Brevet FR2497466A1 — publié le 19820709

L'invention concerne des colonnes de lavage, des- tinées à purifier de l'air résiduaire et des gaz à l'aide d'un liquide de lavage,comprenant plusieurs étages de lava- ge, dans lesquels une couche de pulvérisation est créée en faisant recirculer plusieurs fois le liquide. On connaît des laveurs à pièces rapportées de divers types, par exemple à corps de garnissage, à grilles, à plateaux à calottes et à plateaux perforés qui,toutes, ont pour but de répartir le liquide de lavage sur une grande surface afin de réaliser une surface d'échange aussi gran- de que possible entre le liquide et le gaz. La répartition du liquide pour la création des surfaces limites de con- tact entre le gaz et le liquide est obtenue dans ces la- veurs par l'énergie du gaz à laver. En raison de la dé- viation et de l'accélération répétéesdu gaz, ces laveurs ont une grande perte de chargequi porte beaucoup attein- te à l'effet d'échange et à la capacité de charge du la- veur. Comme il est plus économique de créer la ré- partition sur une grande surface du liquide de lavage par de l'énergie provenant de-la pression, on a développé des laveurs à pulvérisation d'un type différent. Dans ces la- veurs,le liquide de lavage est réparti par des buses de pulvérisation et est pulvérisé dans la colonne de lavage, principalement suivant la direction axiale, mais en partie aussi suivant la direction radiale. Le processus de la- vage dans ces laveurs,dans lesquels on met très mal à pro- fit le volume total de la colonne pour effectuer l'échange de matière entre le gaz et le liquide, se déroule dans un seul étage. Pour obtenir une meilleure utilisation du volume total de la colonne comme chambre d'échange, on a développé des laveurs à plusieurs étages, dans lesquels le liquide de lavage est pulvérisé par des éléments répartiteurs tournants, montés dans la chambre de la colonne et recircule plusieurs fois dans chaque étage de lavage. Ces laveurs ont une perte de charge très faible et ont un bon effet de lavage en raison du mode de travail en plusieurs étages. Les la- veurs à plusieurs étages ont cependant l'inconvénient que les pièces rapportées empêchent le libre passage du gaz à laver et portent atteinte ainsi au débit et que l'usure naturelle des pièces rapportées mobiles, comme des ar- bres d'entraînement et des paliers d'arbres pour les élé- ments répartiteurs tournants, exige un entretien régulier qui est coûteux. L'invention vise une colonne de lavage ayant une perte de charge minimale,dont la construction évite l'uti- lisation de pièces mobiles pour le dispositif de pulvérisa- tion du liquide. L'invention a donc pour objet une colonne de la- vage du type décrit ci-dessus, caractérisé par des buses de pulvérisation, qui sont alimentées en liquide sous pression et qui sont destinées à créer une couche de pulvérisation dans la chambre de lavage, exempte de pièces rapportées, de chaque étage, ainsi que par un dispositif de recirculation comprenant une rigole collectrice pour les gouttelettes de la couche de pulvérisation recueillies sur la paroi de la colonne, ainsi qu'une pompe de circulation, qui est disposée en dehors de la chambre de lavage et qui est destinée à ali- menter les buses de pulvérisation en liquide de lavage pro- venant de la rigole collectrice. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, les buses de pulvérisation sont montées sur l'enveloppe de la colonne et sont réparties dans chaque étage de lavage à des hauteurs différentes sur le pourtour de l'enveloppe de la colonne,en ayant des directions de pulvérisation sembla- bles ou différentes. Suivant un mode de réalisation préféré de l'in- vention,les buses de projection sont agencées en buses à jet plat. Dans un autre mode de réalisation de la colonne de lavage suivant l'invention, les buses de pulvérisation de chaque étage de lavage sont montées sur un tube de pul- vérisation particulierqui est disposé coaxialement à l'a- xe longitudinal de la colonne. Suivant l'invention, la colonne de lavage peut être de type vertical ou horizontal. Dans la colonne de lavage suivant l'invention, presque toute la section transversale de la colonne est une section droite de passage libre pour le gaz, de sorte que la perte de charge est extrêmement faible. En raison de cette perte de charge minimale, la colonne de lavage se ca- ractérise par un très bon effet d' échange et par une capacité de charge élevée. Enfin la colonne de lavage ne nécessite un entretien qu'à de très grands intervalles de temps,en raison de la suppression des pièces mobiles sujettes à l'usu- re dans le dispositif de pulvérisation et présente ainsi des coûts de fonctionnement nettement plus bas que les la- veurs connus. L'invention est explicitée dans la suite sur des exemples de réalisation illustrés au dessin dans lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une colonne de lavage verticale, et La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'u- ne colonne de lavage horizontale représentée de manière schématique. La colonne 1 de lavage suivant la figure 1 présen- te par exemple trois étages 2 de lavage,dans lesquels la couche 3 de pulvérisation,de grande surface, en un liquide de lavage réparti dans une chambre d'échange exempte de piè- ces rapportées, est mise en contact étroit avec le gaz ou avec l'air résiduaire qui doivent être purifiés. La couche 3 de pulvérisation de chaque étage 2 de lavage est créée par des buses 4 de pulvérisation à jet plat, qui sont disposées sur le pourtour intérieur de l'enveloppe 5 de la colonne, à