Brevet FR2382923A1 — publié le 19781006

L'invention concerne les épurateurs de gaz d'échappement, notamment ceux des moteurs Diesel de camions, de chantiers, de groupes électroènes, de motrices, etc. Sn l'état actuel de la technique, différents types d'épura teura sont connus, qui mettent en oeuvre la combinaison de systèmes dlépuration par voie sèche et par vote humide Pour faciliter son utilisation, il est avantageux que le système à voie humide puIsse fonctionner en circuit fermé afin d'pli miner tant la nécessite d'une alimentation permanente en eau quf une consommation abusive de celle-ci. Ce mode opératoire implique l'utilisation d'une eau propre, c' est-à-dire, exempte de particules en suspension et neutre0 Le premier résultat est obtenu., en l'état actuel de la technique, par décantation. Il n'existe pas, toutefois, d'ensemble qui réalisele cycle complet du traitement des gaz et de son eau, ou autre liquide d'épuration. Dans le but de réaliser un circuit d'épuration formant une unité autonome, d'exploitation aisée, la. présente invention a pour objet un circuit d'épuration essentiellement constité par l'ssso- ciation de moyens d'épuration par voie sèche et par voie humide, de moyens de stockage et de décantation du liquide utilisé et, en- fin, de moyens de traitement de ce liquide, Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les moyens d'épuration sont avantageusement, mais non nécessairement constitués par l'épurateur pour traitement physico-chimique des gaz de combustion et autres gaz contenant des constituants pol luants ow nocifs, qui fait du Brevet français N 73.04376 du 7 Février 1973, qui concerne une chambre de lavage et de centrifugeage du type cyclone, dans Laquelle un liquide laveur spécifique de la réaction chimique désirée sur le gaz, est pulvérisé dans l'atmos- phère gazeuse, ladite chambre est associée à des moyens qui augmen tent le trajet du mélange gaz-gouttelettes de liquide et qui favorisent la réaction chimique du liquide sur le gaz, sans augmenter les pertes de charge.Cet ensemble d1épuration est associé au système de stockage, de décantation et de traitement du liquide laveu qui complète le circuit objet de la présente invention, Selon celle-ci, les organes d'épuration précités sont solidaires d'un réservoir d'eau, ou autre liquide laveur, organisé pour permettre la décantation des impuretés qu'il/elle contient s leré@ servir est, en outre, solidaire d'une chambre de traitement du liquide laveur, avec laquelle il est en communication ; cette dite chambre continent un produit neutralisant , ou oxydant, ou solvant, ou désodorisant, ou tout autre réactif, sous la forme liquide ou solide. Lorsque le pH du liquide laveur atteint une valeur préréglée, un pH-mètre à contmet émet un erdre par lequel une quantité prédé terminée de produit réactif est envoyée ou drainée dans le réservoir de liquide laveur, dont le contenu retrouve ainsi ses caractéristiques initiales Afin de bien faire comprendre comment l1invention peut être réalisée, un mode de réalisation du circuit, donmé à titre d'eremple non-limitatif, est décrit en regard du dessin annexé, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte, feisemt, bien entendu, partie de celle-ci. IL Fig. 1, est un schéma du circuit, La Fig. 2, est une vue en ceupe lomgitudinale d'un eireuit conforme à l'invention, La Fig. 3, est une vue en coupe transversale suivent AA du circuit représenté par la Fig. 2, La Fig. 4, est une vue de dessps, en coupe suivant BB, du circuit représenté par lm Fig. 2, Les Fig. 5 et 6, illustrent des varientes. Le circuit ohjet de l'invention, représenté par les Fig. 1 à 4, est essentiellement composé d'un épurateur 1, qui est un la veur oprLt par centrifugeage, associé à un réservoir 2, qui 1' alimente par une pompe 3. Une partie du débit de cette pompe3, est dirigée sur la chambre de traitement 4, du liquide de lavage, asseciée, elle aussi, au réservoir a, lorsqu'une électrovanne 5, @@- servie à un pH-mètre à contact 6, est ouverte. Selon un node de réalisation particulièrement avantageur, nais teutefois facultatif, de la présente invention, l'épurateur 1, qui fait l'objet du Brevet français H 73.04376 du 7 Février 1973, est constitué par un cerps 7, ferné par une virole