Brevet FR2801807A1 — publié le 20010608

La présente invention concerne une unité de mise en contact de liquide et de fumées pourvue d'une réserve de liquide de sécurité, ainsi qu'un procédé d'alimentation de cette réserve. Dans le domaine du traitement des fumées industrielles, une telle unité de mise en contact assure le refroidissement des fumées qui y sont admises ainsi que, le cas échéant, la captation des polluants initialement présents dans ces fumées. Dans cette dernière configuration, cette unité est alors denommée laveur humide. De manière classique, une unité de mise en contact de liquide et de fumées comprend une enceinte, dans laquelle sont admis les gaz à traiter et dont sont évacués les gaz refroi- . . Des moyens de répartition de liquide, tels que des pulvérisateurs ou des garnissages, sont disposés à 1 intérieur cette enceinte. Il est par ailleurs prévu un circuit de recyclage du liquide, s'étendant entre le fond de enceinte les moyens de répartition, ainsi que des lignes d'appoint et de purge, au moins une pompe assurant l'entrainement du liquide le long de ce circuit. En cas de panne de ces pompes, l'enveloppe de 'enceinte est soumise à un échauffement dû à l'arrivée de fumées non refroidies, en particulier lorsque cette enveloppe est réalisée en matériau plastique. Pour pallier une éventuelle défaillance de ces pompes, il est connu d'aménager réserve liquide de sécurité. Cette réserve, dont le niveau est contrôlé en permanence par une vanne, est située -dessus de 'enceinte et se trouve mise en communication avec circuit de recyclage du liquide par l'intermédiaire d'un conduit, sur lequel est interposée une vanne d'admission, qui fermée en fonctionnement normal. Lorsqu'une défaillance des pompes se produit, on ouvre la vanne d'admission, de manière à transférer par gravité le volume de liquide initialement contenu dans la réserve. Ceci contribue au refroidissement de l'enceinte, avant qu'il ne soit procédé à une interruption de l'alimentation en fumées chaudes. Cette solution connue présente certains inconvénients. En effet une mise en oeuvre satisfaisante cette réserve de sécurité nécessite, d'une part, que son remplissage soit en permanence suffisant et, d'autre part, le volume de liquide . y est admis puisse s'écouler de façon fiable vers l'enceinte de l'unité. Ceci implique le bon fonctionnement de la vanne contrôle du niveau de la réserve ainsi que de la vanne d'admission du liquide vers l'enceinte. Etant donné que ces organes de contrôle sont susceptibles d'etre défaillants, ils sont souvent prévus en double, ce qui induit des investis sements importants. De plus, le liquide contenu dans la réserve de sécurité constitue un volume mort, qui ne contribue à la mise en oeuvre du procédé de refroidissement et, le cas échéant, de captation. Lors du vidage de ce liquide, il nécessaire de le récupérer au sein d'une capacité annexe en général la partie inférieure de l'enceinte. Ceci induit surdimension- nement l'unité et en augmente le coût. Lorsque la réserve est implantée à 11 ambiant, il est nécessaire de prévoir un dispositif de réchauffage de cette réserve de manière à la maintenir en permanence à l'abri du gel. Ceci implique des coÛts supplémentaires, en particulier en termes énergétiques. Enfin, lorsque le liquide de refroidissement véhicule des matières solides en suspension, la zone de jonction entre le circuit de recyclage et le conduit mettant en communication la réserve avec l'enceinte forme une zone morte, qui est susceptible d'être bouchée au moins partiellement par ces matières solides. Dans cette éventualité, un écoulement fiable du liquide de sécurité en direction de l'enceinte n'est pas garanti ce qui peut compromettre l'intégrité de cette enceinte. L'invention se propose de réaliser une unité de mise en contact de liquides et de fumées pourvue d'une réserve de liquide permettant de pallier ces différents inconvénients. A effet, elle a pour objet une unité de mise en contact de liquide et de fumées, comprenant une enceinte de mise en contact du liquide et des fumées, des moyens de répartition du liquide dans ladite enceinte, un circuit dl ali- mentation des moyens de répartition en liquide, comportant notamment une pompe, ladite unité comportant en outre une réserve de iquide de sécurité, disposée à un niveau supérieur à celui de ladite enceinte et des moyens de transfert dudit liquide gravité, depuis la réserve vers le circuit d'alimentation, caractérisée