des hauteurs différentes, en ayantune direction de pulvérisation radiale. Le gaz à laver entre dans la colonne 1 par l'admission 6 se trouvant dans le bas, traverse les étages 2 de lavage,dans lesquels le gaz est débarrassé des impu- retés par lavage à l'aide du liquide de lavage,ainsi qu'un séparateur 7 de gouttelettes,qui est disposé dans un dôme de la colonne 1 de lavage et qui est destiné à séparer les goutellettes de liquide éventuellement entraînées par la vapeur et sort par l'ouverture d'échappement 8 de la co- lonne de lavage. Le liquide de lavage s'écoule par le conduit 9 d'amenée dans la rigole 10 collectrice de l'éta- ge de lavage supérieur. Dans les étages de lavage, le liquide de lavage est envqyé par une pompe 11, de la rigole 10 col- lectrice dans les buses 4 à jet plat,qui pulvérisent le liquide de lavage en direction radiale dans la colonne et qui créent dans les étages de lavage,en raison de leur décalage en hauteur,une couche de pulvérisation ou des zo- nes de pulvérisation constituées de plusieurs couches pa- rallèles s'étendant suivant diverses directions. L'échange de matière s'effectue entièrement dans la couche de pulvé- risation,dans laquelle le gaz à purifier vient en contact intime avec le liquide de lavage pulvérisé en une grande surface d'échange. Les pompes 11 transportent un multiple de la quantité de liquide à amener, de manière à assurer dans chaque étage 2 de lavage, la création d'une couche 3 de pulvérisation suffisamment dense pour tirer parti. d'une manière optimale,dans chaque étage de lavage,du pou- voir d'absorption du liquide de lavage. Les gouttelettes de liquide de lavage pulvérisées sont collectées par l'enveloppe 5 de la colonne et retour- nent, en s'écoulant sur celle-ci, dans les rigoles 10 col- lectrices. On fait ainsi circuler plusieurs fois en cir- cuit fermé le liquide de lavage dans chaque étage 2 de la- vage. L'excès de liquide de lavage s'écoule au-dessus du bord 10a extérieur de trop-plein des rigoles 10 col- lectrices, ce bord étant plus bas que le bord 1Ob inté- rieur des rigoles collectrices,pour aller dans la rigole collectrice sousjacente de l'étage 2 de lavage venant immédiatement ensuite. Le liquide de lavage chargé d'impuretés est éva- cué par la sortie 12 de la queue 13 de la colonne de la- vage. Le mode de réalisation horizontal,parfois avanta- geux pour des motifs de place,de la colonne 14 de lavage suivant la figure 2,dans laquelle les composants qui sont semblables ou identiques à ceux de la colonne 1 verticale de lavage sont désignés par les mêmes numéros de référence/ fonctionne en principe de la même manière que la colonne de lavage verticale. Le liquide de lavage pulvérisé est recueilli à la partie inférieure de la colonne 14 horizon- tale de lavage dans des chambres 16 séparées par des dé- versoirs 15 et s'écoule,en raison de la hauteur différente des déversoirs, d'une chambre à la suivante vers la queue 13 et de là est soutiré par la sortie 12. A la figure 1,on indique un autre mode de réali- sation d'une colonne de lavage,qui convient pour de grands diamètres de colonne, dans lequel les buses 4 de pulvé- risation de chaque étage 2 de lavage sont montées dans un tube 17 de pulvérisation particulier,qui est disposé coaxia- lement à l'axe 18-18 longitudinal de la colonne et qui est raccordé à la pompe 11 de circulation par un tuyau 19 sor- tant à l'extérieur de la colonne. REVENDICATIONS 1) Colonne de lavage, destinée à purifier de l'air résiduaire et des gaz à l'aide d'un liquide de lavage, com- prenant plusieurs étages (2) de lavage, dans lesquels une couche (3) de pulvérisation est créée en faisant recirculer plusieurs fois le liquide, caractérisée par des buses (4) de pulvérisation, qui sont alimentées en liquide sous pres- sion et qui sont destinées à créer une couche (3) de pulvérisation dans la chambre de lavage, exempte de pièces rapportées, de chaque étage (2), ainsi que par un dispositif de-recirculation comprenant une rigole (10) collectrice pour les gouttelettes de la couche (3) de pulvérisation, recueillies sur la paroi (5) de la colonne, ainsi qu'une Dompe de circulation, qui est disposée en dehors de la chambre de lavage et qui est destinée à alimenter les buses (4) de pulvérisation en li- quide de lavage provenant de la rigole (10) collectrice. 2) Colonne de lavage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les buses (4) de pulvérisation sont montées sur l'enveloppe (5) de la colonne (1, 14). 3) Colonne de lavage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les buses (4) de pulvérisation de cha- que étage (2) de lavage sont décalées en hauteur. 4) Colonne de lavage suivant l'une des revendications I à 3, caractérisée en ce que les buses (4) de pulvérisation de chaque étage (2) de lavage sont réparties sur le pourtour de l'enveloppe (5) de la colonne en ayant des directions de pulvérisation semblables ou différentes. ) Colonne de lavage suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les buses (4) de pulvérisation de chaque étage (2) de lavage sont montées sur un tube (7) de pulvérisation particulier, qui est disposé coaxialement à l'axe (18-18) longitudinal de la colonne. 6) Colonne de lavage suivant l'une des revendications I à 5, caractérisée en ce que les buses (4) de projection sont agencées en buses à jet plat. 7) Colonne de lavage suivant l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce que la colonne (1) est du type vertical. 8) Colonne de lavage suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la colonne (14) est disposée horizontalement.