Brevet FR2374960A1 — publié le 19780721

L'invention concerne un dispositif d'agitation hydraulique pour réaliser un brassage énergique au sein d'un volume de liquide disposé à la base d'un séparateur de poussières. On sait que les cheminées d'usines doivent obligatoirement être équipées de séparateurs de poussières comme des électrofiltres (séparateurs électrostatiques) pour capter les poussières, organiques ou minérales, qui risquent de polluer l'environnement. Il est connu de monter les plaques des séparateurs dans une enceinte dont le fond dit humide constitue un réceptacle pour une nappe du liquide. On secoue périodiquement les plaques, les poussières tombent à la surface du liquide et l'on s'efforce de les mélanger au liquide pour les absorber uniformément; l'introduction de liquide frais et l'évacuation de liquide chargé de poussières peuvent être effectuées de façon continue ou discontinue. Les poussières captées ont généralement une granulométrie très fine; en outre, elles sont souvent susceptibles dtptre réinjectées dans le circuit de production. Si les poussières sont solubles dans le liquide du fond humide l'absorption ne présente pas de problème technique particulier. Par contre, si le liquide à utiliser comme fond humide est un liquide visqueux chargé de substances aptes à cristalliser à température moyenne, il arrive fréquemment que les poussières répandues à la surface sont uniquement mouillables; pour obtenir un mélange homogène on devra donc éviter la formation de grumeaux et de dents qui risquent de bloquer les conduites du dispositif de récupération. Pour remédier à ces inconvénients on a déjà proposé d'injecter le liquide tangentiellement pour balayer les parois latérales, et d'effectuer alternativement un remplissage du réceptacle, puis une vidange, et ainsi de suite, en vue d'enlever les dépôts qui s'amassent au fond. On a aussi conçu de brasser -énergiquement le liquide au moyen d'un agitateur à pales entraîné en rotation par des moyens mécaniques montés en dessous du réceptacle; en effet, il ne serait pas pratique d'installer des moyens de mise en rotation de l'agitateur entre la base des plaques et la surface du liquide et ces moyens risqueraient d'être contaminés par la chute des poussières. Le montage utilisé implique un joint rotatif pour assurer l'étanchéité du fond, ce qui n'est pas toujours facile à rea liser en pratique comme c'est le cas quand le liquide est chaud par exemple. De plus, bien que les pales entrai#nent le liquide en rotation, il y a peu d'agitation et beaucoup de zones mortes d'où un risque sérieux de formation de dépôts. Les problèmes évoqués ci-dessus sont particulièrement critiques dans le cas de liquides visqueux, surtout s'ils contiennent des substances cristallisables à température moyenne, et un cas pertinent à cet égard concerne la récupération des poussières minérales des cheminées du procédé continu de fabrication de pâte à papier par digestion du bois au moyen de soude caustique et de sulfure de sodium. Suivant ce procédé dit à la soude, on sépare de la pâte à papier la liqueur dite noire contenant la lignine soluble, etc. et l'on calcine cette liqueur. Les poussières captées par les séparateurs électrostatiques, c'est-à-dire du sulfate et du carbonate de sodium, sont réinjectées dans le cycle de préparation des réactifs.Cette préparation s'effectue en deux temps : formation de la liqueur dite verte (carbonate et sulfure de sodium) et formation de la liqueur dite blanche (soude caustique et sulfure de sodium). Dans la récupération des poussières, c'est la liqueur noire elle-même qui sert de fond humide, or les poussières minérales à absorber y sont peu solubles mais elles sont mouillables dans la liqueur. Le dispositif suivant l'invention permet de résoudre tous les problèmes techniques dus à la nature du fond humide et des poussières qu'on peut rencontrer dans des cas analogues. L'invention concerne un dispositif hydraulique pour brasser, sans apport extérieur