en ce que les moyens de transfert sont adaptes pour permettre une circulation du liquide dans les deux sens ascendant et descendant, cette circulation étant constamment possible dans au moins un des deux sens et s'effectuant dans un sens ou dans l'autre en fonction des conditions pression qui prévalent dans le circuit dl imen- tation. Selon autres caractéristiques de l'invention - il est prévu des moyens de renvoi du liquide de la réserve vers l'enceinte, indépendants du circuit dl imen- tation et des moyens de transfert ; - lesdits moyens de renvoi sont adaptés pour être alimentés par un trop-plein de la réserve ; - lesdits moyens de renvoi sont reliés à des moyens supplémentaires de répartition du liquide à l'intérieur de l'enceinte ; - les moyens de transfert sont adaptés pour assurer un débit de liquide, dans le sens ascendant, sensiblement inférieur débit de liquide dans le sens descendant - - les moyens de transfert comprennent un conduit possédant première section de passage et qui est muni d'un organe autorisant le passage du liquide uniquement dans le sens de la descente, notamment un clapet anti-retour, ainsi qu'une dérivation piquée sur ledit conduit et s'étendant de part et d'autre dudit organe, ladite dérivation possédant une deuxième section de passage, sensiblement inférieure à ladite première section ; - le rapport entre la première section la deuxième section est compris entre 1,5 et 10, de préférence entre 2 et 5 ; - les moyens de transfert comprennent un unique conduit reliant la réserve et le circuit d'alimentation, le rapport entre la section de passage de la portion du circuit d'alimentation adjacente à ce conduit et la section de passage de ce conduit unique étant compris entre 3 10, de préférence entre 5 et 8. L'invention a également pour objet un procédé imenta- tion d'une réserve de liquide de sécurité appartenant à une unité de mise en contact de liquide et de fumées, ladite unité comprenant une enceinte de mise en contact du liquide et des fumées, disposée à un niveau inférieur à celui ladite réserve, des moyens de répartition du liquide dans ladite enceinte, un circuit d'alimentation des moyens de répartition en liquide, comportant notamment une pompe, ladite unité comportant en outre des moyens de transfert dudit iquide par gravité, depuis la réserve vers le circuit d'alimentation, caractérisé en ce qu'on alimente en continu ladite réserve depuis ledit circuit d'alimentation, par l'intermédiaire de ladite pompe. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de transfert sont adaptés pour assurer un débit de liquide, dans le sens ascendant, sensiblement inférieur au débit de liquide dans le sens descendant et on alimente ladite réserve depuis le circuit d'alimentation selon un débit compris entre 30 et 70%, de préférence entre 40 et 60% du débit de liquide à l'intérieur de la portion dudit circuit d'alimentation adjacente aux moyens de transfert ; - les moyens de transfert comprennent un unique conduit reliant la réserve et le circuit d'alimentation et en ce qu'on alimente la réserve depuis le circuit d'alimentation selon un débit compris entre 50 et 100%, de préférence entre 65 et 85% du débit de liquide à l'intérieur de la portion du circuit d'alimentation adjacente à cet unique conduit - on alimente ladite réserve en débordement - on ajoute, dans le volume intérieur de la réserve, au moins un réactif permettant l'initiation d'une réaction chimique dans ladite réserve. L'invention va être décrite ci-dessous, en référence à la figure unique annexée, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, qui est une représentation schématique d'une unité de mise en contact de liquide et de fumées conforme à 'invention. L'unité de mise en contact de liquide et de fumées lustrée sur la figure est un laveur, désigné dans son ensemble par la référence 2. Ce laveur comprend une enceinte indrique 4, dont le volume intérieur est mis en relation avec une conduite 6 d'arrivée des gaz à traiter, ainsi qu'avec une conduite 8 de sortie des gaz refroidis. Deux pulvérisateurs 10, 12, sont disposés l'un au-dessus de l'autre dans l'enceinte 4. Ils forment deux étages de répartition de liquide à l'intérieur de cette enceinte et sont alimentés par une ligne de recyclage 14 s'étendant à partir du fond de l'enceinte 4 en direction de chaque pulvérisateur 10, 12, une pompe 16 permettant de véhiculer ce liquide le long de la ligne 14. Il est par ailleurs prévu des