permet de séparer dans le séparateur à cyclone 10 la matière solide sèche et la boue qui résulte de l'épuration humide, pour donner respectivement deux courants de sortie distincts 23 et 21, sans avoir à utiliser un dispositif pour la séparation sèche et un autre dispositif pour la séparation humide. Simultanément, le dispositif de l'invention élimine les pertes de charge importantes qui apparaissent normalement lorsqu'on emploie une séparation sèche et une séparation humide distinctes. le dispositif de l'invention peut de plus résoudre simplement les problèmes de corrosion lorsque les impuretés qui sont séparées par l'épuration humide produisent une corrosion dans l'installation de séparation. Dans le dispositif de l'invention, les parties qui doivent résister à la corrosion se limitent au tube central 16 et à l1entonnoir de recueil 18, du fait que la boue corrosive ne peut pas pénétrer dans d'autres parties de l'appareil. On notera que la description précédente ne correspond qu'à une solution de principe, et que de nombreuses modifications peuvent lui etre apportées sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le mouillage du courant de fluide dans le tube central peut etre effectué de plusieurs manières différentes, et la distance entre le tube central et llenton- noir de recueil, comme le rapport entre les diamètres de ces éléments dépendent de l'application particulière considérée. On peut également modifier la position du tube central et celle de l'entonnoir de recueil à l'intérieur du cyclone, et on peut modifier la position relative de ces deux éléments. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'élimination des impuretés solides et/ou gazeuses présentes dans un courant de fluide gazeux, comprenant un séparateur à cyclone destiné à éliminer du courant de fluide les impuretés solides les plus grossières, ce dispositif effectuant une séparation par épuration humide des impuretés solides les plus fines et/ou des impuretés gazeuses présentes dans le courant de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un épurateur humide placé à l'intérieur du tube central du séparateur à cyclone, et un entonnoir de recueil placé sous ce tube central, cet entonnoir recueillant la boue qui est formée par les impuretés solides les plus fines et/ou les impuretés gazeuses qui sont séparées par épuration humide dans le tube central. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que la#distance entre le tube central et l'entonnoir de recueil est réglable. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un tube part de l'enton- noir de recueil et mène à l'extérieur du séparateur à cyclone. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'entonnoir de recueil est supporté par des entretoises dans la partie inférieure conique du séparateur à cyclone.