Brevet FR2670136A1 — publié le 19920612

DISPOSITIF DE SEPARATION ET DE CONDITIONNEMENT DE PARTICULES ENTRAINEES PAR UN GAZ DESCRIPTION Les techniques de séchage ou d'incinération des déchets, notamment radioactifs, sont aujourd'hui de plus en plus employées car elles présentent L'avantage de réduire considérablement le volume des déchets et de les rendre le plus souvent inertes. Cependant, un inconvénient réside dans L'emploi de cette technique et en particulier dans le traitement des déchets nucléaires. Cet inconvénient réside dans la difficulté de séparer les particules entraînées dans La veine gazeuse en sortie du sécheur ou du four d'incinération pour rejeter dans le milieu naturel un gaz propre. Plusieurs équipements existent à L'heure actuelle dans l'industrie pour réaliser cette fonction. Il s'agit par exemple de cyclones, de filtres à manches, de laveurs. Malheureusement, de nombreux inconvénients sont répertoriés. En effet, il est Le plus souvent impératif de refroidir les gaz de sortie de l'incinérateur avant traitement pour éviter tout risque de dégradation du matériel. Les équipements qui ont le meilleur pouvoir de séparation ne fonctionnent hélas qu'avec des gaz faiblement chargés. Ainsi d'une façon générale, les équipements de séparation actuels ont des domaines d'application relativement limités, soit par la concentration en poussière, soit par la température maximale du gaz à traiter. D'autre part, après avoir obtenu une séparation des particuLes entraînées par le gaz, il est nécessaire de les recueillir. Or, les organes de recueil des particules disposés en pied de cyclone ou de filtre à manches, tels que des vis sans fin ou des écluses par exemple, posent des problèmes d'étanchéité. L'étanchéité est encore pLus difficile à obtenir lorsque les particules sont chaudes pour des questions de tenue en température des joints par exemple. Le problème d'étanchéité se complique souvent au niveau de l'opération d'évacuation du contenu des particules. Lorsqu'il s'agit de déchets issus de l'industrie nucléaire, les particules doivent obligatoirement être enrobées. Les techniques de conditionnement existantes emploient comme enrobant du béton, du bitume ou des polymères. Or, le plus souvent ces techniques sont mises en oeuvre par des équipements indépendants de L'équipement d'incinération. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait qu'il est nécessaire de transférer sous confinement les particules, depuis le pied du séparateur jusqu'à l'équipement de conditionnement. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention teLle qu'elle est caractérisée dans Les revendications résout le problème consistant à créer un dispositif qui permet d'obtenir La séparation des particules contenues dans un gaz issues d'un sécheur ou d'un incinérateur, quelle que soit la température des gaz, et qui réalise en outre la récupération et le conditionnement des particules en continu. La présente invention a plus particulièrement pour objet un dispositif de séparation et de conditionnement de particules contenues dans un gaz, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte munie d'une entrée pour le gaz chargé de particules, disposée de sorte que le gaz tourbillonne à l'intérieur de l'enceinte, les particules étant plaquées par effet centrifuge contre la paroi interne de L'enceinte et caractérisé en ce que L'enceinte comporte, dans sa partie supérieure, une rigole remplie d'un fluide visqueux qui s'écoule le long de cette paroi interne en entraînant les particules vers la partie inférieure, laquelle est pourvue d'un orifice d'évacuation du fluide chargé des particules. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comporte en outre une enceinte de conditionnement placée sous l'orifice d'évacuation de l'enceinte permettant ainsi de récupérer en continu le fluide dans lequel les particules ont été piégées. Selon une autre caractéristique de l'invention, L'enceinte a une forme cyLindrique, allongée dont la partie inférieure est en entonnoir avec un bec présentant un renfLement qui se remplit de fluide et empêche l'air extérieur de pénétrer dans L'enceinte. Le moyen de retenue et de déversement automatique est constitué par un renflement 40 que présente le bec à l'intérieur duquel est placée une roue à aubes 41. Selon un premier mode de réalisation, le fluide est du verre en fusion. Selon un deuxième mode de réalisation le fluide est une résine. Le gaz chargé de particules peut provenir d'un incinérateur ou d'un sécheur. Les particules peuvent être radioactives. