Brevet FR2437232A1 — publié le 19800425

L'invention concerne un procédé et installation pour provoquer les et échanges physiques bu chimiques entre un liquide et un gaz lors de la mise en suspension du liquide en nappe horizontale par un flux homogène et vertical de gaz. On connaft différents procédés et dispositifs pour assurer les chan, ges entre un liquide et un gaz, dans le cas d'échanges thermiques on connaft les échangeurs à action indirecte dans lesquels la chaleur transite au moyen de parois séparatrices conductrices de la chaleur ou au moyen de corps solides ou liquides caloporteurs, ces procédés et dispositifs présentent au moins deux inconvénients, d'une part une résistance importante aux flux de chaleur de telle sorte que le rendement d'échange est médiocre dans les conditions habituelles et d'autre part d'erre essentiellement des échangeurs de chaleur sensible. Il est aussi connu dans le domaine des échanges thermiques, les tours de refroidissement à l'air atmosphèrique dans lesquelles le refroidissement est obtenu à la fois par échange de chaleur sensible et par effet d'éva- poration du liquide, dans ces procédés et installations, le liquide est dispersé en pluie au sommet d'une tour traversée de bas en haut selon une circulation naturelle ou forcée, par de l'air prélevé dans l'atrrwhère, le rendement de ce genre d'installations dépend du temps de mise en présence de l'air et du liquide et de la proportion des composants, liquide/gaz, de bons résultats sont obtenus au moyen d'installationsde grande hauteur et aussi par la qualité de dispersion du liquide dans l'air exigeant dans la majorité des cas des pulverisateurs efficaces,ce qui engendre des frais d'entretien et une consommation d'énergie importante. Dans le cas d'évaporation et concentration, on connait les équipements où l'on provoque l'évaporation sous vide partiel, les performances de ces installations sont excellentes mais sont mal adaptées aux faibles taux d'évapo- ration, d'autre part compte tenu du coût élevé de telles installations celles-ci ne sont pas jusiflees dans tous les cas. On connaît aussi des dispositifs et procédés pour oxygéner des nappes d'eau ou eaux usées, l'un notamment consiste à injecter de l'oxygène ou de l'air comprimé par un réseau de canalisations convenablement agencées au fond de la nappe, un autre mode consiste à provoquer une agitation trés violente en surface ce qui nécessite une dépense importante d'énergie, dans les deux cas cités le rapport efficacité/coflt est faible, toutefois ils ne permettent pas de traiter efficacement les effluents en ligne. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précédemment exposés. L'invention a pour objet un procédé pour provoquer les échanges physiques et/ou chimiques entre un liquide et un gaz, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste en la mise en suspension d'une nappe de liquide horizontale par un flux gazeux homogène et vertical de sorte à provoquer- la dispersion du liquide dans le gaz, selon une durée préalable ment définie, suivant la masse spécifique et la viscosité du liquide et la nature du gaz, afin d'engendrer échange et/ou mélange souhaités. L'invention comprend également des installations permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé, installations comprenant t notamment une structure support fixe, mobile ou flottante dans laquelle est disposée une sole horizontale perforée délimitant deux zones, une supérieure d'échange et une inférieure canalisant le gaz propulsé ou sous-pression nécessaire destiné à provoquer la mise en suspension et dispersion du liquide amené en continu sur la sole par un orifice d'alimentation, et l'échange entre le liquide et le gaz, le liquide étant évacué aprés échange par effet de débordement au dessus de la structure jouant le roule de déversoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, tant au point de vue procédé qu'installation, ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, où: - la figure 1 est un mode de réalisation. . la figure 2,une variante de réalisation. Telle que représentée figure 1, l'installation comporte une structure support 1 dans laquelle est disposée une sole perforée 2 horizontale délimitant une zone d'échange 3 entre un liquide et un gaz, le gaz étant canalisé par la structure 1 en sa partie inférieure 4 afin d'étre diffusé au travers de la sole perforée 2 pour provoquer la mise en suspension du liquide amené en continu sur la partie supérieure de la sole 2 par un orifice 5 d'alimentation, le gaz étant propulsé par tous moyens appropriés, tels que compresseur ou ventilateur 6, afin d'engendrer une pression nécessaire dépendant de la section des évidements de la sole 2 et de la nature, masse et viscosité du liquide pour sa mise en suspension et dispersion dans le gaz selon l'échange souhaité entre le liquide et le gaz, compte tenu de l'alimentation du liquide sur la sole 2 en continu, et la pression nécessaire du gaz provoquant la suspension, dispersion du liquide dans le gaz et de ce fait l'échange entre le liquide et le gaz, une fois l'échange réalisé selon un temps défini au préalable dépendant du débit d'alimentation, de la masse spécifique du liquide et de sa viscosité, de la nature du gaz diffusé, de sa pression de diffusion, le liquide ainsi traité se déverse par dessus la structure support en sa partie supérieure 7 jouant le role de déversoir, le liquide étant récupéré par une canalisation 8 afin d'étire évacué En cas d'arrtt de la diffusion du gaz une conduite d'évacuation 9 est placée en bas de la structure support I afin de récupérer le liquide qui s'écou- le au travers des perforations de la sole 2, la conduite 9 est obturée lors du fonctionnement de l'installation. Selon le procédé décrit, il est aisé de prévoir d'autres réalisations telles que celle représentée figure 2 où la structure support 10 est flottante sur une nappe horizontale importante de liquide 18; telle que par exemple étaye, canal, lagune, etc. la sole horizontale perforée 11 disposée à l'intérieur de la structure 10 délimitant une zone d'échange 3 supérieure et une canalisation de gaz en sa partie inférieure 4 est dotée en son centre d'une centrale comportant, couplés à l'arbre 12 du moteur 13, une pompe 14 et un ventilateur 15, la pompe 14 disposée dans une canalisation 16 a pour but de prélever en continu le liquide et de l'amener sur la sole perforée 11 tandis que le ventilateur 15 a pour fonction de puiser le gaz à l'extérieur et de l'injecter sous la sole perforée 11 à une pression nécessaire pour provoquer la suspens sion du liquide et l'échange souhaité, Lorsque échange entre le liquide et le gaz est réalisé, le liquide s'évacue par débordement en la partie supérieure 17 de la structure support 10. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour provoquer les échanges physiques et/ou chimiques entre un liquide et un gaz, caractérisé en ce qu'il consiste en la mise en suspension d'une nappe de liquide horizontale par un flux gazeux homogène et vertical, de sorte à provoquer la dispersion du liquide dans le gaz selon une durée préalablement définie suivant la masse spécifique et la viscosité du liquide, la nature du gaz et l'échange et/ou mélange souhaités. 20) Installation pour l'exécutiondu procédé caractérisée en ce qu'elle comprend une structure support fixe, mobile ou flottante dans laquelle est disposée une sole horizontale perforée délimitant deux zones, une supérieure d'échange et une inférieure canalisant le gaz propulsé ou sous-pression nécessaire destiné à provoquer la mise en suspension et dispersion du liquide amené en continu sur la sole, lors de la diffusion du gaz au travers des évidements de la sole. 3 ) Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que le liquide apurés échange s'évacue par débordement au-dessus de la structure support jouant le rôle de déversoir. 4 ) Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que la structure flottante est disposée sur une nappe horizontale de liquide, le liquide étant puisé en partie basse en continu au moyen d'une pompe couplée à un arbre de moteur et amené sur la sole où un ventilateur couplé à l'arbre du moteur injecte le gaz sur la sole qu'il puise à ltextérieur.