conduites d'appoint et de purge 17, de liquide, ainsi qu'un clapet anti-retour 18, disposé sur le tronçon de la ligne 14 situé entre les deux pulvérisateurs 10, 12. Ce clapet anti-retour assure le passage du liquide uniquement dans le sens de la montée, à savoir en direction du pulvérisateur supérieur 10. Le laveur 2 est pourvu d'une réserve de liquide de sécurité, qui est formée par un bac 20 en communication avec ligne de recyclage 14. A cet effet, un conduit 22 s'étend entre le fond du bac 20 et la partie supérieure de la ligne recyclage 14, disposée au-dessus du clapet anti-retour 18. Le diamètre de ce conduit 22 est voisin de celui de la portion de la ligne 14 placée de façon adjacente à ce conduit. Le conduit 22 est muni d'un clapet anti-retour 24, qui permet 'écoulement du liquide uniquement dans le sens la descente, c'est-à-dire depuis le bac 20 vers la ligne de recyclage 14. Une dérivation 26, qui est piquée sur le conduit 22, s'étend de part et d'autre du clapet anti-retour 24. Cette dérivation est propre à assurer un débit de liquide sensible ment inférieur à celui du liquide circulant dans la ligne 14 ou dans le conduit 22. A cet effet, le rapport des sections de passage, S et s, du conduit 22 et de la dérivation est compris entre 1,5 et 10, de préférence 2 et 5. La dérivation peut être de section constante ou présenter une restriction localisée. tuyauterie 28 met en relation le bac 20 avec le volume intérieur de l'enceinte 4. Cette tuyauterie 28 qui est propre a récupérer le trop-plein du bac 20, alimente un pulvérisateur supplémentaire 30, disposé au-dessous du pulvérisateur 12. Cette tuyauterie 28, qui n'est mise en communication avec la ligne de recyclage 14, possède une section de passage analogue à celle de cette igne de recyclage. fonctionnement du laveur 2 et de sa réserve liquide de sécurité 20 va maintenant être expliqué. mode opératoire normal, la pompe 16 véhicule du liquide dans la ligne de recyclage 14, ce qui permet le refroidissement du volume intérieur de l'enceinte 4 par l'intermédiaire des pulvérisateurs 10, 12. Ce refroidissement garant' l'intégrité mécanique de l'enveloppe de 'enceinte 4, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de faire appel à un quelconque volume de liquide de sécurité. Par ailleurs, la pompe alimente le conduit 22. Du fait de la présence du clapet anti-retour 24, le liquide mis en mouvement par la pompe est transféré vers le bac 20, unique ment la dérivation 26 de faible section. Le débit de liquide admis dans cette dérivation est typiquement compris entre et 70%, de préférence entre 40 et 60% du débit de liquide circulant dans la portion 23 de ligne de recyclage 14 disposee au voisinage du conduit 22. Le liquide dirigé par la dérivation 26 alimente en continu le bac 20, de sorte que ce dernier se trouve, en régime normal, en débordement permanent. Le liquide débordant du 0 s'écoule par gravité dans la tuyauterie 28 puis est réparti dans le volume intérieur de l'enceinte 4, par le pulverisateur 30. Lors du démarrage du laveur 2, le bac 20 est vide et il est preférable d'attendre son remplissage intégral avant d'admettre des fumées chaudes dans l'enceinte 4, par l'inter médiaire de la conduite 6. En régime normal, il est possible d'ajouter, dans le bac 20, des réactifs chimiques permettant la mise en oeuvre de réactions visant à l'épuration des fumées admises dans l'enceinte 4. Lorsque la pompe 16 ne fonctionne plus, elle n'assure plus la circulation du liquide le long de la ligne 14 et de la dérivation 26. Cette absence de mouvement ascendant du liquide dans la dérivation 26 induit le déversement, par gravité, du liquide initialement présent dans le 20. Ce liquide est transféré vers le circuit 14 à un débit nettement plus élevé que celui du liquide ascendant, dans mesure où il est à même d'emprunter le conduit 22 de forte section, le clapet anti-retour 24 étant ouvert. Seul le pulvérisateur supérieur 10 est alimenté par le liquide initialement présent dans le bac 20, fait de la présence du clapet anti-retour 18. En variante on peut prévoir plusieurs pulvérisateurs au niveau étage supérieur, ou bien encore que plusieurs étages supérieurs soient alimentés. La pulvérisation du liquide permet le refroidissement du volume intérieur de l'enceinte pendant une durée permettant de procéder à l'interruption de l'arrivée de fumees par la conduite 6. Une fois la pompe remise en service, on procède au remplissage du bac 20 avant d'admettre