Brevet FR2442072A1 — publié le 19800620

La présente invention concerne une unité d'épuration de gaz polluants ou autres par lavages dynamiques et répétitifs et absorption finale sur charbons actifs. On connait les systèmes habituels tels les tours de lavage cd les gaz traversent depuis la base et verticalement des empilages d'éléments de contact tandis que le liquide de lavage est admis par le haut de l'appail. D'autres systèmes ou groupes d'épuration (tel le cyclone) admettent les gaz par le haut, le liquide étant injecté également par le haut dans le même sens ou a contresens, mais les gaz sont ici aussi en général traités a la verticale du haut vers le bas ayant ou non traversé des éléments de mouillages forcés avant leur évacuation du bas vers le haut par le conduit central du cyclone.Il en résulte divers inconvénients qui sont notamment : pertes de charge importantes, encrassement ou colmatage des éléments de contact empilés ainsi que des canali- sations de transfert vers un décanteur ou un filtre qui sont en général distincts du laveur lui-même. De plus il est pratiquement impossible avec ces systèmes qui imposent un certain encombrement en hauteur de superposer 2 modes de traitement oomplèm- entaires dans un volume compact. le système, objet de la présente invention evite les divers inconvé- nients ci-dessus exposés. En effet, 10 - Il supprime, ou compense les pertes de charge, du fait de son lavage dynamique des gaz. 20 - Il évite les encrassements habituels d'une part dans les éléments de contact us pilés du fait que le lavage s'effectue en traversant les éléments de contact non/empilés à l'horizontale, mais disposés à la verticale dans les zones élargies des couloirs, lesquels étant constitués de parois également verticales, les résidus de lavage tombent directnt dans le liquide de la cuve cd sont disposés en partie haute les cloisons des couloirs et les éléments de contacts constamment débarrassés des résidus par le jet des pulvérisateurs qui s'y concentre.D'autre part la décantation des résidus directement dans cette mime cuve supprime l'emploi de oanalisation de transfert sujettes a colmatages. 3 - ~ Enfin du fait que les opérations ci-dessus de décantation et de lavage des gaz s'effectuent dans une même cuve cuve et sur des plans superposés horizontaux cette conception peeeet de compléter la phase préalable d'épuration ainsi effectuée par une phase oomplèmentaire finale d'adsorption des gaz par passage a travers un filtrede charbons actifs disposé pour une bonne condition de répertition des gaz c'est-à-dire a l'horizontale, au dessus du laveur, et ceci sans augmenter l'encombrement au sol et en réduisant au maximum la hauteur de l'ensemble La description ciedessous et les dessins 1 à 3 démontrent à titre d'exemple non limitatif comment l'invention peut-etre réalisée suivant sa forme préférentielle. La figure 1 est un schéma de l'unité d'épuration vue de face. La figure 2 est une vue de dessus en coupe suivant AA, du laveur. La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant BB, de l'unité d'épuration représentée par la figure 1. L'unité d'épuration, objet de la présente invention est ainsi conçue sous sa forme préférentielle Les gaz à épurer sont admis par une ouverture médiane 1 sur la paroi verticale du côté d'une cuve 2 de forme carrée ou rectangulaire. Cette cuve étant disposée sur un plan horizontal, contient dans sa partie inférieure un liquide approprié au lavage des gaz à épurer. A l'intérieur de cette cuve 2, partant de la paroi supérieure et n'atteignant pas le fond de la cuve, sont disposés côte à côte et verticalement des éléments de cloisons 3, terminés chacun sur leur longueur par un coude 4 délimitant l'admission des gaz dans le couloir suivant. Un espace entre chaque cloison étant calculé en fonction du débit des gaz à épurer. Ces gaz décrivent ainsi un cheminement horizontal en passant d'un couloir dans l'autre depuis le centre de l'appareil et jusqu'aux extrémités opposées de la cuve où se situent les admissions 5 des gaz lavés et épurés sous un second caisson 6 placé au dessus de la première cuve, et décrit plus loin. Les cloisons délimitant ainsi les couloirs sont symétriquement contrepliées suivant angles préférentiels formant à l'entrée de chaque couloir des espaces convergents - divergents sur des plans verticaux. Des rampes verticales 7 alimentant des pulvérisateurs 8 sont disposées à l'entrée de chacun de ces convergents -divergents, et en libérant l'énergie d'un liquide neutralisant ou autre sous pression, ces pulvérisateurs projettent violemment les gaz d'un couloir dans l'autre engendrant des effets venturis d'au- to-dépression dont l'intensité varie en fonction des débits et pressions des deux fluides :gaz et liquides pulvérisés, du fait que le liquide réactif pulvérisé (neutralisant ou autre) est d'une préssion très supérieure à celle des gaz à épurer. Ces effets d'auto-dépression tendent à réaspirer les gaz provenant du couloir précédent, diminuant les pertes de charge engendrées par les coudes 4 et les éléments de lavage ci-après décrits. Chaque couloir pouvant aussi comporter dans sa longueur plusieurs convergents-divergents munis de rampes 7 de pulvérisateurs 8. Le mélange gaz/gouttelettes ainsi projeté avec accélérations dans les divergents des couloirs, aboutit après chaque col venturi 9 contre un réseau de mouillages forcés disposé dans la partie la plus large du ou des divergent(s) de chaque couloir et sur une longueur qui sera en fonction des effets de lavages recherchés. Ce réseau de mouillages est formé d'un ensemble de lamelles en tôle perforée 10, disposées verticalement dans la zône la plus large du divergent de chaque couloir, et laissant entre elles un espacement régulier, ou croissant, ou bien sont disposées pour constituer une succession de zones d'élargissement maxima (ou ventre) et des zones ressérées, à travers lesquelles les gaz produisent des turbulences. Ces lamelles de tôle perforée 10 étant multipliées suivant des ondes ou plis verticaux, il en résulte que le mélange gaz/gouttelettes projets contre ce réseau de lamelles subit des effets de brassages intenses, prolongés et répétés, factuers d'efficacité d'épuration physico-chmique. Pour obtenir un meilleur résultat des rampes de pulvérisateurs peuvent être disposées a la sortie des réseaux de mouillages forcés afin de laver les gaz à contre courant. Les gaz ainsi lavés pénètrent par les coudes 4 à 1800 cités précédemment dans les couloirs suivants svmétriaues aux premiers mais de sens contraire et aboutissent ainsi à l'entrée d'une nouvelle zone venturi 9 munie identiauement d'une rampe de pulvérisation, d'un réseau de mouillages forcés et d'un coude de réadmission des gaz dans le couloir suivant tel que décrit cidessus. Les bords supérieurs des parois verticales dont les pliages forment les couloirs venturi précédemment décrits, sont fixés de façon étanche sur une paroi 11 qui ferme la partie supérieure de la cuve 2 du laveur. Par contre, les bords inférieurs 12 de ces cloisons trempent dans le liquide réactif contenu dans la partie inférieure de la cuve, le liquide formant ainsi une paroi étanche aui ferme la partie basse des couloirs, ce qui permet aux impuretés diverses et sels formés par les réactions chimiques d'épuration, de tomber directement dans le fond de la cuve 2 où ils se décantent (éliminant ainsi toutes canalisations de transfert sujettes à colmatages, engorgements, abrasions ou entartrages) avant d'être réinfectés par pompe 13 dans les pulvérisateurs si le liquide est recvclé. Les gaz qui ont commencé leur parcours au centre du laveur où ils se sont divisés en deux circuits svmétriques, terminent ce parcours en arrivant sur chacun des côtés opposés du laveur et sont admis dans le dernier couloir 14, de chaque circuit des gaz. Avant l'admission dans ces derniers couloirs 14, et dans le dernier coude, est disposé un garnissage en paille d'inox 15 afin d'essorer les gaz. Les gaz essorés pénètrent ainsi dans ce dernier couloir en haut duquel et sur toute sa paroi supérieure est aménagée une ouverture permettant l'admission des gaz dans un espace libre 16 aménagé sous toute la surface inférieure d'une paroi perméable supportant les charbons actifs contenus dans un caisson horizontal 17. Ce caisson 17 occupe la même surface horizontale que la cuve 2 du laveur qu'il surplombe sauf l'espace nécessaire au dégagement des rampes de pulvérisation7. Afin que les gaz admis sous le caisson de charbons actifs 17 par les ouvertures latérales déjà décrites, se répartissent d'une façon uniforme sous l'ensemble