d'énergie, un volume d'un liquide chaud normalement visqueux à la température ambiante produit en faisant passer dans un réceptacle monté à la base d'un sé#arateur de poussières d#tnient secoué, un courant continu de débit avantageusement constant du dit liquide chaud prévu en vue de recueillir sans perte les poussières et sans former de dépôt au sein du liquide Le réceptacle comporte, d'une part, au fond, un conduit vertical fixe d'alimentation destiné à wetre parcouru de bas en haut par le courant du dit liquide et avantageusement fermé àson extrémité supérieure mais pourvu--d'orifices latéraux et, d'autre part, un tourniquet hydraulique soit droit soit ramifié, immergé en dessous de la surface du liquide, et monté à pivot sur le dit conduit vertical pour y titre alimenté au droit des dits ori fices vers ses extrémités, de-sôrte que la rotation résultante -en- gendre des tourbillons capables de mouiller toutes les poussières répandues à la surface du liquide et, partant, les mélanger uniformément au sein du liquide. Suivant l'invention, le liquide est avantageusement la liqueur dite noire issue du procédé dit à la soude de fabrication de pâte à papier par digestion du bois. lie dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention où la Fig. 1 est une vue d'ensemble d'un réceptacle pour liquide équipé d'un tourniquet hydraulique, et la Fig. 2 est une vue détaillée en coupe et en élévation de l'admission de liquide au tourniquet de la Fig. 1. Pour la simplicité on nta représenté-au dessin que deux des p-arois 1 d'une enceinte pour séparateur électrostatique et pour liquide de fond humide (Fig. 1) et l'on a omis les plaques du dit séparateur hormis leur niveau inférieur 2. Les quatre faces verticales 3, les quatre faces inclinées i et la face horizontale 5 avantageusement carrée de l'enceinte, -définissant une pyramide régulière tronquée de grande base 2, posée sur sa petite base 5, -constituent un réceptacle pour liquide. Le réceptacle est rempli de liquide jusqu'au niveau 6 inférieur à la base des plaques, c7est-à-dire que la pyramide de grande base 6 remplie de liquide constitue le volume du fond humide Une large ouverture 7 pratiquée dans la base 5 du réceptacle, communique par le bas avec un tuyau d'évacuation 8 de liquide, dont le bout supérieur 9 est scellé à la base, par exemple vissage ou soudage. Pour alimenter le réceptacle on prévoit un tuyau 10 d'amenée de liquide; ce tuyau comporte une partie verticale ou# conduit vertical Il qui est scellé intérieurement dans le bout large 9 de la conduite d'évacuation. On a représenté de façon sommaire un capuchon 12 garni de bras 13 se terminant par des ajutages 14 fins et recourbés, monté sur le conduit vertical 11, pour constituer un tourniquet classique qui tourne sous l'effet des jets liquides émis quand il est alimenté par le tuyau 10. Il va de soi qu'on ne pourrait en aucun cas utiliser le tuyau 10 d'amenée de liquide pour remplir le réceptacle vide, c'est-à-dire constituer le fond humide avant de commencer l'absorption des poussières. En effet, les jets liquides émis aux extrémi tés des bras du tourniquet hydraulique produiraient des projections liquides qui, en rejaillissant sur les plaques du séparateur, rendraient ce dernier inutilisable. On prévoit donc un remplissage préalable du réceptacle par un tuyau 15 monté dans une des faces inclinées 4, le tuyau 8 d'évacuation étant fermé à ce moment. Le tourniquet, qui peut comprendre ls 2 ou plusieurs bras, est immergé dans le liquide pour la même raison. Pour faire tourner le tourniquet, on interrompt l'alimentation par le tuyau 15, on amène le liquide par le tuyau 10 et l'on ouvre le tuyau d'évacuation 8 qui communique avec un réservoir extérieur dans lequel le niveau de liquide est maintenu constant. C'est donc ce réservoir qui impose le niveau du liquide à l'ensemble et qui maintient le ou les tourniquets immergés. Une forme d'exécution du tourniquet hydraulique suivant l'invention comportant un capuchon 12 