à nouveau des fumées par ce conduit 6, comme cela a été expliqué ci- dessus. L'invention n'est pas limitée aux exemples decrits et représenté. Ainsi, il est envisageable de remplacer le conduit 22 et sa dérivation 26, par un unique conduit reliant le circuit 14 dl imentation et de recyclage et le bac 20. Ce conduit unique assure alors la circulation de liquide entre le circuit 14 et le 20, dans les sens ascendant et descendant. section de passage de ce conduit unique est fixée de manière à assurer un debit suffisant en mode gravitaire descendant, depuis le bac 20 en direction du pulvérisateur 10. A cet effet, le rapport entre, d'une part, la section de passage de la portion 23 de la ligne 14 adjacente à ce conduit et, d'autre part, la section de passage de ce conduit unique est compris entre 3 et 10, de préférence entre 5 et 7. On alimente ce conduit unique en liquide, selon un débit compris entre 30 et 90%, de préférence entre 50 et 75%, du débit de liquide circulant dans la ligne 14. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés puisqu'elle permet de pallier satisfaisante d'éventuelles pannes des pompes de circulation de liquide. En effet, la réserve de sécurité contient en permanence un volume de liquide suffisant, dans la mesure où cette réserve est alimentée en continu depuis la ligne de recyclage du liquide. Ce remplissage, qui est automatique ne nécessite l'utilisation d'organe de contrôle. Ceci à comparer avec l'art antérieur, dans lequel il est fait appel à une vanne de contrôle du niveau. De plus, le transfert du volume de liquide contenu dans cette réserve, en direction de l'enceinte, effectue de manière sûre en cas de défaillance de la pompe, puisque c'est precisément la mise hors service de cette pompe provoque un tel transfert, par gravité. Ceci est à comparer avec l'art antérieur, dans lequel l'écoulement du volume liquide de sécurité est subordonné à l'ouverture d' une vanne d' admission. Conformément à l'invention, l'intégrité mécanique de 1 enceinte est assurée de façon automatique, sans faire appel organes de contrôle et de déclenchement. S'affranchir tels organes autorise donc une diminution significative, rapport à l'art antérieur, des coûts d'investissement et fonctionnement de l'unité de l'invention. Lorsque la réserve de sécurité de l'unité de l'invention à l'air ambiant, il n'est pas nécessaire de lui adjoindre quelconque dispositif de chauffage, dans la mesure où elle est soit vide, soit alimentée en permanence avec de l'eau chaude, de sorte qu'elle n'est pas sujette au gel. Ceci représente une source supplémentaire de réduction des coûts rapport à l'art antérieur. L'unité conforme à l'invention évite, dans une large mesure, tout bouchage par des matières en suspension. En effet, la zone de jonction entre la ligne de recyclage 14 et conduit 22 d'alimentation du bac 20 est le lieu d'un écoulement permanent de liquide chaud, ce qui élimine le risque d'accumulation de ces matières solides. est avantageux de prévoir des moyens de transfert assurant un écoulement ascendant de liquide avec un débit inférieur à celui de l'écoulement descendant. En effet dans le sens ascendant, le faible débit autorisé n'induit lune légère consommation énergétique supplémentaire, au niveau de la pompe de circulation. Par ailleurs, le fort débit permis dans sens descendant garantit le refroidissement rapide du volume intérieur de l'enceinte. Prévoir des moyens de renvoi du trop-plein du en direction de l'enceinte est avantageux, en termes de consomma tion liquide. Cette mesure est tout particulierement avantageuse lorsque ces moyens de renvoi permettent l'alimen tation d'un pulvérisateur supplémentaire, réalisant un refroidissement supplémentaire. Ajouter des réactifs chimiques dans le volume intérieur de réserve garantit une utilisation particulièrement judicieuse de cette dernière. Cette mesure permet d'initier, dans réserve même, des réactions chimiques liées à la captation des polluants. De plus, cette réserve est d'un accès particulièrement aisé, ce qui est à comparer avec l'art antérieur, dans lequel il est prévu d'ajouter des réactifs dans partie inférieure de l'enceinte, difficile d'accès. 