Brevet FR2382260A1 — publié le 19780929

La présente invention concerne une installation de lavage de gaz, du type comportant une enceinte dans laquelle le gaz s'écoule entre une entrée et une sortie, en traversant d'une part au moins une nappe de liquide de lavage pulvérisé et d'autre part un ensemble de passages ou zones de contact dans lesquels l'écoulement gazeux, entraînant des gouttelettes dudit liquide, est divisé localement en courants séparés ayant une plus grande vitesse, On comprend qu'il peut s'agir là d'une installation de dépoussiérage de gaz par voie humide, telle que celles oui sont couramment utilisées dans l'industrie pour traiter des gaz poussiéreux ou pollués avant leur évacuation à l'atmosphère.De même, il va de soi que laaite sortie de ltenceinte, par laquelle le gaz lavé en est évacué en mélange avec de fines gouttelettes de liquide, sera reliée en principe à un séparateur, par exemple à cyclone, pour élimination desdites gouttelettes avant évacuation du gaz propre à l'atmosphère. Quant aux passages ou zones de contact précités que comporte l'enceinte, et qui de façon connue peuvent être constItués de tuyères ou venturis propres à conférer une survitesse locale aux écoulements gazeux, on sait qu'ils ont pour rôle d'augmenter le rendement de la séparation entre le gaz et les particules qu'il contient en suspension, en améliorant les contacts entre ces particules et le liquide de lavage, lequel, lorsqu'vil les a captées, est recueilli en partie au fond de l'enceinte, d'a il peut être évacué.Il est donc important, pour maintenir les performances d'une telle installatIon, et en particulier celles des installations mettant en oeuvre de grandes vitesse d'coulemcnts, que la vitesse d'impact du gaz chargé de finesrarticules ou de poussières, sur les gouttes du liquide de lavage, soit maintenue dans certaines limites, quel que soit le débit du gaz à traiter. Ainsi, si par exemple ce débit diminue de façon importante, il convient d'éviter que la vitesse des écoulements gazeux dans les passages précités (venturis diminue trop, faute de #uoi on constaterait une chute très sensible du rendement de la séparation. Pour résoudre ce problème, on a envisagé de modifIer la géométrie desdlts passages ou zones de contact, par exemple à l'aide de noyaux mobiles propres a y maintenir la vitesse des écoulements, même en cas de diminution du débit de gaz à traiter, mais il s'agit là d'une disposition assez coûteuse et compliquée, surtout lorsqu'on la met en oeuvre dans de grandes installations, comportant un grand nombre de passages -tuyeres ou venturis disposés dans une enceinte commune On a aussi envisagé, notamment dans ce dernier cas, pour maintenir dans certaines limites les vitesses des écoulements dans les zones de survitesse, de fermer successivement les venturis ou zones de contact, au fur et à mesure de la diminution du débit du gaz à traiter.Ceci pourrait être réalisé par obturation mécanique sélective de chaque élément de contact par un clapet, mais il peut se faire que ces clapets soient assez rapidement détériorés ou bloqués, ce qui complique évidemment l'entretien et met et cause la sûreté de fonctionnement. Le but de la présente invention est de résoudre ce problème de façon plus sûre et plus économique, notamment 1 iminant tout dispositif d'obturation mécanique, et en rendant beaucoup plus simple la commande de l'obturation d'un nombre déterminé de zones de contact, suivant les besoins. Pour ce faire, une installation conforme à 17 invention, du genre spécifié au début, est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens aptes à baliser dans l'enceinte au moins un joint hydraulique propre à obturer au moins l'un desdits passages ou zones de contact, et à maintenir ainsi sensiblement constante, dans certaines limites, la vitesse desdits courants séparés dans les autres passages ou zones de contact, lorsque le débit du gaz à laver à entrée de l'enceinte diminue. Un tel joint hydraulique est d'autant plus fac le à mettre en oeuvre que la partie du liquide de lavage -en particulier de l'eau- utilisé pour créer la nappe de liquide