Brevet FR2600553A1 — publié le 19871231

La présente invention concerne le dépoussiérage des gaz et a pour objet un procédé et un dispositif pour séparer des particules très fines, dont les dimensions sont inférieures à un micron, d'un courant gazez dont le débit est important et la concentration en poussières faible. L'invention peut, en particulier, trouver une application dans le dépoussiérage des gaz d'échappement des tours de prilling (granulation de nitrates ou d'uréej. On connait (FR 2.356.450) un procède de séparation de particules fines et très fines d'un courant de gaz, suivant lequel on pulvérise un liquide de lavage dans le courant gazeux, on divise ce courant en plusieurs courants partiels que lton projette les uns sur les autres les brusques changements de direction auxquels sont soumis #ces courants partiels dans les zones de collision soumettant les particules à des accélérations transversales élevées et provoquant leur pénétration dans les gouttelettes du liquide de lavage. Ce procédé ne permet pas d'obtenir un rendement de dépoussiérage convenable, dans les conditions énoncées ci-dessus : dimensions des particules inférieures a i em et faible concentration en poussières des gaz. On connait également un dispositif de dépoussiérage utilisable pour les applications envisagées et constituè' par des bougies filtrantes a faible vitesse de passage. Ce dispositif présente les inconvénients de créer une perte de charge importante sur le circuit des gaz et de s'encrasser rapidement. En outre il est#très volumineux et doit etre installé au niveau du sol, ce qui nécessite, dans le cas oh il équipe une tour de prilling, l'utilisation d'une conduite de liaison de grande longueur entre le haut de la tour et le dispositif de dépoussiérage. Le but de la présente invention est de dépoussiérer avec un rendement élevé, de tordre de 90 X, des débits de gaz -importants contenant en suspension, avec une faible concentration, des particules dont les dimensions sont inférieures à t m et de fournir un dispositif de dépoussiérage léger et compact pouvant, par exemple, etre installé en haut d'une tour de prilling Le procédé 0e dépoussiérage objet de l'invention consiste a soumettre les gaz à un prélavage par pulvérisation d'rr, liquide dans le courant des gaz, a provoquer l'agglomération des particules par passage du courant gazeux dans un ou plusieurs venturis, a pulvériser un liquide de lavage dans le courant des gaz, a provoquer la captation des poussières par les gouttelettes du liquide de lavage en divisant le courant des gaz en courants partiels que lton projette les uns contre les autres, et à séparer les gouttelettes du courant des gaz. Pour le prélavage on pourra utiliser le liquide séparé du courant des gaz dans la dernière étape du procédé ! cette solution a l'avantage d'augmenter la concentration en poussières du liquide de lavage et, par conséquent, de permettre une récupération économique de ces dernières, lorsqu'elles sont valorisables. Une première séparation des gouttelettes peut entre effectuée à la sortie des venturis. L'invention a également pour objet une installation de dépoussiérage comprenant, en série dans le sens d'écoulement des gaz, un premier dispositif de oulverisation d'un liquide, un ou plusieurs venturis, un second dispositif de pulvérisation d'un liquide de lavage, un dispositif de captation des poussières à canaux croisés, et un séparateur de gouttelettes. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est le schéma d'une installation de dénoussiérage conforme à I'invention l'invention La figure 2 est une coupe à grande échelle du dispositif de captation de poussières 2 cana croisés utilise dans les installations conformes à l'invention La figure 3 est une représentation schématique, en élévation, d'une autre installation de dépoussiérage réalisée conformément à l'invention ;; et La figure 4 est une vue de dessus, partiellement en coupe, de l'installation de la figure 3. L'installation de la figure 1 est constituée par une tour dans laquelle les gaz à dépoussiérer circulent de bas en haut La tour est équipée d'un premier jeu de buses de pulvérisation tfs, d'une série de venturis 12 disposes c8ti à cdte sur toute la section de la tour, d'un séparateur a chicanes 14, d'un second jeu de buses de pulvérisation 16, d'un dispositif de captation des poussières à canaux croisés 18 et d'un second séparateur a chicanes 2. Un ventilateur 22 fait circuler les gaz dans la tour, de bas en haut, et les évacue vers une cheminée. Les buses 10 sont alimentées en liquide de lavage par une pompe 24 dont l'aspiration est reliée à un réservoir 26 les jets émis par les buses 1O sont dirigés horizontalement, perpendiculairement à la direction du courant gazeux. Cette pulvérisation assure un prélavage des gaz, certaines particules étant captées par les gouttelettes et entrainées par celles-ci, et leur saturation. Le liquide chargé de poussières se rassemblant dans le bas de la tour est ramené dans le réservoir Les venturis 12 forment une série de passages convergents-divergents dans lesquels ltécouiement turbulent et la détente adiabatique des gaz provoquent l'agglomération des poussières conduisant à la formation de particules plus grosses.Il s'agit de venturis non arrosés et a faible perte de charge. Dans le séparateur 14, les gouttelettes entrai nées par les gaz sont séparées de ces derniers ; ces gouttelettes