monté sur le tronçon supérieur du conduit vertical 11 est détaillée à la Figure 2. Les bras 13 n'y sont pas représentés pour la simplicité. La partie supérieure du conduit vertical Il est percée d'orifices 16 qui assurent la continuité de l'alimentation en liquide et, partant, la rotation du tourniquet. Le liquide est admis en 11 sous une certaine pression, il passe ensuite dans une chambre annulaire 30 pour s'écouler enfin dans les bras 13 par les orifices 21. Cette chambre est constituée d'un tube 17 d'un diamitre supérieur à celui du tuyau ll et auquel sont soudées en 18 les tubulures 19 avec brides 20 servant à la fixation des bras 13 Le tube 17 est nttmi de bagues 24 et 27 qui assurent la rotation par frottement doux sur un bouchon 25 et sur un support 22 soudé en 23 sur le tuyau 11. Les bagues, le bouchon et le support sont usinés pour ce qui est des surfaces en contact. Le bouchon 25 est soudé en 26 sur le tuyau 11. Un disque 28 vissé en 29 sur le bouchon 25 empêche les parties tournantes de se soulever sous l'effet de la pressiondu liquide. L'ensemble est facile à démonter en vue du remplacement des bagues d'usure 24 et 27. Le tourniquet assure un double brassage - par l'effet d'éjection de liquide dans une zone proche de la surface, on crée des tourbillons sur-toute la surface puisque la position des jets change à chaque instant; - du fait que le liquide est mis en mouvement, chaque bras est entraîné, ce qui modifie à nouveau la surface liquide. Il s'ensuit que le mouillage dès poussières est assuré dès leur contact avec la surface liquide; il ne peut donc pas se produire de dépôts compacts de solides ni, par conséquent, d'adhérence aux parois ou de blocage des conduites. Sous l'angle purement mécanique, le dispositif est particulièrement intéressant puisque l'énergie de transfert du liquide suffit pour assurer le mouvement du tourniquet, à l'opposé des agitateurs classiques ou une source extérieure d'énergie est nécessaire. De plus, contrairement à ces dispositifs connus où une étanchéité absolue est impérative, ce problème ne se pose meme pas; en effet, la jonction de la partie mobile - le tourniquet et la partie fixe - le conduit vertical - est située#au sein meme de la masse liquide. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée au -dessin annexé et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications comme le fait de constituer un tourniquet-ramifié à plusieurs bras par#exem- ple, de prévoir plusieurs jets de liquide par bras, de manière à assurerun brassage plus énergique en surface, ou de constituer le capuchon et d'y fixer les bras par tout moyen mécanique connu en soi comme le vissage par exemple. REVENDICATIONS 1.- Dispositif hydraulique pour brasser, sans apport extérieur d'énergie, un volume d'un liquide chaud normalement visqueux à la température ambiante produit en faisant passer dans. un réceptacle monté à la base d'un séparateur de poussières dAment secoué, un courant continu de débit avantageusement constant du dit liquide chaud prévu en vue de recueillir sans perte les pour sières et sans former de dépit au sein du liquide, caractérisé en ce que le réceptacle comporte, d'une part, au fond, un conduitver- tical fixe d'alimentation destiné à titre parcouru de bas en haut par le courant du dit liquide et avantageusement fermé à son extrémité supérieure mais pourvu d'orifices latéraux et, d'autre part, un tourniquet hydraulique, soit droit soit ramifié, immergé en dessous de la surface du liquide, et monté à pivot sur le dit conduit vertical pour y être alimenté au droit des dits orifices vers ses extrémités, de sorte que la rotation résultante engendre des tourbillons capables de mouiller toutes les poussières répandues à la surface du liquide, et partant, les n#:-'langer uniformément au sein du liquide. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est avantageusement la liqueur dite noire issue du procédé dit à la soude de fabrication de pAte à papier par digestion du bois.