Brevet FR2467626A1 — publié le 19810430

L'invention se rapporte à un laveur à fente annulaire pour épuration de gaz industriels (en particulier pour l'épuration de gaz d'échappement de convertisseurs, de gueulards, etc.), comprenant un canal d'écoulement, un corps interne et une fente annulaire située entre le canal d'écou- lement et le corps intrne, dont la largeur est modifiable par déplacement axial du corps interne, tandis que, en amont du corps interne suivant le sens d'écoulement, est disposée au moins une busse de pulvérisation du liquide de lavage. Il va de soi que de tels laveurs à fente annulaire présentent en général une section de forme exactement ou à peu près circulaire. On utilise comme liquide de lavage ordi- nairement de l'eau, l'eau de lavage circulant le plus souvent en circuit fermé. Les laveurs à fente annulaire du genre considéré connus (par la pratique) ont fait leurs preuves, et cela aussi bien dans la forme d'exécution comportant un corps interne en forme de goutte, mobile en direction axiale par rapport à une partie évasée du canal d'écoulement ou par rapport à un diaphragme, que dans la forme d'exécution de laveurs- diffuseurs. Dans un laveur-diffuseur, la conformation du canal d'écoulement est fondamentalement semblable à celle d'un venturi, et comprend une portion d'entrée allant en se rétré- cissant, puis une portion de sortie allant en s'élargissant, tandis que le corps interne se trouve toutefois en quasi totalité dans la région de la portion de sortie s'élargissant à la manière d'un diffuseur. Le corps interne présente en correspondance la forme d'un cône, dont le sommet peut s'avancer dans la portion d'entrée. La conception d'ensemble de laveurs- diffuseurs de ce type est en général telle qu'il apparaît dans la fente annulaire un ralentissement ou au moins qu'il n'y apparaît pas d'accélération, et qu'y soit créée une pression différentielle variant sensiblement linéairement. L'effet de lavage obtenu, le degré de séparation, également en ce qui concerne le grain limite qui n'est plus séparable, et le rendement dépendent de la pression différentielle qui, dans les laveurs à fente annulaire du genre considéré, est variable par réglage de la largeur de la fente et peut être adaptée à différentes conditions de fonctionnement ou à différentes exigences d'épuration. L'effet de séparation repose sur des forces mécaniques qui s'exercent sur les particules de poussière et sur les gouttes de liquide de lavage, tandis qu'un effet thermodynamique se superpose, car en général, au moins lorsque les gaz industriels à traiter sont saturés de vapeur d'eau ou subissent une saturation suffisante de la part du liquide de lavage, une condensation de vapeur d'eau a lieu également sur les particules de poussière, ce qui alourdit celles-ci et influence de ce fait 1O leur séparation. Les laveurs à fente annulaire connus sont, dans cette mesure, des séparateurs à effet d'inertie. Leur fonctionnement est déterminé par leurs paramètres mécanico- aérodynamiques. L'invention a pour but d'améliorer un laveur à fente annulaire du genre considéré en ce qui concerne son effet de séparation, les paramètres mécanico-aérodynamiques restant par ailleurs inchangés. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que le canal d'écoulement, au moins partiellement dans la région du corps interne, et le corps interne, au moins localement, constituent des électrodes engendrant un champ électrostatique à lignes de force sensiblement radiales et sont reliés à une source de haute tension appropriée. Il va de soi que les parties d'un laveur à fente annulaire selon l'invention qui fonctionnent en tant qu'électrodes de la manière décrite doivent être isolées. En règle générale, il est suffisant, pour créer le champ électrostatique, de charger électrostatiquement seulement le corps interne et de mettre à la terre le canal d'écoulement. Dans le laveur à fente annulaire selon l'invention, les gouttes de liquide de lavage ainsi que les particules de poussière traversent dans la fente annulaire un champ électro- statique offrant une grande intensité et de plus un important gradient de variation