Brevet FR2452311A1 — publié le 19801024

La présente invention concerne un procédé de dépoussiérage d t un gaz ainsi qu'un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Ce procédé et ce dispositif de dépoussiérage qui utilisent un laveur-venturi, font appel à l'enrobage des poussières par un fluide liquide tel que Liteau ~ ils sont particulièrement destinés à l'épuration des fumées industrielles qui doivent être débarrassées de leurs poussières nuisibles avant d'être évacuées à l'air libre. On sait dépoussiérer un gaz en sursaturant ce gaz poussiéreux à l'aide de pulvérisateurs à eau, puis en faisant passer ce gaz à grande vitesse dans un venturi ou, par effet de détente et de refroidissement, se produit une condensation d'eau sur les poussières qui sont ainsi entraînées. Dn saint également, pour dépoussiérer un gaz, pulvériser de l'eau à haute pression dans la partie convergente d'un venturi alimenté par le gaz sous pression ~ cette pulvérisation permet d'obtenir des gouttelettes très fines dont la probabilité de collision avec les poussières est augmentée grâce aux effets de turbulence engendrés par le venturi. Dans les deux cas, les poussières sont captées par des gouttelettes d'eau qui présentent des dimensions très différentes de celles de ces poussières. Après enrobage des poussières par les gouttelettes d'eau, le dépoussiérage consiste à capter les gouttelettes dteau ainsi chargées de poussière. Cette captation des gouttelettes d'eau chargées doit être adaptée à la taille de ces gouttelettes. Certains procédés et dispositifs permettant de capter ces gouttelettes chargées de poussière, consistant à appliques à ces gouttelettes, des forces centrifuges ~ d'autres font appel à des filtres ou encore à l'utilisation de forces électrostatiques créées par une électrode portée à un potentiel électrique élevé. Tout procédé et tout dispositif de dépoussiérage de gaz sont caractérisés par leur rendement de dépoussiérage.; ce rendement est le rapport de la masse des poussières captées, à la masse des poussières contenues dans le gaz avant dépoussiérage. Dans les procédés et dispositifs connus qui utilisent des laveurs de type venturi, le rendement de dépoussiérage est très affecté par la qualité de ltenrobage des poussières ~ en effet, toute poussière non enrobée ntest pas captée ~ ce renderaent est également affecté par l'efficacité des moyens qui permettent de capter les gouttelettes chargées de poussière. Si cette efficaci- té n'est pas suffisante, il en résulte qua des gouttelettes chargées de poussière sont libérées dans l'atmosphère, ce qui est un grave inconvénient. I1 résulte de ces observations que tout procédé et dispositif de dépoussiérage utilisant un laveur de type venturi doit permettre de réaliser un enrobage très important des poussières ~ quel que soit le mode de fonctionnement des dispositifs connus qui utilisent des laveurs de type venturi, ltenrobage suffisant ne peut être obtenu que par injection des gaz poussiéreux dans le venturi, avec une vitesse très élevée.I1 en résulte qu'un procédé ou un dispositif utilisant un laveur de type venturi est toujours conclu en fonction d'un certain débit nominal de gaz poussiéreux et qu'il n'est efficace que dans un intervalle de débit gazeux très étroit, autour de ce débit nominal I1 est possible de remédier à cet inconvénient majeur, dans le cas où de fortes variations de débit sont à prévoir, grâce à une multiplication du nombre de laveurs ~ cette multiplication permet de diminuer le débit unitaire de gaz poussiéreux dans chaque laveur et ainsi, d'ajuster le nombre de laveurs en fonction du débit gazeux.I1 est également possible d'utiliser des dispositifs mécaniques qui permettent d'ajuster le diamètre du col du venturi, en fonction du débit gazeux et ainsi, de conserver au gaz à dépoussiérer, une vitesse élevée. Les différents dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits ont pour inconvénient d'être très compliqués et sont généralement de mise en oeuvre très délicate. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment, de disposer d-'un procédé et de réaliser un dispositif de dépoussiérage des gaz, utilisant un laveur de type venturi, dans lesquels l'ajustement du diamètre du col du venturi, en fonction du débit gazeux, fait intervenir des moyens simples, ne nécessitant pas d'assemblage mécanique compli qué. Ces moyens sont constitués par une lame de fluide liquide qui est introduite sur la paroi convergente d'entrée et sur le col du venturi ~ cette lame présente une épaisseur réglable en fonction du débit du gaz à traiter.Ainsi, grâce à ce procedé et à ce dispositif, lorsque le débit gazeux varie par rapport au débit nominal, la section réglable du col du venturi, permet de conserver des vitesses très élevées au gaz à dépoussiérer. L'invention vise un procédé de dépoussiérage d'un gaz, par utilisation d'un laveur venturi, consistant à règle la valeur du diamètre du col du laveur venturi, en fonction du débit du gaz introduit dans le laveur ~ ce procédé est caractérisé en r ce que ce réglage consiste à introduire dans le laveur, une lame de fluide liquide, plaquée au moins contre la paroi interne convergente et contre le col du venturi. Selon une autre caractéristique, le procédé consiste à régler ltépaisseur de la lame de fluide liquide. L'invention a aussi pour objet un dispositif de dépoussiérage d'un gaz, comprenant : - un laveur constitué par un venturi dans la partie convergente duquel est introduit à grande vitesse, le gaz à dépoussiérer, et par un pulvérisateur de fluide situé dans cette partie convergente et apte â produire des gouttelettes de fluide de captation des poussieres, - des moyens pour règler la valeur du diamètre du col du venturi, en fonction du débit du gaz introduit dans ce venturi, - des moyens pour règler la section du col du venturi comprenant des dispositifs alimentés en fluide liquide, pour créer une lame de fluide plaquée contre la paroi interne convergente et le col du venturi, - des moyens pour retenir les gouttelettes chargées de poussière et pour évacuer le gaz à dépoussiérer. Selon une autre caractéristique du dispositif, les moyens pour créer la lame de fluide liquide, sont associés à des moyens pour règler l'épaisseur de cette lame. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une coupe longitudinale d'un dispositif de dépoussiérage, conforme à Invention et incluant un laveur-venturi 1, dans la partie convergente 2 duquel est introduit, à grande vitesse et par un conduit 3, le gaz à dëpoussiérer. Le laveur-venturi, comprend aussi un pulvérisateur 4 de fluide liquide, situé dans cette partie convergente et apte à produire des gouttelettes 5 de fluide, qui permettent de capter les poussières du gaz poussiéreux. Dans la suite de la description, on supposera que le fluide liquide est de l'eau mais il est évident que tout autre fluide pourrait être utilisé. Le dispositif comprend également des moyens 6 qui permettent de retenir les gouttelettes chargées de poussières ainsi que des moyens 7, pour évacuer le gaz dépoussiéré. Les moyens 6 peuvent être constitués d'aubes fixes, par exemple, qui permettent de mettre en rotation le gàz chargé de gouttelettes. Les moyens 7 qui permettent d'évacuer le gaz dépoussiéré sont constitués par une cheminée. Le dispositif comprend aussi des moyens 8 qui per- mettent de règler la valeur du diamètre du col du venturi, en fonction du débit du gaz introduit à grande vitesse, à l'entrée 3. Ces moyens de règlage sont constitués par des moyens 9, alimentés en eau, permettant de créer une lame d'eau 10, plaquée contre la paroi interne convergente 2 et contre le col 11 du venturi 1.Dans l'exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention, représenté sur cette figure, les moyens qui permettent de créer la lame d T eau sont constitués par un réservoir qui se déverse le long de la paroi interne convergente du venturi. Le dispositif comprend également des moyens permettant de règler ltépaisseur de cette lame d'eau, qui sont ici constitués par des moyens de commande du débit de Liteau qui alimente le réservoir 9. Ces moyens de commande de débit comprennent une pompe 12, dont l'aspiration 13, peut être reliée à un réservoir 14, situé à la partie inférieure du dispositif. Le refoulement 15 de cette pompe, est relié à un orifice 16 d'alimentation du réservoir 9.Le débit de la pompe 12 peut entre règlé en fonction de ltépaisseur de la lame d'eau 10, que lton désire obtenir ~ cette épaisseur dépend elle-même du débit du gaz poussiéreux qui parvient à l'entrée 3 du dispositif. Le pulvérisateur 4 peut être lui-même alimenté par une pompe 17 dont l'aspiration 18 est reliée au réservoir 14 et dont le refoulement 19 est relié au pulvérisateur 4. Le procédé de l'invention sera maintenant mieux compris à l'aide de la description du fonctionnement du dispositif : le pulvérisateur 4 produit des gouttelettes d'eau ou du fluide liquide utilisé qui, grâce aux turbulences régnant au voisinage du col 11 du venturi, enrobent