Brevet FR3066253A1 — publié le 20181116

Titre d'invention Dispositif et procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide - Domaine technique auquel se rapporte l'invention La présente invention relève du domaine du traitement de l'air et de toutes formes de résidus industriels. Elle porte principalement sur un dispositif et un procédé de 10 purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide. Ce procédé associé en réalité à un dispositif et une technique complète qui servent à purifier l'air pollué chargé de poussières, de fumées ou de toutes autres particules en suspension dans les gaz dans la colonne montante des cheminées industrielles, de cimenterie par exemple ou de toutes autres industries polluantes par ces émanations 15 dans l'atmosphère de fumées par exemple. Ce dispositif est composé de plusieurs sous équipements est associé à une technique bien synchroniser. Cette technique repose principalement sur une purification de l'air de cheminées industrielles à l'aide d'une turbine rotative à grande vitesse et à de l'eau pulvérisée à grande pression. 20 But de l'invention La présente invention a pour principal but la réalisation d'un dispositif et d'un procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide. Ce nouveau procédé avec toute sa technique permettent de récupérer 25 d'une part tous les gaz poussiéreux dans une cheminée d'une usine et d'autre part d'éliminer cette poussière complètement hydratée sous forme de boue, plus ou moins consistante. Cette technique de purification permet également d'éliminer toutes les fumées industrielles émanant des cheminées d'usines. Le dispositif et la technique de par leur conception permettent une meilleure protection et sauvegarde 30 de la faune, de la flore et de tout l'environnement. Elle répond aux nouvelles dispositions pour la protection de notre environnement. 3 3066253 Etat de la technique antérieure Il existe des systèmes et des technologies affectées au même usage, on cite à titre exemple : la filtration est le procédé de rétention de particules contenues dans un fluide donné. Dans le milieu industriel, elle succède le plus souvent et directement le 5 dépoussiérage des machines, qui en tant que tel, peut être fait pour plusieurs raisons. En effet, il est parfois opéré dans le but de récupérer de la matière déjà traitée et constituée de particules assez fines. Il peut aussi être réalisé dans la plus part des cas à des fins purement environnemental à fin de réduire les émissions dangereuses dans l'atmosphère quelque soit l'objectif visé, les méthodes utilisées io laissent paraitre le même principe de la captation de la poussière dans un support de transport qui est ici un flux d'air. Il est question donc de laisser s'échapper l'air est de retenir la poussière, le système d'aspiration et de dépoussiérage de machines utiliser en industrie sont très 15 diversifies, essentiellement par leurs principe de fonctionnement et de la capacité de captation de particules. Ils sont divisés en trois catégories : à savoir : Les séparateurs à effets mécaniques, les séparateurs à effets électriques et les séparateurs à média filtrants. 20 Afin de remédier aux multiples inconvénients précités parfois très répétitifs et le plus souvent très préjudiciables à la société ou aux industriels sans compter la faune et la flore. Nous proposons aujourd'hui, après des constations répétitifs de visu, une étude approfondie et une expérience vécue dans nos usines, nous avons abouti à un nouveau concept pour la purification de l'air. Ce nouveau dispositif et ce procédé de 25 purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide sont venus à point pour mettre fin à cette pollution quasi généralisée dans pas mal d'industries, non seulement dans notre pays et dans d'autres nations. Le dispositif et le procédé objet de notre invention répondent à plusieurs normes en matière de protection de l'environnement. La purification de cet air et de toutes les émanations 30 des cheminées industrielles dans certaines situations fortement pollués répond aux exigences de la santé publique. 3066253 4 Enoncé des figures : D'autre avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, du dispositif et procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide. Selon l'invention donnée à titre d'exemple s non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel: - figure 1: vue schématique de l'ensemble de système avec batteur. Il est bien entendu, que l'invention n'est nullement limitée ni à l'exemple du 10 dispositif, de la technique ou des applications, ni au mode de réalisation décrits et illustrés à titre préférentiel. 