cylindrique, dans lequel les gaz d'échappement sont admis tangentiellement par un venturi d'entrée 8, et suivent dans ledit corps 7, un parcoura hélicoïdal descendant, grace à l'effet de centrifugation résultant du changement de direction de sa trajectoire par se rencontre avec la face interne du corps ?, et traversent une couronne de pales hélicoidales 9. Sn la partie inférieure du corps7, une chambre secondaire est formée par deux troncs de canes 10, placés dans le sens convergent-divergent et réalisés en matériau nid-d'abeilles. La partie inférieure 11, du corps 7, est cynique, pénètre à I' intérieur du réservoir 2, et est terminée par un tube 12. En la partie superieure du corps T, est organisé le tube d'6va cuation des gaz épurés 13, coaxial au corps 7 et débouchant en la face supérieure dudit corps 7, formée par un fond bombé 14, à laquelle il est fixé et s'étend sensiblement sur toute la hauteur cylindrique du corps 7. Ce tube 15, est terminé en sa partie inférieure par une turbine statique 15, à aubes séparatrices 16, qui sépare les gaz des gouttelettes et est génératrice d'un effet vortex. Eu la partie supérieure 14 du corps 7, une tubulure 17, en for Ne de couronne, est disposée extérieureinent ; elle distribue l'eau et porte une pIurt4 de piquages verticaux qui pénètrent à l'intrieur du corps 7, et forment un faisceau de tubes 18, qui s'éten dent du haut vers le bas, à l'intSrieur dudit corps7, selon les génératrices à'un cylindre idéal. Chacun de ces tubes 18,porte une ou des buse/s de pulvéris*- tion 19, dont le/s jet/s estlsont orienté/s dans le sns de circu lotion des gaz et accentue/nt leur mouvement de centrifugeage. La couronne tubulaire 17, porte un piquage 20, muni d'une vanne 21, et destiné à alimenter une ou des buse/s de pulvérisation 22, placée/s dans le venturi d'entrée 8. La couronne 17 précitée est alimentée en liquide par la pompe 3, solidaire du réservoir 2, ainsi que l'ensemble épurateur 1. Le réservoir 2, s'étend. horizontalement en la partie inférieure du circuit dont il forme la base. Il est organisé pour exercer deux fonctions simultanées bien distinctes d'une part, la décantation du liquide laveur qui retombe, par gravité, de l'épurateur, après avoir effectué son lavage, d'autre part, le stockage du liquide de lavage propre et chimiquement traité pour conserver ses caractéristiques initiales, malgré le retour du liquide de lavage usé, Pour assumer les fonctions précitées, le réservoir 2, est équi pé d'un complexe de cloisons destiné à allonger le circuit de recyclage de l'eau ou du liquide laveur, tout en ralentissant sa vitesse dTécoulement afin de favoriser s décantation.Ce complexe se compose d'une cloison longitudinale 23, dans laquelle est pra- tiquée, en sa partie supérieure et à l'extrémité opposée à celle occupée par l'épurateur 1, une ouverture 24, formant déverseir de communication entre les deux zones longitudinales définies par cet tedite cloison 23, Des brise-lames 25, 25, 27, 28, 29, sont disposés de part et d'autre de la cloison 23, sur laquelle les brise- lames 25, 27, et 29, sont fixés, tandis que les brise-lames 26, et 28, sont fixés sur les parois WLtérieures du réservoir 2.Ces brise-lames 25, à 29, sont orientés selon un angle prédéterminé, tel que, le liquide rencontre toujours une face convergente par rap- port au sena de son déplacement. La base 30, du réservoir 2, présente un dièdre concave &alpha;, prévu pour localiser la sédimentation en deux gouttières 31, et 32, formées par les angles inférieurs longitudinaux de la base 30. La partie inférieure des brise-lames 25 à 29, ne descend pas au-dessous de l'arête centrale 33, afin de ne pas obstruer les gouttières 31, et 32, munies en leurs extrémi- tés, d'ajutages de vidange 34, et 35, quipus de vannes 36.Le bord inférieur de IL cloison 23, est fixé, d'une façon étanche à l'arète 33, par soudure, par exemple0 Les boues contenues dans les gouttières 31 et 32, peuvent entre pompées par des tubes d'aspira- tion 37, munis de raccords pompiers pour faciliter leur utilisation. Le réservoir P, est encore muni d'un tube de trop plein 38, d'un tube d'emplissage 39, du pH-Estre 6, du tube d'aspiration 407 de la pompe 3, de détecteurs de niveau haut 41, et de niveau bas 42, enfin, la