sont collectées et le liquide recueilli est amené au bas de la tour par des moyens classiques. Les buses 16 sont alimentées en liquide de lavage par une pompe 28 dont l'aspiration est branchée sur un second réservoir rxj, Les jets émis par les buses 16 sont dirigés vers le haut de telle sorte que la majeure partie des gouttelettes traversent, avec les gaz, le dispositif 18. Celui-ci est constitué de barreaux horizontaux parallèles disposés de façon à diviser le courant des gaz chargés de gouttelettes en courants partiels et à obliger ces courants partiels à passer dans des canaux qui se croisent (figure 2) ; aw: points de croisement des canaux les courants partiels sont projetés à grande vitesse les uns contre les autres dans un espace réduit et l'effet d'impact et de turbulence qui en résulte oblige les poussières å pénétrer dans les gouttelettes du liquide de lavage. Le séparateur 20 est analogue au séparateur 14. Les gouttelettes de liquide chargées de poussières, séparées des gaz dans cet appareil sont recueillies dans un collecteur intermédiaire situé a#u-dessus du séparateur 14 et le liquide est ramené au réservoir 30. Le liquide de lavage passe du réservoir ZO au réservoir 26 par débordement. L'utilisation pour le prélavage des gaz du liquide de lavage permet d'augmenter ga concentration en poussières, puisqu'il se charge de nouvelles particules et subit une évaporation au cours de cette opération, ce qui diminue le coat du traitement que doit ensuite subir le liquide de lavage pour en séparer les poussières. L'installation de dépoússiérage représentée sur les figures et 4 est destinée à etre placée au sommet d une tour de Drilling. Elle est constituée de quatre unités semblables groupées par- paires.Chaque uni te comporte une chambre verticale 40 au sommet de laquelle est raccordée une chambre horizontale. 42 qui est elle-même raccordée à une conduite d'évacuation verticale 44, de sorte que les gaz admis latéralement au bas de la chambre verticale subissent un premier changement de direction des leur entrée dans cette chambre, puis un deuxième changement de direction au sommet de celle-ci et un troisième changemerlt de directon à l'extrémité de la chambre 42. L'équipement de chaque unité est le même eue celui de la tour de l'installatinn de la figure 1 et comprend : des buses de prélavage 10. un dispositif d'agglomération à venturis 12. un premier séparateur å chicanes 14, des buses de lavage 16, un dispositif de captation des poussières à canau > -'. croisés 18, et un second séparateur 90. Les buses 10 et le dispositif t2 sont places dans la chambre verticale 40, le séparateur 14 est disposé en biais dans la zone de raccordement des chambres 40 et 4S, les buses 16 et le dispositif 18 sont placés dans la chambre horizontale 42 et le séparateur 20 est disposé en biais à la sortie de la chambre 42. Des ventilateurs 46 et 48 assurent la circulation des gaz et leur évacuation. Les buses 10 et 16 des quatres unités sont alimentées par des pompes qui puisent dans un réservoir commun divisé en deux compartiments 26 et 30 par un barrage 50 forment déversoir. Le liquide se rassemblant au fond de la chambre verticale est ramené dans le comnartiment 26 du réservoir et le liquide provenant du séparateur 20 est recueilli dans un collecteur ménagé à l'extrémité de la chambre 42 et ramené dans le compartiment 30 du réservoir. Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées aux installations décrites par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. RE9JEh'D TIONS 1. Procédé de dépoussiérage des gaz consistant à soumettre les gaz à un prélavage par pulvérisation d'ur, liquide dans le courant des gaz, à provoquer l'agglomération des particules par passage du courant gazeux dans un ou plusieurs venturis, à pulvériser un liquide de lavage dans le courant des gaz, à provoquer la captation des poussières par les gouttelettes du liquide de lavage en divisant le courant des gaz en courants partiels que l'on projette les uns contre les autres et à séparer les gouttelettes du courant des gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour le prélavage le liquide de lavage chargé de poussières séparé du courant gazeux dans la dernière étape du procédé. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on sépare les gouttelettes du courant gaze après son passage dans le ou les venturis et avant d'y pulvériser le liquide de lavage. 4. Installation de dépoussiérage des gaz caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison un premier dispositif de pulvérisation de liquide (1~3), un ou plusieurs venturis (12), un second dispositif de pulvérisation de liquide 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un autre séparateur de gouttelettes (14; placé entre le ou les venturis (12) et le second dispositif de pulvérisation (16). 6. Installation selon la revendication 4 ou 5. caractérisée en ce que ledit équipement (10 à 20) est disposé a l'intérieur d'une tour verticale dans laquelle les gaz circulent de bas en haut. 7. Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que ledit équipement (iC > à à 20) est placé en partie dans une chambre verticale (40) et en partie dans une chambre horizontale (42) raccordée au sommet de la chambre verticale, les gaz à dépoussiérer étant admis au bas de la chambre verticale et circulant dans la cheminée verticale de bas en haut, puis dans la chambre horizontale.