de la surface des charbons actifs, et quelle que soit la pression des gaz, un déflecteur 18 perforé et incliné dans un sens ascendant est placé au dessus de ces ouvertures d'admission 5. Les gaz ayant traversé verticalement la couche de charbons actifs 17 pénètrent sous un couvercle 19 à double pente et débordant pour protéger les charbons actifs des intempéries. Sous ces parties inclinées débordantes sont aménagées des ouvertures grillagées 20 pour la dispersion dans l'atmosphère des gaz épurés. Deux portes latérales 21 permettent la sortie directe des gaz après le lavage de ceux-ci, sans passer par les caissons de charbons actifs. La cloison verticale 22 figure 2 et 3 qui sépare le circuit de lavage en deux demi-circuits symétriques, côté droit et coté gauche, est prolongée jusque dans l'admission des gaz, permettant ainsi d'utiliser cette admission en même temps, avec les deux demi-circuits ou bien avec un seul des demi circuits procurant une plus grande souplesse d'utilisation (débits des gaz ou modes de traitements différents). Selon une variante les couloirs peuvent être constitués de parois rectilignes laissant entre elles des espaces croissants ou décroissants. Selon une autre variante les rampes de pulvérisateurs peuvent être disposées horizontalement, traversant les parois verticales de la cuve ainsi que des couloirs, et projettant le flux de pulvérisation à la verticale (de bas en haut ou de haut en bas) sur les gaz qui traversent ces couloirs dans le sens horizontal. Selon une autre variante la cloison verticale 22 qui sépare le laveur en deux demi circuits de lavage distincts est prolongée d'une part vers le bas jusqu'au fond de la cuve contenant le liquide de lavage, d'autre part vers le haut jusqu'au couvercle de l'installation divisant ainsi en deux parties symétriques la totalité de l'unité d'épuration, et notamment les charbons actifs en deux compartiments distincts, ce qui permet un fonctionnement en cycles alternés. Selon une dernière variante le compartiment de charbons actifs peut être remplacé par deux compartiments indépendants situés l'un au dessus de l'autre et décalés, recevant chacun les gaz lavés sortant du circuit du demi laveur qu'il surplombe. REVENDICAIICNS 1 - Unité d'épuration et d'adscrpticn des gaz essentiellement asmposée d'une cuve disposée sur un plan horizontal, contenant un liquide propre à l'épuration des gaz, qui sera injecté par recyclage ou non dans les gaz traversant un élément laveur placé en partie haute de cette cuve. Les gaz sont admis dans le laveur par une entrée médiane de la paroi verticale de la cuve et décrivent un circuit double et symétrique par un cheminement à travers des couloirs horizontaux. Ces couloirs sont constitués par des parois verticales qui trempent dans le liquide de la cuve et sont fixées sur un couvercle horizontal qui ferme le haut de la cuve d'une façon étanche mais amovible; la paroi inférieure du couloir étant formée par la surface du liquide dela cuve. Ces parois verticales laissent entre elles un espace pour le passage des gaz qui sont admis dans le couloir suivant par un coude, formé par des cloisons mitoyennes. lesdits couloirs étant munis de rampes de pulvérisateurs destinés à mouiller les gaz, et arnpartant aussi des éléments de lavages forcés. le dernier coude corresndant à chacun des parcours droite et gauche du laveur est muni d'un élément d'éssorage en paille d'inox. La paroi supérieure du dernier couloir comporte une ouverture permettant l'admission des gaz lavés et essorés sous un compartiment horizontal contenant des charbons actifs. Au dessus de cette ouverte d'admission de chacun des deux circuits décrits, est disposé un déflecteur en tôle perforée, placé dans un sens ascendant par rapport à l'admission, et répartissant les gaz sous le oomparti- ment de charbons actifs situé au dessus. Ce coupartiment est constitué par une enceinte rectangulaire formée de quatre parois verticales se situant au dessus du laveur et occupant toute la surface de celui-ci sauf l'espace nécessaire au dégagement des rampes de pulvérisation et permet de revoir au moins un caisson horizontal contenant des charbons actifs. Les gaz traversent les parois perméables basse et haute enserrant les charbons actifs et aboutissent sous un couvercle à double