zone opposée à celle qui contiens l'épurateur 1, est associée à la chambre de traitement 4, du liquide de lavage. Cette chambre 4, se compose d'une virole 43, fermée en sa partie supérieure par un fond bombé 44. Une porte de chargement 45, munie d'un regard 46, est montée sur des charnières verticales fi xées sur la virole 43. Des étagères 47, perforées ou grillagées, sont disposées à I intérieur de ladite chambre 4. Elles supportent le produit de tral tement qui peut être, par exemple9 des pains de bicarbonate de sou de + eau 48, dans le cas d'une simple neutralisation, ou bicarbo- nate de soude + eau de Javel, ou tout autre produit, oxydant, solvant et, d'une façon générale, apte à pourvoir le liquide traite des qualités requises par sa destination. Le mode opératoire du système qui viens d'strie décrit est le suivant : les gaz à épurer pénètrent sous une certaine pression dans le venturi 8 puis dans le corps 7, de l'épurateur 1, oh ils acquièrent un mouvement hélicoïdal descendant, qui est encore accentué par leur traversée de la couronne-de pales hélicoïdales 9.Dans leur trajet, ils sont forces' de traverser également les parois en matiriau nid-d'abeilles ou similaire, qui forment des troncs de cônes convergenta-divergents, situés en la. partie busse du corps 7, après avoir été préalablement lavés par les multiples. pulvérisateurs 192 pendant leur centrifugeageO Grâce à leur constitution, les parois troncaniques 10, précitées, retiennent une certaine quantité de liquide par capillarité et présentent une surface de contact, mouillée, multipliée par la géométrie dudit matériau et sur laquelle l'effet de lavage des gaz est bien complété. La seconde paroi troncônique joue le rôle de séparateur de gouttelettes. Les gaz traversent encore cette paroi et pénètrent dans la tubulure centrale d'évacuation 13., par la turbine statique 15 dont les aubes 16, terminent leur essorage. Les gaz sortent épurés, par la tubulure centrale 13. Le liquide de traitement des gaz, pulvérise par les buses 19 produit la réaction chimique recherchée et se charge des impuretés contenues dans les gaz ; il tombe par gravité dans le corps T, et atteint la partie inférieure 11, puis le tube 12, par lequel il regagne le réservoir 2. Là, il est entrainé par le mouvement. cré dans le réservoir 2, par l'aspiration de la pompe 3, mais il se trouve ralenti en contournant les brise-lames 25, à 29, qui déter- minent des sections de passage appropriées pour ralentir la wites- se du fluide et favoriser ainsi, Sa décantation. La plus grande partie de eelle-ci est faite dans la première partie du réservoir 2, c'est-i-dire, la zone longitudinale dans laquelle se trouve 1' épurateur l, le reste s'effectue dans l'autre partie ou' le liquide recycle n'atteint le tube d'aspiration 402 de la pompe 52 qut en fin de parcours, de sorte que la pompe n'aspire que du liquide propre a Les caractéristiques chimiques du liquide laveur sont maintenues à leurs valeurs initiales d'épuration optimale par le processus suivant t un pH-mètre à contact contrôle en permanence le pH du liquide lorsque celui-ci atteint la valeur de réglage du pH-mètre, ce dernier établit un contact électrique qui ouvre l'électrovanne 5, montée sur une dérivation piquée sur la tubulure de refoulement de la pompe 3, et qui aboutit dans la chambre 4, de traitement du liquide de lavage, dans laquelle son débit est réparti par une ou plusieurs buse/s de pulvérisation. L. liquide ainsi distribué coule sur les pains de bicarbonate de soude - ou autre composé solu- ble - dont il se charge et regagne ensuite, par gravité, le réservoir 2, dont il rééquilibre ainsi le pH.Lorsque celui-ci a retrouvé sa valeur initiale, le pH-mètre 6, coupe contact élec trique et terme l'électrovanne qui autorisait l'accès de la déri- vation reliée à la chambre 4 ; le liquide est alors de nouvean, dirigé seulement vers l'épurateur le Selon la variante représentée par la Pîg. 5, la chambre 4, est remplacée loi par un réservoir de stockage 49, de liquide de traitement, tel que, par exemple, une lessive de soude. I)a-'s ce cas, le pH-mètre 6, met sous tension une pompe de dosa ge 50, lorsque sa valeur de réglage est atteinte et arrète cette dite pompe 50, lorsque le pH du réservoir 2, a