Brevet FR2415280A1 — publié le 19790817

La présente invention est relative à une installation pour récupérer de la chaleur des gaz de comDustion,notamment de ceux produits par des chaudières à combustible liquide ou à combustible gazeux et par les moteurs alimentés par ces mêmes combustibles. Ces gaz sortent en général à une température élevée, dé- passant 5000C. Ils libèrent donc dans l'atmosphere une part importante de la chaleur de combustion, ce qui diminue le rendement. D'autre part, leur libération dans l'atmosphère, sous forme de fumées de chaudières ou de gaz d'échappement de moteurs thermiques, provoque une pollution importante. L'invention vise une installation permettant,d'une part, de refroidir les gaz brûlés en récupérant leur chaleur, et, d'autre part, de les laver et de les débarrasser de particules solides qui s'y trouvent en suspension. L'installation suivant l'invention comprend, dans une même enceinte, une garde d'eau, dont le niveau supérieur est au même niveau qu'un conduit d'entrée pour les gaz à traiter, un garnissage, augmentant le contact entre phases, situé au-dessus du niveau libre de la garde, un pulvérisateur, situé au-dessus du garnissage et alimenté par la garde, et une sortie au sommet de l'enceinte. Les gaz chauds à traiter viennent lécher la garde d'eau et s'y dissolvent. 'eau de la garde est pulvérisée par le pulvérisateur en direction du garnissage constitué par exemple par des anneaux de Raschig, des alvéoles en plastique ou d'autres ma tériaux de garnissage. bur la surface d'échange ainsi disponible, les gaz se refroidissent en réchauffant l'eau qui a été proåetéeet dont une partie s'évapore et se mélange aux gaz. L'ensemble s'éLève alors jusqu'à un échangeur de chaleur monté dans l'enceinte entre le pulvérisateur et la sortie. Cet échangeur peut être une batterie en tube aile té parcourue par un fluide récupérateur. 'dchange de chaleur qui se produit dans cet échangeur permet de transférer au fluide récupérateur une partie importante de la chaleur contenue dans les gaz chauds. Le cas échéant, on peut faire suivre ce premier échangeur d'un second échangeur formant évaporateur d'un petit groupe frigorifique fonctionnant en pompe à chaleur. Ce groupe frigorifique peut être constitué par un compresseur et par un condenseur dans lequel s'opère la restitution de la chaleur récupérée par la pompe à chaleur. Ces compresseur et condenseur se trouvent en-deors de l'enceinte. Entre l'échangeur de chaleur et la sortie vers l'exté- rieur, est monté un séparateur de gouttelettes, par exemple en tissu métallique ou un autre dispositif de séparation des gouttelettes par chocs. Les gouttelettes arrêtées par ce séparateur, ainsi que les vapeurs condensées dans les échangeurs retombent par gravité dans la garde. Avantageusement, l'eau de la garde est renouvelée en permanence par un appoint d'eau fourni par uneréserve, cependant qu'un tube débouche juste en-dessous de la surface de la garde et communique avec un trop-plein de manière à évacuer de la garde les particules solides, telles que les huiles brûlées, qui flottent en surface. Cette évacuation peut se faire en continu. la figure unique du dessin annexé, donnée uniquement à titre d'exemple, illustre l'invention L'invention comprend une enceinte ou caisson 1 dans lequel les gaz chauds arrivent par un conduit 2 en partie basse. Le fond du caisson 1 forme une garde 3 d'eau. La paroi inférieure du conduit 2 est au même niveau que la face libre de la garde 3. Un conduit 5 met en communication la garde 3 et une source d'eau. Un conduit 6 débouche juste en-dessous du niveau de la surface libre de la garde 3. Ce conduit 6 met la garde 3 en communication avec un trop-plein 7 situé à l'extérieur du caisson 1. Dans ce caisson 1, au-dessus de la face libre de la garde 3 et du conduit 2, se trouve un garnissage 8 en anneaux de Raschig ou autres matériaux de garnissage classiques destinés à constituer une surface d'échange importante entre les phases. L'eau de la garde 3 est envoyée par une pompe 9 et un conduit 10 disposé en partie à l'extérieur de la cuve 1 à des dispositifs de projection il qui pulvérisent l'eau vers le bas en direction de la face supérieure du garnissage 8. Les gaz se refroidissent sur le garnissage 6. Ils réchauffent l'eau et en évaporent une partie. La partie de l'eau qui s'évapore se mélange aux gaz et va, suivant un mouvement ascendant, dans un échangeur 12 de chaleur monté dans la cuve entre les pulvérisateurs 11 et une ouverture 13-d'échappement à l'air libre prévue au sommet. ='échangeur 12 de chaleur est une batterie,en tube aileté,parcourue par un fluide récupdrateur de chaleur, qui entre par un conduit 22 dans l'échangeur 12 et qui en ressort par un. conduit 15. Entre l'ouverture 13 et l'échangeur 12 de chaleur, se trouve un second échangeur 14 qui forme l'évaporateur d'un groupe frigorifique fonctionnant en pompe à chaleur. Ce groupe frigorifique comprend, outre l'évaporateur 14, un compresseur 16 communiquant avec l'évaporateur par un conduit 17 et un condenseur 18,dans lequel s'opère la restitution de la chaleur récupérée par la pompe à chaleur. A ce condenseur 18, aboutit le conduit 22 ainsi qu'un conduit 19 de sortie de ltéchangeur 14, avec interposition d'un détenteur 20. A l'exemple représenté, le fluide récupérateur entre d'abord dans le condenseur 16, puis dans le premier échangeur 12, mais l'ordre pourrait être inversé suivant les températures et le débit du fluide récupérateur. Le fluide récupérateur peut entre aussi utilisé en circuit fermé avec un échangeur qui reçoit la chaleur. Après avoir traversé les deux échangeurs 12 et 14 de chaleur, les gaz chauds mélangés de vapeur d'eau arrivent sur un séparateur 21 de gouttelettes constitué par un tissu métallique ou par un autre dispositif de séparation des gouttelettes par chocs. les gouttelettes sont séparées par ce séparateur 20 et retombent dans la garde 3 tout comme les vapeurs condensées dans les échangeurs 12 et 14. Du gaz propre et froid s'échappe à l'atmosphère par l'ouverture 13. L'avantage de l'installation suivant l'invention est qu'elle permet de refroidir les gaz brûlés de marnière à récupérer leur chaleur, tout en les lavant, en leur faisant lécher la surface libre de la garde et en les débarrassant des particules solides qui flottent en surface de cette garde. REVNDICTI0NS 1. Installation pour récupérer la chaleur de gaz chauds, notamment de gaz de combustion produits par des chaudières à combustible liquide ou vapeur ou par des moteurs alimentés en les mêmes comdustibles, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans une même enceinte, une garde d'eau dont le niveau supérieur est au même niveau qu'un conduit d'entrée, un garnissage, augmentant le contact entre phases, situé au-dessus du niveau libre de la garde, un pulvérisateur, situé au-dessus du garnissage et alimenté par la garde, et une sortie au sommet de l'installation. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par un échangeur de chaleur monté dans l'enceinte entre le pulvérisateur et la sortie. 3. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par un séparateur de gouttelettes monté entre l'échangeur et la sortie. 4. Installation suivant la revendication 2, caractérisée par un second échangeur de chaleur monté entre le premier échangeur de chaleur et le séparateur de gouttelettes. 5. Installation suivant l'une des revendications préce- dentes, caractérisée par un conduit communiquant avec un tropplein et débouchant juste en-dessous de la surface libre de la garde. 6. Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par un dispositif pour amener en continu de l'eau d'appoint à la garde.