pente, pourvu sous les deux côtés débordants d'ouverures pour la sortie des gaz épurés. - 2 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon revendication 1 caractérisée en ce que lesdites parois verticales sont contrepliées pour former des convergents -divergents à l'entrée desquels sont situées les rampes de pulvérisateurs; les éléments de lavages forcés étant placés dans les parties élargies divergentes des couloirs. Ces éléments de lavage sont formes de lamelles verticales perforées, pliées ou ondulées dans le sens vertical; un espacement entre ces lamelles étant calculé pour le passage des gaz en fonction des pertes de charge admissibles suivant les cas. 3 - Unité d' épuration et d'adsorption des gaz selon revendication 2 caractérisée en ce que chaque couloir comporte dans sa longuer plusieurs conrergeants - divergents munis de rampes de pulvérisateurs et de réseaux de mouillages forcés. 4 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que des pulvérisateurs sont disposés à la sortie des réseaux de mouillages forcés 10 afin de laver les gaz à contre courant à leur sortie de cas éléments de lavages forcés. 5 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon revendication 2 caractérisée en ce que chaque lamelle est disposée pour constituer une succession de zones d'élargissement maxima (ou ventres) et de zones ressérées à travers lesquelles les gaz produisent des turbulences. 6 - Unité d' épuration et d'adsorption des gaz selon revendication 2 caractérisée en ce que les lamelles présentent entre elles un espaceent regulier ou bien croissant ou décroissant. 7 - Unité d' épuration et d'adsorption des gaz selon revendication 1 caractérisée en ce que les couloirs sont constitués de parois rectilignes laissant entre elles des espaces garnis d'éléments de contact ou mouillage, ces espaces étant croissants ou décroissants selon la nature des réactions rrherchees. 8 - Unité d' épuration ou d'adsorption des gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les rampes de pulvérisateurs sont disposées verticalement. 9 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon l'une quelconque des revendications 1,4,5,6,7 à l'exclusion de tout rattachement aux revendica tions 2 et 3, caractérisée en ce que les rampes de pulvérisateurs sont disposées horizontalement et traversent les parois verticales de la cuve ainsi que des couloirs, projettant le flux de pulvérisation à la verticale (de bas en haut ou de haut en bas) sur les gaz qui traversent ces couloirs dans le sens horizontal. 10 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la cloison verticale 22 qui sépare le laveur en deux demi circuits de lavages distincts, côté droit et côté gauche, est prolongée d'une part vers le bas pour séparer totalement en un côté droit et un côté gauche la cuve contenant le liquide, d'autre part cette même cloison séparatrice est prolongée en partie haute jusqu'au couvercle de l'installation, divisant ainsi en deux partiesh metriques la totalité de l'unité d'épuration, et notamment les charbons actifs en deux coepartiments distincts. Grâce à cette séparation, l'installation peut alors fonctionner en cycles alternés : d'un côté en lavage-essorage et adsorption des gaz; tandis que de l'autre côté peut s'effectuer la désorption des charbons actifs hors du caisson, ou bien sur place par admission d'un fluide désorbeur (air chaud, vapeur, ... ) par l'ouverture 21 entre le laveur et le compartiment de charbons actifs, une trappe fermant alors la communication 5 de la sortie du laveur. Dans ce cas de fonctionnement en cycles alternés, les orifices 20 de sortie des gaz sont raccordés à des tuyauteries vers un lieu de traitement final de certains corps, soit pour séparation par différences de températures, soit pour récupération par condensation (solvants, hydrocarbures) ou toute autre Opération. 11 - Unité d'épuration et d'adsorption des gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que au lieu d'un seul compartiment de charbons actifs sont disposés deux cccFartiments indépendants situés l'un au dessus de l'autre et décalés, afin de recevoir chacun les gaz lavés sortant du xsxx circuit du demi laveur qu'il surplombe. Cette disposition permet d'augmenter la capacité d'adsorption sous un faible volume de ltensemble.