pulvérisé, qui a été entrainea par le gaz dans lesdits passages, est recueillie au fond de l'enceinte et pourra ainsi alimenter le joint hydraulique Il va de soi que lton prévoit un joint hydraulique adapté a obturer un nombre de passages ou zones de contact d'autant plus grand que le débit du gaz à traiter est faible, par exemple aucun passage n1 étant obturé pour un débit aiai de ce gaz L'invention peut être mise an oeuvre d bien des façons, mais une elle installation peut encore se caractériser, en parti culier, en ce qu'elle comporte plusieurs passages essentiellement verticaux, non-alignés, dont les extrémités inférieures respec- tives sont situées à des niveaux différents par rapport au fond de l'enceinte, et an ce que lesdits moyens aptes à réaliser dans l'enceinte au moins un joint hydraulique comprennent une amenée de liquide dans la partie inférieure de l'enceinte, et des moyens de réglage du niveau de ce liquide dans 11 enceinte, l'entrée et la sortie du gaz étant prévues à la partie supérieure de cette dernière. Ladite amenée de liquide dans la partie inférieure de l'enceinte peut consister simplement en un apport supplémentaire à débit relativement iAbledestLnésudDutàcompenser les pertes du liquide entraîné par gaz épuré à la sertie de Penceinte, et à maintenir l'équilibre. Cette amenée 0e liquIde peut également consister en une prise supplémentaire de remplissage rapide de la partie inférieure/ de l'einte. Pour régler commodément le-niveau du joint hydraulique dans la partie inférieure de l'enceinte, on pourra prévoir avantageusement un système de trop-pleins étagés d'une façon qui correspond à l'étagement des passages ou zones de contact. Une installation conforme à l'invention pourra donc encore être caractérisée en ce que le liquide du joint hydraulique est amené en permanence dans la partie inférieure de l'enceinte, et en ce que lesdits moyens de réglage du niveau de ce liquide comprennent des trop-pleins à vanne associés chacun à au moins un passage déterminé, le branchement desdits trop-pleins sur l'enceinte étant réalisé à un niveau légèrement supérieur à celui de l'extrémité inférieure du ou des passages associés. Pour une installation importante et/ou à plusieurs compartiments successifs, on pourra prévoir en outre que ledit ensemble de passages ou zones de contact comprend des sous-ensembles de passages essentiellement verticaux, dont les extrémités inférieures respectives sont situées au même niveau. Il va de soi, dans ce cas, #que tous les passages ou zones de contact d'un même sous-ensemble (pouvant se limiter d'ailleurs à seulement deux passages) seront obturés en même temps par le joint hydraulique. En particulier, une installation faisant application de cette disposition pourrait encore se caractériser en ce que ladite enceinte est séparée en deux compartiments par une cloison essentiellement verticale éventuellement prolongée par une nappe de liquide de lavage pulvérisé, l'un des compartiments comportant à sa partie supérieure l'entrée de gaz et l'autre comportant à sa partie supérieure la sortie, ces compartiments comportant par ailleurs un nombre identique de passages ou zones de contact essentiellement verticaux et non-alignés, les extrémités inférieures des passages d'un même compartiment étant situées à des niveaux différents, et en ce que l'extrémité inférieure de chaque passage d'un compartiment est située au même niveau que llextré- mité inférieure d'un passage de l'autre compartiment. Cette disposition permet facilement de faire en sorte que les vitesses des écoulements dans les passages ou zones de contact des deux compartiments soient toujours égales, quel que soit le nombre de passages ou zones de contact en service,et puissent ainsi être ramenées de concert aux alentours de la valeur optimale, même si le débit du gaz à traiter varie de façon impor tante. La présente invention couvre en outre des modes de réalisation pouvant être notablement différents, et elle concerne encore, en particulier, une Installation du type qénéral défini au début mais comportant une enceinte à un ou plusieurs étages superposés se faisant