les poussières. Le gaz chargé en goutte- lettes et contenant des poussières, est injecté dans la chambre 20, puis il est mis en rotation grâce aux moyens à aubes fixes 6 ; sous lteffet des forces centrifuges, les gouttelettes chargées de poussières, sont projetées sur la paroi 21 de la chambre 20, sur laquelle elles ruissellent.L'eau chargée de poussière, recueil- lie par ruissellement sur la paroi 21 , tombe dans le réservoir 14 situé à la partie inférieure du dispositif. Le gaz dépoussiéré et débarassé des gouttelettes d'eau, est évacué par la cheminée 7.Dans l'exemple de réalisation représenté, le pulvérisateur 4 est alimenté à partir du réservoir 14 ~ de manière à éviter lten- richissement progressif de l'eau contenue dans ce réservoir, en poussières, une fraction de cette eau est évacuée par la vanne 22 ~ elle est remplacée par de l'eau propre, en quantité équiva- lente, injectée dans le réservoir par la vanne 23. La lame d'eau 10 qui permet de règler le diamètre du col du venturi ruisselle sur la partie convergente 24 de celui-ci, mais ruisselle également sur la partie divergente 25, à laquelle elle reste plaquée, sur une certaine longueur, par un effet connu sous le nom d'effet COANDA ~ le diamètre du col du venturi peut ainsi entre règlé facilement par réglage du débit d'eau alimentant le réservoir 9. Ce règlage serait pratiquement impossible si la lame d'eau se séparait immédiatement de la paroi divergente du venturi, dès le passage du col de celui-ci. Ceci peut être évité, et la longueur de contact eau-paroi laveur déterminée par une conception adéquate de la géométrie de cet appareil au niveau du col du venturi. En référence à la figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation des moyens qui permettent de règle le dia mètre du col du venturi, par création d'une lame d'eau ou de tout fluide liquide approprié contre la paroi interne convergente et contre le col du venturi. Ces moyens sont ici constitués par des injecteurs de fluide 26 qui sont disposés autour de la section d'entrée du venturi. Ces injecteurs sont répartis, de préférence, tangentiellement à la paroi convergente 10 du venturi. Le nombre de ces injecteurs est variable en fonction de la section du venturi ~ le débit de Liteau qui les alimente, peut être réglé par tous moyens de réglage habituels. Ce réglage de débit est bien entendu fonction des variations du débit du gaz poussiéreux entrant dans le dispositif ou de la perte de charge recherchée. La disposition tangentielle des injecteurs permet de donner un effet de rotation à la lame d'eau, de manière à augmenter la stabilité de l'épaisseur de cette lame. En référence à la figure 3, on a représenté schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention ~ les mêmes éléments portent les mêmes références sur cette figure et sur la figure 1. Dans cet autre mode de réalisation, les moyens de commande du débit du fluide alimentant le réservoir 9, sont constitués par la pompe 12 et sont asservis par òes moyens de mesure 27, à la perte de charge subie par les gaz poussiéreux, entre ltentrée et le col du venturi. Cet asservissement permet de règler l'épaisseur de la lame d'eau, de manière à faire varier le diamètre du col du venturi, pour maintenir constante 13 valeur de cette perte de charge.Les moyens 27 qui permettent de mesurer cette perte de charge, sont reliés à des capteurs de pression 2B, 29. On constate que la pression statique du fluide gazeux à dépoussiérer, diminue dans le venturi et que cette variation de pression est d'autant plus importante que la variation de vitesse entre l'entrée du venturi et le col du convergent de ce venturi, est plus grande. En asservissant le débit d'eau nécessaire à ltobtention de la lame d'eau, à la variation de pression du flux gazeux, entre ltentrée du venturi et son col, et en maintenant constante cette différence de pression, il est possible de diminuer ou d'augmenter ltépaisseur de la lame d'eau, de telle facion que la vitesse des gaz reste sensiblement constante au col du venturi ~ cet asservissement permet ainsi de maintenir l'efficacité du laveur.Les moyens d'asservissement 27 sont constitués par un comparateur dont la sortie commande une vanne 30, à 3 voies, qui permet de répartir le débit d'eau délivré par la pompe 12, entre une tubulure de retour 31, et l'alimentation 15 du réservoir 9. Cet ensemble d'asservissement permet de maintenir constante la différence de pression entre les capteurs 28 et 29. Dans le mode de réalisation du dispositif de ltinvention, représenté sur cette figure, la lame d'eau est créée par un réservoir 9 ~ bien entendu, ce réservoir peut entre remplacé par les injecteurs de la figure 2. Dans le dispositif qui vient d'être décrit en regard des différentes figures, les moyens utilisés auraient pu être remplacés par des moyens équivalents, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de dépoussiérage d'un gaz par utilisation d'un laveur-venturi à section variable, caractérisé en ce~que la variation de section est obtenue au moyen d'une lame de fluide liquide plaquée contre la paroi convergente et contre le col du laveur venturi. 