recouvré sa valeur primitive Le liquide de traitement peut encore être admis d'une façon continue illustrée par la Fig. 6, pendant la marche du système, par un ajutage muni d'une vis pointeau de préréglage 51, et d'une électrovanne 52, qui s'ouvre lors de la mise sous tension du eir- cuit épurateur. Le niveau du liquide de trsitement est contrêlé par un indicateur 53. Le réservoir 49, est encore équipé d'une porte de visite, d'un orifice d'omplissage, d'un piquege d'alimentation de la pompe duseuse 50, d'un piquage 54 qui sert à la fois d'évent et de trepplein pour la chawbre 49, avec possibilité de retour de ce dernier dans le réservoir 2. Selon la nature de l'effluent traité, le liquide laveur conte- nu dans le réservoir 2, pourra être de toute composition apte à produire la réaction chimique recherchée, de même, la chambre de traitement de ce liquide 49, pourra contenir tout liquide apte à rendre au liquide laveur contenu dans le réservoir 2, ses caracté- ristiques premières. Le complexe de cloisons du réservoir 2, peut entre totalement ou partiellement constitué par des panneaux imperméables ou par dea panneaux filtrant s. Sans pour cela sortir du cadre de l'invention, il est possible de pourvoir le réservoir 2, de plusieurs chambres de trsitement 4 etlou 49, contenant chacune un produit spécifique d'une réaction déterminée. De même, selon la nature des réactifs utilisés ou selon les teneurs des effluents traités, des moyens de nettoyage pourront avantageusement être prévus, tels que, par exemple, des moyens de nettoyage par vibration. Le circuit objet de la présente invention est utilisable pour l'épuration d'effluents gazeux de toutes natures et, particulié- rement, pour l'épuration de gaz d'échappement de moteurs Diesel. REVENDICATIONS 1) Circuit d'épuration des gaz, essentiellement composé de un épurateur laveur, mettant en oeuvre- les effets de centrifugeage et des contacts forcés entre gaz et gouttelettes de liqui- de réactif, caractérisé en ce que cet épurateur peut avantageuse- ment, mais non nécessairement, entre l'épurateur objet du brevet français N0 73 04376 du 7 Février 1973, en ce que celui-ci est monté ou associé surpà un réservoir d'eau ou autre liquide, apte à produire avec 1' effluent gazeux traité, la réaction chimique -désirée, en ce que au moins une chambre de traitement dudit liquide laveur est prévue, également solidaire ou associée du'en réservoir, en ce que sa mise en service est effectuée eutonatiquement par l'évolution des caractéristiques chimiques du liquide laveurs en ce que l'en- semble forme une unité autonome fonctionnant en circuit fermé en ce que le réservoir de liquide laveur est organisé pour favoriser la décantation de ce liquide et est muni d'une pompe qui alimente des buses de pulvérisation du Liquide laveur et réactif dans 1' épurateur. 2) Cireuit d'épuration des gaz suivant revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de traitement du liquide réactif est orgynisee pour recevoir des composés solubles à l'état solide, tels que, par exemple, des pains de bicarbonate de soude ou de tout autre compose, en ce que, pour cela, elle est éqiipée d'une étagère à plateaux perforés ou grillagés, ou perméables, en ce quelle comporte une perte de chargement munie d'une fenètre trans parente permettant le contr8le visuel permanent de la - consommation de produit réactif et de l'opportunité d'en compléter le obarge- ment, en ce quéelle est munie en sa partie supérieure, d'une ou plusieurs buse/s de pulvérisation qui distribue/nt le liquide la veur à traiter, sur le produit de traitement dont il se charge au passage, avant de regagner le réservoir de liquide laveur0 7) Circuit d'épuration des gaz suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la/les chambre/s de traitement du liquide la veur est/sont remplacée/s totalement ou partiellement par au moins un réservoir prévu pour recevoir des produits à l'état liquide, tels que, par exemple, de la lessive de soude, en ce qu'il compor- te des moyens d'emplissage et de distribution du liquide de traite nent, en ce qu'il est muni d'un évent qui peut être relié, par un tube de trop-plein, au réservoir de liquide laveur. 