Brevet FR2425884A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne un procédé d'elimination par lavage des fines particules contenues dans un gaz, un courant du gaz contenant les fines particules étant envoyé dans un tube de Venturi et un fluide de lavage étant pulvérisé en direction du courant à l'amont de la partie étranglée et/ou dans la partie étranglée du tube. On connait des procédés de ce type, en particulier par les brevets allemands 2.640.151 et 2.640.152. Ils ont essentiellement pour fonction d'éliminer des poussières et des aérosols. Habituellement, on accélère le gaz contenant les fines particules jusqu'à ce qu'il atteigne dans le tube de Venturi des vitesses de 60 à 150 m/s environ. Le fluide de lavage qui est envoyé dans le tube de Venturi est pulvérisé en fines gouttelettes quand il rencontre le gaz. Les fines particules dont la densité représente environ mille fois la densité du gaz ne peuvent guère éviter les gouttelettes; elles les heurtent et elles peuvent être séparées avec ces gouttelettes par un séparateur mécanique tel qu'un séparateur centrifuge après avoir traversé le tube de Venturi. L'énergie nécessaire à la pulvérisation du fluide de lavage est prélevée du courant de gaz qui se trouve soumis de ce fait à une diminution de pression dans le tube de Venturi. Cette diminution de pressionh Pv dépend du carré de la vitesse wE du gaz dans la section la plus étroite du tube de Venturi et elle est en outre fonction du rapport du volume de fluide de lavage envoye dans le tube de Venturi par unité de temps et du volume de gaz envoyé dans ledit tube de Venturi pendant la même unité de temps. (On désignera ce rapport par l'expression de "quantité spécifique de fluide" q). Le rapport fonctionnel est de ce fait: Pv = f(w2E, q) (1) La baisse de pression bpv constitue une mesure de la capacité de séparation du tube de Venturi. Plus cette diminution de pression est importante, plus la capacité de séparation A pour une répartition donnée du diamètre des fines particules est elle-même élevée. Si le diamètre des fines particules est très faible, on n'atteint une capacité de séparation notable que lorsque la diminution de pression dépasse une valeur déterminée. Mais la capacité de séparation A n'est pas suffisamment caractérisée par la diminution de pression Bpv seule. La capacité de séparation A est en fait également fonction de la vitesse du gaz wE dans la section réduite du tube de Venturi et de la quantité spécifique de fluide q. Le rapport est le suivant: A = g ( #Pv, wE, q ) (2) Si l'on désire obtenir une capacite de séparation A aussi élevée que possible, les trois valeurs APvt WE et q doivent être choisies et déterminées selon une combinaison optimale. Ce choix et cette détermination sont cependant difficiles à réaliser lorsque la force du courant du gaz contenant les fines particules qui est envoyé dans le tube de Venturi est soumis à des fluctuations.Si la section du passage dans le tube de Venturi est invariable, la vitesse du gaz tombe dans la section la plus réduite du tube de même que la diminution de pression quand la force du courant gazeux diminue, alors que la quantité spécifique de fluide monte. Pour éviter ces difficultés, il est nécessaire d'associer au tube de Venturi un dispositif de régulation déterminant continuel lement une combinaison optimale de 4 Pvt WE et q lorsque la force du courant gazeux fluctue de manière à constamment maintenir une capacitê de separation optimale. On sait comment associer à proximité de la section la plus étroite du tube de Venturi des volets au des organes d'étrangle- ment en forme de poire qui sont réglés pour réduire la section étranglée du tube de Venturi quand la force du courant gazeux baisse. On peut ainsi maintenir la diminution de pression constante sur une gamme relativement importante de courants gazeux de forces differentes. Comme le volume du fluide de lavage injecté par unité de temps se maintient sensiblement inchangé avec ce type de régulation, la quantité spécifique de fluide se modifie de façon inversement proportionnelle à la force du courant gazeux. La vitesse du gaz wE dans la section la plus étroite du tube de Venturi est il est vrai plus favorable, grâce à la régulation de cette section la plus étroite du passage du courant, que lorsque cette section n'est pas régulée, mais elle n'atteint jamais la valeur optimale qu'elle devrait avoir pour une capacité de séparation aussi importante que possible. Une explication sera maintenant donnée en se référant à la figure 1. Cette figure 1 représente une caractéristique d'un laveur de Venturi, à savoir sa diminution de pression en fonction de la quantité spécifique de fluide pour des vitesses de gaz différentes dans sa section de passage la plus étroite. L'appareil de lavage de Venturi de la figure 1 est conçu pouX des diminutions