suite, dans chacun desquels les extrémités inférieures desdits passages ou zones de contact peuvent être au mme niveau. Conformément à l'invention, une telle enceinte peut alors être caractérisée en ce que chaque étage comporte des moyens aptes a réaliser, par joint hydraulique individuel5 l'obturation d'au moins un passage ou zone de contact de l'étage considéré. Pratiquement, ceci peut être réalisé par exemple en ce que lesdits moyens aptes à réaliser, par joint hydraulique individuel, l'obturation d'un passage ou zone de contact, consistent essentiellement en une chambre dans laquelle débouche une des extrémités du passage considéré et pouvant être Isolée du reste de l'enceinte par un joint hydraulique. Deux modes d'exécution de l'invention sont décrits cidessous à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente scheatiquement en coupe axiale, un premier mode d ? exécution d'une installation conforme a l'inven- tion - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une autre installation conforme à l'invention ; et - la figure 3 est une vue en plan de l'installation de la figure 2. L'installation de la figure 1 comporte pour l'essentiel une enceinte 1 par exemple cylindrique, dans laquelle le gaz à épurer, notamment à dépoussiérer, est amené par une entrée 2 et en est évacué par une sortie 3, disposées à l'extrémité supé rieure de ltenceinte, par exemple radialement. La partie supérieure de l'enceinte est séparée en deux compartiment 4 et 5 par une cloison diamétrale verticale b s u p p o r t a n t u n ensemble de buses 7 propres à pulvériser un liquide de lavage, par exemple de l'eau, suivant une nappe horizontale 8. L'extrémité inférieure de la cloison séparatrice 6 peut supporter en outre une ou plusieurs buses pulvérisatrices 9 propres à créer une nappe d'eau pulvérisée diamétrale et verticale 10, prolongeant la cloison vers le bas. Dans le compartiment 4 sont disposés par exemple trois venturis 11, 12 et 13 de même longueur mais étagés, de sorte que leurs extrémités inférieures se situent à trois niveaux différents, c'est-à-dire qu'elles soient décalées verticalement l'une par rapport à l'autre, le venturi il étant celui dont l'extrémité inférieure est la plus proche du fond 14 de l'enceinte 1, et le venturi 13 celui dont l'extrémité inférieure en est la plus éloignée. Ces venturis sont fixés par un moyen quelconque, par exemple par soudage, dans des orifices d'une plaque-support horizontale 15, empêchant que le gaz à épurer ne passe de la partie supérieure à la partie inférieure du compartiment 4 autrement qu'en empruntant le passage des venturis 11 a' 13. Le compartiment 5 est équipé de la môme façon par des venturis 11', 12' et 13' fixés sur une plaque-support 15', mais le gaz à épurer traversant ce compartiment de bas en haut, il va de soi que ces venturis, par ailleurs de mêmes formes et dimensions, respectivement, que les venturis 11, 12 et 13, sont dirigés dans le sens inverse. On prévoit en outre que l'extrémité inférieure du venturi 11' se situe au même niveau que l'extrémité inférieure du venturi 11, et qu'il en est de même poir les venturis 12-12' d'une part, 13-13' d'autre part, ces couples 11-11', 12-12', 13-s3' constituant les sous-ensembles dont mention a été faite plus haut. Dans la partie inférieure de l'enceinte 1, on a prévu d'autre part une entrée d'eau franche 16 destinée notamment i compenser les pertes (liquide pulvérisé entraîné à l'extérieur de l'enceinte par le gaz épuré qui en est évacué par la sortie 3), une prise de remplissage rapide 17 avec vanne 18 et régu- lation, une prise de vidange rapide 19 avec régulation, affleurant le fond 14, et trois prIses de trop-plein 2t, 21 et 22 associées chacune à une vanne, respectivement 20', 21' et 22'. La prise 20 est située à un niveau notabler-#'ent inférieur à celui des extrémités inférieures des venturis 11 et 11', la prise 21 à un niveau légerement supérieur à ce dernier et la prise 22 à un niveau légèrement supérieur à celui des extrémités inférIeures des venturis 12 et 12'. Enfin, des déversoirs 23 et 23s reliés à la partie inférieure de l'enceinte 1 permettent