2. Procédé de dépoussiérage selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil consiste à régler l'épaisseur de ladite lame, en fonction du débit gazeux. 3. Procédé de dépoussiérage d'un gaz, selon la revendication 2w caractérisé en ce que ltépaisseur de la lame de fluide liquide est réglée par commande du débit du fluide produisant ladite lame. 4.Procédé de dépoussiérage d'un gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande du débit du fluide consiste à asservir ce débit à la perte de charge subie par le gaz poussiéreux entrez ltentrée et le col du venturi, de façon que l'épaisseur de la lame varie pour maintenir cette perte de charge à une valeur constante. 5. Procédé de dépoussiérage d'un gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande du débit de fluide permettant de faire varier l'épaisseur de la lame est fonction de ltefficacité de dépoussiérage recherchée. 6. Procédé de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lame de fluide est obtenue par déversement d'un réservoir, le long de la paroi interne convergente du venturi, le réglage du débit de fluide produisant la lame consistant à régler le débit d'alimentation dudit réservoir. 7. Procédé de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lame de fluide est obtenue par des injections réparties autour de la section d'entrée du convergent du venturi, le réglage du débit du fluide produisant la lame de fluide, consistant à régler le débit des injections. 8. Procédé de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fluide uti- lisé est de Liteau. 9. Dispositif de dépoussiérage d'un gaz, comprenant : - un laveur constitué par un venturi dans la partie convergente duquel est introduit à grande vitesse, le gaz à dépoussiérer, et par un pulvérisateur de fluide liquide, situé dans cette partie convergente et apte à produire des gouttelettes de fluide de captation des poussières, - des moyens pour régler la valeur du diamètre du col du venturi en fonction du débit du gaz introduit dans le venturi, caractérisé en ce que les moyens pour régler la valeur du diamètre du col du venturi comprennent des moyens alimentés en fluide liquide, pour créer une lame de fluide liquide plaquée contre la paroi interne convergente et contre le col du venturi. - des moyens pour retenir les gouttelettes chargées de poussières et pour évacuer le gaz dépoussiéré. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens pour créer la lame de fluide liquide sont associés à des moyens pour régler ltépaisseur de cette lame. 11. Dispositif de dépoussiérage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens pour régler l'épaisseur de la lame de fluide comprennent des moyens de commande du débit du fluide alimentant les moyens qui créent la lame. 12. Dispositif de dépoussiérage selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de commande du débit du fluide sont asservis par des moyens de mesure de la perte de charge subie par le gaz poussiéreux entre ltentrée et le col du venturi, de façon que l'épaisseur de la lame varie pour maintenir constante la valeur de cette perte de charge. 13. Dispositif de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les moyens pour créer la lame de fluide sont constitués par un réservoir disposé de façon que le fluide se déverse le long de la paroi interne-convergente du venturi. 14. Dispositif de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications10 à 12, caractérisé en ce que les moyens pour créer la lame de fluide comprennent des injecteurs répartis autour de la section d'entrée du convergent du venturi. 15. Dispositif de dépoussiérage selon la revendication 14, caractérisé en ce que les injecteurs sont répartis tangentiellement à la paroi convergente du venturi. 16. Dispositif de dépoussiérage selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que ledit fluide est de l'eau.