de pression b pu = 77 mbar. Pour cette diminution de pression, il présente sa capacité de séparation maximale (point de travail @ ) pour une quantité specifique de fluide de 1 litre au m3 et une vitesse du gaz dans la section la plus étroite du passage de WE = 100 m/s. Si la force du courant gazeux tombe à la moitié, la vitesse du gaz dans la section de passage la plus étroite et fixe du tube de Venturi tombe également à la moitié (wE = 50 m/s); la diminution de pression tombe à #Pv = 20 mbar et la quantité spécifique de fluide s'élève au double (q = 2 l/m3). Au nouveau point de travail O2 ainsi obtenu, le rendement de l'appareil de lavage de Venturi est donc très mauvais. Ce rendement peut être amélioré au moyen de la régulation mentionnée ci-dessus de la section la plus étroite du tube. La diminution de pression se trouve alors relevée à sa valeur initiale de ap = 77 mbar.La quantité specifique de fluide reste cependant à q = 2 1/ma. De ce fait on ne peut pas obtenir avec cette régulation la vitesse optimale du gaz wE = 100 m/s dans la section de passage la plus étroite, mais seulement environ 80 m/s (point de travail ~). La capacité de séparation au point O3 est donc meilleure que celle du point 0, mais elle n'est toujours pas aussi élevée que celle du point 3 Le but de l'invention est un procédé du type mentionné cidessus permettant de maintenir la capacité de séparation aussi élevée que possible grâce à une régulation relativement simple. Pour atteindre ce but, le procédé est caractérisé en ce que la diminution de pression du gaz dans le tube de Venturi, la vitesse du gaz dans la section de passage la plus étroite de ce tube, et le rapport entre le volume de fluide de lavage envoyé dans le tube de Venturi par unité de temps et le volume de gaz envoyé dans le tube de Venturi par unité de temps sont maintenus respectivement constants dans des limites ne dépassant pas 20%, ou mieux 10%, ou mieux encore 5%. La régulation des trois valeurs (#Pv, WE, q) est déterminée de ce fait par une unique valeur de mesure, à savoir la diminution de pression #Pv qui est simple à mesurer. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit dans laquelle on se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 2 représente un dispositif préféré pour la mise en oeuvre du procédé; la figure 3 représente un second dispositif préféré; et la figure 4 représente un troisième dispositif préféré Le dispositif représenté sur la figure 2 sert à l1éliminaticn par lavage des fines particules contenues dans un gaz Un courant du gaz contenant de fines particules est envoyé en direction de la flèche 2 par une tubulure 4 dans un tube de Venturi 6. Dans ce tube 6 est injecté par une buse 10 un fluide de lavage dans la direction du courant à l'amont de la partie étranglée 8 ou dans cette partie étranglée 8.La buse 10 est alimentée en fluide de lavage en direction de la flèche 16 par l'intermédiaire d'un tube 12 et d'une tubulure 14. La buse 10 débouche dans la direction du courant axialement à l'amont de la partie étranglée 8 du tube de Venturi Dans cette buse 10 est aménagé un premier organe dgetranglement 18 mobile axialement et définissant la section de sortie effective de la buse 10. Cet organe d'étranglement 18 se prolonge coniquement en se rétrécissant en direction du courant. Dans la direction du courant, avant la partie étranglée du tube de Venturi 6 et à l'arridre de la buse 10, est prévu un second organe d'étranglement 20 mobile axialement. Ce second organe 20 définit la section de passage la plus petite du tube de Venturi pour chacune de ses. positions de fonctionnement. Ce second organe 20 va. en s 'évasant coniquement dans la direction du courant et est pourvu au niveau de son diamètre le plus grand d'un rebord séparateur 22 destiné au fluide de lavage qui vient le frapper en direction du courant. Les deux organes d'étranglement 18 et 20 sont reliés fixement l'un à l'autre au moyen d'un organe de liaison 24 en vue d'un déplacement commun. Sur le côté arrière du premier organe d'eran- glement 18 est fixée une tige de commande 28 qui traverse le tube et est pourvue d'une tete26,extérieure a' ce tube, la pogtioln axial delatige étant réglable au moyen d'un organe 30 qui coopère par un filetage interne avec unfiletage externe 32 aménagé à l'extrémité libre de la tige de commande. La position et le déplacement des deux organes d'étranglement 18 et 20 sont tels que le rapport entre la section effective de passage de la buse 10 et la section de passage la plus étroite du tube de Venturi reste constant dans des limites ne dépassant pas 2fJ%, ou mieux 10%, ou mieux encore 5%. On est ainsi assuré que la quantitdspecifique de fluide reste toujours constante. La vitesse optimale qui a été choisie pour le gaz au sens des explications données au sujet de la figure 1 reste également