1. Unité (2) de mise en contact de liquide et de fumees, comprenant une enceinte (4) de mise en contact du liquide et des fumées des moyens (10, 12) de répartition du liquide dans ladite enceinte (4) , un circuit (14) d'alimentation des moyens de répartition (10, 12) en liquide, comportant notamment une pompe (16) ladite unité comportant en outre une réserve (20) de liquide de sécurité, disposée à un niveau supérieur à celui de ladite enceinte (4) et des moyens de transfert (22 dudit liquide par gravité, depuis la réserve vers le circuit d'alimentation, caractérisée en ce que les moyens de transfert (22, 26) sont adaptés pour permettre une circulation liquide dans les deux sens ascendant et descendant, cette circulation étant constamment possible dans au moins deux sens et s'effectuant dans un sens ou dans l'autre fonction des conditions de pression qui prévalent dans le circuit d'alimentation (14). 2. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens (28, 30) de renvoi du liquide de la réserve (20) vers l'enceinte (4), indépendants du circuit d'alimentation (14) et des moyens de transfert (22, 26). 3. Unité selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de renvoi (28) sont adaptés pour être alimentés par un trop-plein de la réserve (20). 4. Unité selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de renvoi sont reliés à des moyens supplémentaires (30) de répartition du liquide à l'intérieur de l'enceinte (4) . 5. Unité selon l'une des revendications 1 à 4, caractéri sée en ce que les moyens de transfert (22, 26) sont adaptés pour assurer un débit de liquide, dans le sens ascendant, sensiblement inférieur au débit de liquide dans le sens descendant. 6. Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de transfert comprennent un conduit (22) possédant une première section (S) de passage et qui est muni d'un REVENDICATIONS organe (24) autorisant le passage du liquide uniquement dans le sens de la descente, notamment un clapet anti-retour, ainsi qui dérivation (26) piquée sur ledit conduit (22) et s'étendant de part et d'autre dudit organe (24) ladite dérivation possédant une deuxième section de passage (s) sensiblement inférieure à ladite première section (S). . Unité selon la revendication 6, caractérisée en que le rapport entre la première section (S) et la deuxième section (s) est compris entre 1,5 et 10, de préférence entre 2 et 5. 8. Unité selon l'une des revendications 1 à 4, caractéri sée en ce que les moyens de transfert comprennent un unique conduit reliant la réserve (20) et le circuit d'alimentation (14) le rapport entre la section de passage de la portion (23) circuit d'alimentation adjacente à ce conduit la section de passage de ce conduit unique étant compris entre 3 et de préférence entre 5 et 8. 9. Procédé d'alimentation d'une réserve (20) de liquide de securité appartenant à une unité (2) de mise en contact de liquide et de fumées, ladite unité comprenant une enceinte (4) de mise en contact du liquide et des fumées, disposée a un niveau inférieur à celui de ladite réserve (20), des moyens (10 12) de répartition du liquide dans ladite enceinte (4), un circuit (14) d'alimentation des moyens de répartition (10, 12) en liquide, comportant notamment une pompe (16), ladite unite comportant en outre des moyens de transfert dudit liquide par gravité, depuis la réserve vers le circuit di imentation, caractérisé en ce qu'on alimente en continu ladite réserve (20) depuis ledit circuit d'alimentation (14), ,intermédiaire de ladite pompe (16). Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce moyens de transfert (22, 26) sont adaptés pour assurer un débit de liquide, dans le sens ascendant, sensiblement inférieur au débit de liquide dans le sens descendant en ce on alimente ladite réserve (20) depuis le circuit d'alimentation (14) selon un débit compris entre 30 et 0%, de préférence entre 40 et 60%, du débit de liquide à l'inté rieur de la portion (23) dudit circuit d'alimentation acente aux moyens de transfert (22, 26). 11. Procédé selon la revendication 9, caractérise en ce les moyens de transfert comprennent un unique conduit reliant la réserve (20) et le circuit d'alimentation ) et en ce qu'on alimente la réserve (20) depuis le circuit d'alimentation (14) selon un débit compris entre 50 et %, préférence entre 65 et 85% du débit de liquide à inté rieur de la portion (23) du circuit d'alimentation acente à cet unique conduit. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en qu'on alimente ladite réserve (20) en deborde- ment. 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'on ajoute, dans le volume intérieur de réserve (20), au moins un réactif permettant l'initiation d'une réaction chimique dans ladite réserve (20).