4) Circuit d'épuration des gaz suivant revendication 2, caractérisé en ce que la mise en oeuvre du traitement du liquide réactif et de lavage, est réalisée à partir de la variationde la valeur du pH de ce liquide qui.est contrôlée en permanence par un pH-mètre à contact, lequel, lorsque sa valeur de réglage est atteinte, ouvre une électrovanne montée sur un piquage qui relie la tubulure de refoulement de la pompe à la/aux buse/s de pulvé ris a- tion et de distribution organisée/s en la partie supérieure de la dite chambre de traitement, qui se trouve ainsi alimentée en liquide à traiter. 5) Circuit d'épuration des gaz suivant revendication 3, carac térisé en ce que la mise en oeuvre du traitement du liquide laveur et réactif est obtenue par la variation du pH de ce liquide qui est contrôle en permanence par un pH-mètre à contact, lequel, lorsque sa valeur de réglage est atteinte, met en marche une pompe doseuse qui aspire le liquide contenu dans le réservoir de traitement pour le refouler vers le réservoir du liquide de lava- ge, jusqu'à le pH de celui-ci retrouve sa valeur initiale pour la quelle le pH-mètre à contact stoppera la pompe doseuse. 6) Circuit d'épuration des gaz suivant revendication 3, carac térisé en ce que la distribution du liquide de traitement dans le réservoir du liquide laveur et réactif, est faite par une tubulure de liaison portant une vanne à vis pointeau de réglage de débit ainsi qutune électrovanne qui peutt soit strie ouverte lors de la mise sous tension de l'épurateur et débiter en permanence, pendant la marche du système, selon une valeur préréglée, soit titre ouverte et fermée suivant les ordres du pH-mètre.Suivant le même mode opératoire, on peut , au moyen de vannes ré8ableg et d'elec- trovannes asservies zu pH etlou à la mise sous tension, alimenter le réservoir de liquide laveur et réactif, par des by-pass préré- glés selon différents débits 7) Circuit d'épuration des gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir de liquide laveur et réactif est organisé pour favoriser sa décanta- tion et que, pour cela, il est muni d'un complexe de cloisons dont une, longitudinale, partage ledit réservoir en deux zones qui ne communiquent que par un déversoir ménagé en la parte supérieure de cette cloison et à l'extrémité la plus éloignée de l'épura teur ; les autres cloisons, fixées, les unes sur la cloison longi tudinale précitée, les autres sur les parois extérieures du léser voir, jouent le ralle de brise-lames et sont disposées selon des orientations telles que le liquide en mouvement rencontre tou- jours une surface convergente et sont organisées pour ménager des sections évolutives telles, qu'elles forment un chicanage apte à ralentir la vitesse du liquide tout en allongeant son trajet dans le $réservoir, en ce que le fond du réservoir forme un dièdre concave dont les. faces déterminent avec les faces. latérales adjacentes, des gouttières qui recueillent et favorisent la sédimentation et sont munies de vannes de purge et/ou de tubes d'aspiration des boues munis de raccords pompiers ou autre système rapide, en ce que le tube d'aspiration de la pompe est situé à la fin du parcours du liquide afin de n'aspirer que du liquide propre, en ce que le pH-mètre est situé en la région de retour du- liquide laveur et réactif, en ce que les cloischs brise-lames ne descendent pas au-dase sous de l'arète du dièdre afin de ne pas obstruer les gouttières latérales de sédimentation. 8) Circuit d'épuration des gaz suivant revendication 7, carac térisé en ce que le complexe de cloisons est totalement ou par tiellement réalisénsoit avec des panneaux en matériau imperméa- ble, soit avec des panneaux en matériau hémiperméable, soit avec des panneaux en matériau filtrant ou constitués par des filtres0 9) Circuit d'épuration des gaz suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, selon la nature des produits réactifs et/ou les teneurs des effluents à traiter des moyens de nettoyage sont prévus, tels que par, exemple, des moyens de nettoyage par vibration 10) Circuit d'épuration des gaz selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir du liquide laveur et re-actif peut être pourvu de plusieurs chambres et/ou réservoirs de produits de traitement, contenant @chucun/eun produit sp4cifique d'une réaction déterminée