de l'intensité, suivant la conception de l'appareillage. Lorsque ces particules de poussière et/ou les gouttes de liquide de lavage sont chargées électro- statiquement, les particules chargées se déplacent dans le champ électrostatique conformément aux lois de l'électro- dynamique, de sorte que, d'une manière surprenante, la séparation de ces particules se trouve notablement améliorée. L'invention met à profit le fait que, dans de nombreux gaz d'échappement industriels, en particulier dans le cas des gaz de convertisseurs et des gaz de gueulards, les particules de poussière sont déjà chargées, alors que, au cours de la pulvérisation d'un liquide de lavage à l'aide d'une buse de pulvérisation, une charge a lieu d'ordinaire également. Le plus souvent, les particules de poussière, d'une part, et les gouttes de liquide de lavage, d'autre part, sont chargées différemment, de sorte que, dans le champ électrostatique, au delà de l'influence électrodynamique, la probabilité de choc entre les gouttes de liquide de lavage et les parti- cules de poussière est accrue. Il entre dans le cadre de l'invention d'influer sur la charge des particules de poussière ou la charge des gouttes de liquide de lavage. On peut ainsi prévoir, dans le canal d'écoulement, en amont du corps interne, d'une part des électrodes d'émission ou de décharge et d'autre part des agencements ayant une influence dite inductive sur la charge des gouttes d'eau lors de la pulvérisation. A cet effet, on peut prévoir, selon l'invention, en amont du corps interne suivant le sens d'écoulement, au moins une électrode de décharge ou d'émission disposée dans le canal d'écoulement, qui s'avance dans la région de la buse de pulvérisation par une partie terminale n'ayant pas d'effet d'émission ou de décharge. Les électrodes de décharge fonctionnent alors dans le domaine de décharge par effet couronne négatif, comme il est usuel dans les électrofiltres; elles émettent des électrons qui se fixent sur les particules de poussière et créent ainsi une charge pour celles-ci. La partie terminale, qui s'avance dans la région des buses de pulvérisation et n'a plus d'effet de décharge, apporte par l'effet d'induction précité une charge positive des gouttes de liquide de lavage. On peut aussi faire en sorte que le corps interne comporte des élec- trodes d'émission ou de décharge insérées dans son enveloppe, qui, pour leur part, fonctionnent dans le domaine de décharge par effet couronne et émettent des électrons, mais qui déter- mine- t aussi le Éhamp êlectrostatique radial. Comme déjà mentior.neé 1dadns le -delà B c-nte annulaire selon l'invention, est d'ordinaire disposée, en amont du corps interne suivant le sens d'écoulement, au moins une buse de pulvérisation du liquide de lavage, qui, selon l'invention, doit être agencée pour l'obtention de gouttes de liquide de lavage chargées positivement. L'enseignement de l'invention peut être mis en pratique avec des laveurs à fente annulaire comportant un corps interne en forme de goutte au sens des explications données précédemment. Mais il est de préférence mis en pratique sur des laveurs à fente annulaire conformés, de la manière indiquée au début, à la façon de laveurs- diffuseurs. On parvient justement, dans cette forme d'exé- cution, à une amélioration surprenante du rendement et du degré de séparation avec un grain limite extrêmement petit, les paramètres mécanico-aérodynamiques du laveur à fente annulaire restant par ailleurs égaux. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente partiellement, en coupe axiale, un laveur à fente annulaire selon l'invention. La figure la représente, à échelle agrandie, le détail B de l'objet de la figure 1. La figure 2 représente une coupe suivant la ligne A-A de l'objet de la figure 1. Le laveur à fente annulaire que représente la figure 1 est destiné à l'épuration des gaz industriels. Ses sections droites perpendiculaires au plan du dessin sont à peu près partout de forme circulaire, bien qu'on puisse également réaliser un tel laveur à fente annulaire avec des sections s'écartant de la forme circulaire pour prendre par exemple une forme elliptique. En