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais non limitatif, en référence au dessin sur lequel la figure unique représente un schéma vu en coupe du dispositif conforme à L'invention. Le schéma représenté sur la figure 1 représente une enceinte 1 que l'on qualifie de cyclone par référence à l'art antérieur pour le principe de fonctionnement. L'enceinte est en liaison avec un générateur de gaz 100 chargé de particules et une installation 200 de traitement du gaz "propre", dépourvu de particules en suspension. A titre d'exemple, L'enceinte 1 a une forme cyclindrique, allongée, avec une partie supérieure obturée par un plateau 10 et une partie inférieure en forme d'entonnoir 20. Cette enceinte 1 est munie de plusieurs ouvertures. Une ouverture 2 est ménagée tangentiellement sur la paroi de l'enceinte sensiblement à mi-hauteur. Cette ouverture 2 constitue l'arrivée du gaz issu du générateur 100. Le gaz est amené par une tubulure 3 raccordée à l'ouverture 2. Une autre ouverture 4 est ménagée dans Le plateau supérieur 10 et constitue la sortie du gaz propre. Le gaz est conduit par une tubulure 5 raccordée à cette ouverture 4, vers l'installation de traitement. Le bec de L'entonnoir comporte un renflement 40 se terminant par une ouverture 11, l'ensemble constituant le pied du cyclone. Un récipient 30 est placé sous le pied du cyclone. Dans sa partie supérieure le cyclone comporte une rigole 15 qui surplombe la paroi verticale interne 18. Cette rigole 15 est remplie d'un fluide visqueux 16. L'alimentation de la rigole en fluide est continue, de sorte que le fluide se déverse et s'écoule le long de la paroi interne 18 de manière à former un film mince 19. L'ouverture 2 permettant L'arrivée du gaz chargé de particules est pratiquée tangentiellement à la paroi 18, le gaz étant ainsi entraîné dans un tourbillon à l'intérieur du cyclone et les particules plaquées contre la paroi sous L'effet de la force centrifuge. Le fluide 19 qui s'écoule piège ces particules et les entraîne vers la sortie 11. Ainsi, les particules sont évacuées avec le fluide qui les enrobe et qui s'écoule en continu dans le récipient 30 placé en dessous. On obtient de cette façon un conditionnement direct des particules. Le fluide utilisé est préférentiellement du verre en fusion. Il peut s'agir également d'une résine thermodurcissable. Le fluide permettant de piéger les particules sert en même temps de matériau minéral d'enrobage, le conditionnement des particules se faisant en continu dans une matrice (verre ou résine) en sortie du cyclone. Dans le cas où le fluide utilisé est du verre, la séparation des particules peut se faire à chaud si bien que le gaz peut arriver directement du générateur à une température voisinant les 800 C, sans risque de détérioration pour le cyclone. Le bec de l'entonnoir comporte un renflement 40 à l'intérieur duquel est installé une roue à aubes. Cet agencement permet de retenir et de déverser automatiquement le fluide chargé des particules, tout en empêchant une pénétration d'air dans l'enceinte à partir du bec. Conformément à L'invention, le générateur 100 peut être par exemple un incinérateur ou un sécheur. Par ailleurs, les particules peuvent être radioactives. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séparation et de conditionnement de particules entraînées par un gaz, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte (1) munie d'une entrée (2) pour le gaz chargé de particules, disposée de sorte que le gaz (6) tourbillonne à l'intérieur de L'enceinte, les particules étant plaquées par effet centrifuge contre la paroi interne (18) de l'enceinte, et caractérisé en ce que l'enceinte (1) comporte dans sa partie supérieure une rigole (15) remplie d'un fluide visqueux (16) qui s'écoule Le long de cette paroi (18) en entraînant les particules vers la partie inférieure (10), laquelle est pourvue d'un orifice (11) d'évacuation du fluide chargé de particules. 2. Dispositif de séparation et de conditionnement de particules selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une enceinte de conditionnement (20) placée sous L'orifice d'évacuation de l'enceinte permettant ainsi de récupérer en continu le fluide dans lequel les particules ont été piégées. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que L'enceinte a une forme cylindrique, allongée, dont la partie inférieure est en entonnoir avec un bec présentant un moyen de retenu et de déversement automatique du fluide empêchant notamment l'air extérieur de pénétrer dans L'enceinte. 4. Dispositif selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de retenue et de déversement automatique est constitué par un renflement (40) que présente le bec à l'intérieur duquel est placée une roue à aubes (41). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide est du verre en fusion. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide est une résine. 7. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le gaz chargé de particules provient d'un incinérateur. 8. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz chargé de particules provient d'un sécheur. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les particules sont radioactives.