constante quand la diminution de la pression reste constante. Quand on utilise le dispositif selon ce mode de réalisation, il est possible, en se référant simplement à la diminution de pression Opv dans le tube de Venturi 6 qui est facile à mesurer, de régler constamment la capacité de séparation à sa valeur maximale en manoeuvrant un unique organe de commande 30. A ce sujet, il est particulièrement important que le rebord de separa- tion 22 définisse la section de passage la plus étroite du tube de Venturi, le gaz circulant à sa vitesse maximale entre le rebord de séparation 22 et la surface 34 du tube de Venturi convergeant vers lui et lui faisant face tandis que le fluide de lavage se sépare sur le rebord de séparation 22 de l'organe d'étranglement 20 et est vaporisé dans le courant de gaz contenant les fines particules. Les dispositifs des figures 3 et 4 sont semblables à celui de la figure 2. Ces dispositifs ne seront donc décrits que dans le mesure oh cela concerne leurs différences. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la tige de commande 42 peut être déplacée par un volant 40. On règle la diminution de pression dans le tube de Venturi 44 en tournant le volant 40. La diminition de pression est visible sur un manomètre à pression différentielle 46 dont les deux raccords de mesure 48 et 50 sont situés à proximité de l'ouverture d'entrée 52 et de ltouverture de sortie 54 du tube de Venturi 44. L'appareil de lavage à tube de Venturi est donc réglé correctement quand la valeur affichée par le manomètre à pression différentielle 46 correspond à une valeur de consigne déterminée à l'avance. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la tige de commande 60 est manoeuvrée au moyen d'un organe de réglage pneumatique 62. Un manomètre à pression différentielle 64 est également prévu pour ce mode de réalisation. Mais dans ce cas, ce manomètre 64 est constitué sous la forme d'un convertisseur délivrant un signal correspondant à la pression différentielle à un servomoteur de régulation 66 commandant l'organe 62. Le manomètre 64 et son convertisseur associé effectuent en coopération avec le servo-moteur de régulation la surveillance des déviations de la valeur réelle de la diminution de pression par rapport à la valeur de consigne prédétermiéne et règle automatiquement la tige de commande 60 en fonction des données détectées. La susdite invention est due a' KLINKE Gregor REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination par lavage de fines particules contenues dans un gaz, selon lequel un courant du gaz contenant les fines particules est envoyé dans un tube de Venturi et est soumis dans ce tube de Venturi et en direction du courant à une pulvérisation du fluide de lavage en amont de sa position etranglée et/ou dans cette position étranglée, caractérisé en ce que la diminution de pression du gaz dans le tube de Venturi, la vitesse du gaz dans la section réduite du tube de Venturi, et le rapport entre le volume de fluide de lavage envoyé dans le tube de Venturi par unité de temps et le volume de gaz envoyé dans le tube de Venturi par unité de temps sont maintenus respectivement constants dans des limites ne dépassant pas 20%, ou mieux 10%, ou mieux encore 5%. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dans lequel débouche axialement une buse dans la direction du courant à l'amont de la position étranglée du tube de Venturi,b#qui pulvérise le fluide de lavage, caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe d'étranglement (18) mobile axialement et définissant la section effective de sortie de la buse (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, comprenant un second organe d'étranglement mobile axialement dans la direction du courant à l'avant de la partie étranglée du tube de Venturi et à l'arrière de la buse, caractérisé en ce que ce second organe d'étranglement (20) définit la section de passage la plus petite du tube de Venturi (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second organe d'étranglement (20) va en s 'évasant coniquement dans la direction du courant et comprend au niveau de son diamètre le plus grand un rebord de séparation (22) destiné au fluide de lavage qui vient le frapper dans la direction du courant. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les deux organes d'étranglement (18, 20) sont reliés rigidement l'un à l'autre en vue d'un déplacement commun. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 & 5 5, caractérisé en ce que la disposition des deux organes d'étrangle- ment (18, 20) et le déplacement de ces deux organes d'étrangle- ment sont tels que le rapport entre la section de passage effective de la buse (10) et la section de passage la plus petite du tube de Venturi (6) reste constant dans des limites ne dépassant pas 20%, ou mieux 10%, ou mieux encore 5%.