tout cas, le laveur à fente annulaire comprend dans sa structure un canal d'écoulement 1, un corps interne 2 et une fente annulaire 3 située entre le canal d'écoulement 1 et le corps interne 2. La largeur de cette fente annulaire est modifiable par déplacement axial du corps interne 2 comme l'indique la double flèche. En amont du corps interne 2 suivant le sens d'écoulement est disposée au moins une buse 4 de pulvérisation du liquide de lavage, qui est ordinairement de l'eau. La disposition est telle que le canal d'écoulement 1, au moins partiellement et au moins dans la région du corps interne 2, et le corps interne 2, au moins par places, consti- tuent des électrodes engendrant un champ électrostatique lignes de force sensiblement radiales et sont reliés à une source de haute tension appropriée. Les électrodes ainsi formées, ou l'une d'elles, sont bien entendu installées avec une isolation appropriée. Sur la figure 1, les éléments 5 assurent une telle isolation et procurent au corps interne 2 en quelque sor'e une suspension isoiée. L'application de la tension a lieu au moyen d'un conducteur 6 qui passe à travers une fixaton 7. L'exemple d'exécution correspond à une forme d'exécution préférée de l'invention, dans laquelle seul le corps interne 2 est chargé lectrostatiquement, tandis que le canal d'écoulement 1i est mis à la terre dans la région du corps interne. Mais la disposition inverse est également possible, tandis qu'il est en général suffisant de ne conformer le corps interne que partiellement en tant qu'électrode. Une cage E dessinée en trait mixte indique que, en amont du corps interne 2 suivant le sens d'écoulement, peuvent être disposées des électrodes d'émission ou de décharge 8 qui s'avancent dans la région de la buse de pulvérisation 4 par des parties terminales 9 n'ayant pas d'effet d'émission. D'autre part, on a indiqué sur le figures qu'également le corps interne 2 comporte des électrodes de décharge 10 insérées dans son enveloppe, qui fonctionnent d'une part en tant qu'électrodes de décharge dans le domaine de décharge par effet couronne, mais aussi créent le champ électrostatique qui, comme expliqué plus haut, exerce des forces électrodynamiques sur les particules de poussière à séparer ou les gouttes de liquide de lavage. En tout cas, la buse 4 de pulvérisation du liquide de lavage est avanta- geusement conformée de telle manière qu'elle crée ou fournisse des gouttes de lavage chargées positivement. Dans le présent exemple et suivant une forme d'exé- cution préférée de l'invention, le laveur à fente annulaire est du type laveur-diffuseur. Le canal d'écoulement i est, cet effet, conformé dans son ensemble comme un canal venturi, avec une portion d'entrée a allant en se rétrécissant et une portion de sortie b allant en s'élargissant à la manière d'un diffuseur. Le corps interne 2 est un tronc de cône qui se situe pratiquement entièrement dans la région de la portion de.sortie b s'élargissant à la manière d'un diffuseur et se prolonge toutefois quelque peu dans la portion d'entrée a. REVENDICATIONS 1. Laveur à fente annulaire pour épuration de gaz industriels, comprenant un canal d'écoulement, un corps interne et une fente annulaire située entre le canal d'écou- lement et le corps interne, dont la largeur est modifiable par déplacement axial du corps interne, tandis que, en amont du corps interne suivant le sens d'écoulement, est disposée au moins une buse de pulvérisation du liquide de lavage, caractérisé par le fait que le canal d'écoulement (1), au moins partiellement dans la région du corps interne (2), et le corps interne (2), au moins localement, constituent des électrodes engendrant un champ électrostatique à lignes de force sensiblement radiales et sont reliés à une source de haute tension appropriée. 2. Laveur à fente annulaire selon la reven- dication 1, caractérisé par le fait que, en amont du corps interne (2) suivant le sens d'écoulement, est disposée dans le canal d'écoulement (1) au moins une électrode de décharge (8) qui s'avance dans la région de la buse de pulvérisation (4) par une partie terminale (9) n'ayant pas d'effet de décharge.