que l'eau de la nappe 8 qui est tombée sur les plaques 15 et 15' soit évacuée et récupérée à la base de l'enceinte, et une sortie 19a relie le fond de l'enceinte à des pompes de recirculation (non représentées), pour l'alimentation des buses 7. Avec une telle installation, il est alors commode d'obturer en même temps les venturis 11 et 11' si le débit du gaz à traiter dans l'entrée 2 diminue en devenant inférieur à un seuil qui rendrait la vitesse des écoulements dans les venturis trop faible pour le maintien d'un bon rendement de séparation : il suffit alors de fermer la vanne 20' pour obturer le trop#plein 20 et d'ouvrir la vanne 21' pour mettre en service le trop-plein 21. Le niveau de l'eau, c'est-à-dire du joint hydraulique, montera alors dans la partie inférieure de l'enceinte, du fait de l'amenée permanente en eau fraîche en 16S et d'un apport momentané plus rapide par la prise 17, et se stabilisera au niveau référencé en 24 sur la figure. Il en résultera un accroissement relatif de la vitesse des écoulements dans les deux paires de venturis restant en service (12-12t et 13-13') > ce qui maintiendra les conditions optimales d'une séparation à haut rendement. Si le débit du gaz à traiter baissait encore, on fermerait la vanne 21' et on ouvrirait la vanne=22' ce qui provoquerait de la même manière par élévation du niveau du joint hydraulique, l'obturation simultanée des venturis 12 et 12~ et un accroissement relatif de la vitesse des écoulements dans les deux venturis 13 et 13' restant en service. Il va de soi que si le débit redevenait par la suIte maximale on remettrait en service les trois paires de venturis, en ouvrant la vanne 21', puis la vanne 20', pour revenir à l'état initial. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, on a montré une application de l'invention à une installation dont l'enceinte d'épuration ne comporte pas de compartiments juxtaposés mais des compartiments ou étages superposés, par exemple au nombre de deux Chaque étage comprend par exemple onze venturis dont sept, référencés en 25, sont disposés en croix, et dont quatre, référencés en 26, sont disposés entre les branches de la croix, à la prise phérie d'une enceinte à section circulaire 27.Les venturis 25 sont destinés à être en service en permanence, et les venturis 26 à ntêtre en service que pour un débit maximal du gaz à épurer, introduit à la base de l'enceinte et s'en échappant à sa partie supérieure, et dont un, deux, trois et les quatre de chaque étage peuvent être sélectivement obturés en cas de diminution de ce débit, ceci pour maintenir une vitesse d'écoulement favorable à une bonne séparation dans les venturis en service. Dans chaque étage, dont un seul a été représenté à la figure 2 dans un but de simplification, tous les venturis sont au même niveau, de sorte que l'invention, pour cette obturation sélective d'un ou de plusieurs des venturis 26, doit être mise en oeuvre d'une façon différente de celle relative à la figure 1. Pour ce faire, on prévoit que chaque venturi 26 débouche dans une chambre 28 pouvant communiquer avec le reste de l'enceinte 27 par une chicane 29-30, la partie 29 de la chicane, formant paroi de la chambre, se terminant à un niveau inférieur à celui de la partie 20, formant paroi pour un récipient 31 dont le fond est constitué par une tôle-support 32 du venturi 26 considéré. Ainsi, en marche normale, le gaz en traitement traverse les venturis 26, pénètre dans les chambres 28, et en sort, pour être mélangé aux écoulements issus des venturis 25, en empruntant les chicanes 29-30.Si le débit du gaz à épurer diminue à 11 entrée de l'enceinte, on peut réaliser l'obturation, dans chaque étage, d'un ou de plusieurs des venturis 26, en remplissant d'eau les récipients 31 correspondants, jusqu'à ce que le liquide atteigne le bord supérieur des parois 30 et forme dans les chicanes 29-30 un joint hydraulique isolant du reste de l'enceinte l'espace intérieur des chambres 28 correspondantes. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, il est à noter que la nappe de liquide de lavage pulvérisé, au lieu d'être formée en amont de l'entrée des passages ou zones de contact, pourrait être formée à l'intérieur de ces passages eux-mêmes et, en particulier lorsqu'il s'agit de venturis, au niveau de leur col. REVENDICATIONS 1. Installation de lavage de gaz, du type comportant une enceinte dans laquelle le gaz s'écoule entre une entrée et une sortie, en traversant d'une part au moins une nappe de liquide de lavage pulvérisé et d'autre part un ensemble de passages ou zones de contact dans lesquels l'écoulement gazeux, entraînant des gouttelettes dudit liquide, est divis localement en courants séparés ayant une plus grande vitesse, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens aptes à réaliser dans l'enceinte au moins un joint hydraulique propre à obturer au moins l'un desdits passages ou zones de contact, et à maintenir ainsi sensiblement constante, dans certaines limites, la vitesse desdits courants séparés dans les autres passages ou zones de contact, lorsque le débit du gaz à laver à l'entrée de l'enceinte diminue. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs passages essentiellement verticaux, non-alignés, dont les extrémités inférieures respectives sont situées à des niveaux différents par rapport au fond de l'enceinte, et en ce que lesdits moyens aptes à réaliser dans l'enceinte au moins un joint hydraulique comprennent une amenée de liquide dans la partie inférieure de l'enceinte, et des moyens de réglage du niveau de ce liquide dans l'enceinte, l'entrée et la sortie du gaz étant prévues à la partie supérieure de cette dernière. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le liquide du joint hydraulique est amené en permanence dans la partie inférieure de l'enceinte, et en ce que lesdits moyens de réglage du niveau de ce liquide comprennent des trop-pleins à vanne associés chacun à au moins un passage déterminé, le branchement desdits trop-pleins sur l'enceinte étant réalisé à un niveau légèrement supérieur à celui de l'extrémité inférieure du ou des passages associés. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit ensemble de passages ou zones de contact comprend des sous-ensembles de passages essentiellement verticaux, dont les extrémités inférieures respectives sont situées au même niveau. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite enceinte est séparée en deux compartiments par une cloison essentiellement verticale éventuellement prolongée par une nappe de liquide de lavage pulvérisé, l'un des compartiments comportant à sa partie supérieure l'entrée de gaz et l'autre comportant ì sa partie supérieure la sortie, ces compartiments comportant par ailleurs un nombre identique de passages ou zones de contact essentiellement verticaux et non-alignés, les extrémités inférieures des passages d'un même compartiment étant situées à des niveaux différents, et en ce que l'extramité inférieure de chaque passage d'un compartiment est située au même niveau que l'extrémité inférieure d'un passage de lauze compartiment. 6. Installation selon la revendication 1, du type- comportant une enceinte à un ou plusieurs étages superposés se faisant suite, dans chacun desquels les extrémités inférieures desdits passages ou zones de contact peuvent être au même niveau, caractérisée en ce que chaque étage comporte des moyens aptes à réaliser, par joint hydraulique individuel, l'obturation d'au moins un passage ou zone de contact de l'étage considéré. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens aptes à réaliser, par joint hydraulique individuel, l'obturation d'un passage ou zone de contact, consistent essentiellement en une chambre dans laquelle débouche une des extrémités du passage considéré et pouvant être isolée du reste de l'enceinte par un joint hydraulique. 8. Installation selon lwune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits passages sont constitués par des venturis. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite nappe de liquide de lavage pulvérisé est formée en amont de l'entrée desdits passages ou zones de contact ou, en particulier lorsque ces passages sont constitués par des venturis, au niveau des cols de ceux-ci.