15 20 25 30 3066253 Présentation de l'essence de l'invention : En référence au dessin annexé et selon la présente invention, le procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide 5 associé à un dispositif composé d'un ensemble de mécanismes solidaires. La première partie du dispositif objet de notre invention est fixe. Elle est composée d'une grande citerne dans laquelle sont installées toutes les parties mécaniques pour capter et hydrater avec de l'eau, l'air ou les poussières ainsi dégagés. La seconde partie est mobile, représentée par au moins une turbine tournant à grande vitesse 10 pour générer une grande force centrifuge et propulser les boues obtenues par hydratation. Nous décrirons ce qui suit dans le détail tout le dispositif complet et le procédé ainsi utilisé. Le dispositif est composé essentiellement d'une grande cuve (1) en acier 15 inoxydable pour résister aux aléas des conditions atmosphériques. En effet cette grande cuve (1) est placée aux alentours d'une cheminée industrielle à une hauteur donnée. Elle est soumise aux intempéries et aux agressions de différents produits chimiques, tout dépend également de la nature des produits traités dans cette industrie. Cette cuve abrite l'ensemble du dispositif pour le traitement de l'air. 20 Seul le moteur (8) pour le recyclage et le refroidissement de l'eau est placé à l'extérieur. Nous reviendrons dans le détail pour expliquer le rôle du moteur dans le procédé. Il est bien entendu, que les dimensions et les caractéristiques de cette cuve sont conditionnées et sont proportionnelles à la capacité de cette dernière pour traiter la quantité donnée des émanations. Donc chaque installation est étudiée et 25 fabriquée en fonction de la nature et la quantité des émanations de gaz ou de poussières dans l'air. La grande cuve (1) est dotée d'une cheminée (2) placée horizontalement pour faire face à la cheminée de sortie des gaz ou poussières. La forme de cette cheminée peut 30 être cylindrique ou parallélépipédiques. Elle peut être dans d'autres formes géométriques en fonction des choix du concepteur. 3066253 6 Cette cheminée est également usinée en acier inoxydable pour résister aux aléas de la nature comme la corrosion par les eaux ou autres produits chimiques. L'entrée (4) de la cheminée est protégée contre l'intrusion de tout objet dans l'air, des oiseaux, des rongeurs ou autres gros insectes. Cette grille est régulièrement nettoyée pour la 5 dégraisser éventuellement ou éliminer toutes les impuretés qui peuvent se fixer sur cette grille. La grille comporte tout autour de son périmètre un ensemble de plusieurs trous ou orifices (3) pour l'évacuation directe des poussières vers le centre de la cuve. Le diamètre de ces trous ou orifices (3) est fonction de la grandeur des particules de poussières à traiter. Cette cheminée (2) donne un accès direct vers la chambre d'hydratation (5). La grande dépression d'air crée par la rotation de la turbine (9) provoque un flux entrant par la cheminée d'accès (2). Cette chambre d'hydratation (5) recueille toutes les poussières ou l'air fortement chargés de différentes particules. Une pomme douchette (6) pulvérise de l'eau froide sous forte pression sur le flux d'air ou de poussière ainsi introduit dans la chambre d'hydratation. La pomme douchette (6) est l'élément de base dans la chambre. Elle assure la bonne diffusion de l'eau sur une grande surface. Un choix de modèles, de formes peut être proposé afin de répondre efficacement aux besoins du procédé. Cette pomme douchette peut être dotée d'un système anticalcaire pour un auto-nettoyage périodique. La pomme douchette est alimentée en eau froide grâce à une tuyauterie (7) en cuivre. Elle doit être résistante aux grandes pressions. Cette tuyauterie est solidaire d'un moteur ou sur presseur (8) d'eau. Face à une forte demande en eau dans le domaine industriel et des soucis rencontrés quant à la pression de l'eau dans certaines régions, la solution idéale est de faire appel à des appareils ou sur presseur d'eau qui permettent de faire monter la pression d'eau. Le sur presseur d'eau est alimenter par le bas de la grande cuve (1). Un circuit d'eau fermé est composé par un ensemble de tuyauterie reliée au bas de la grande cuve (1) en passant par le surpresseur (8). 3066253 7 Cette eau est constamment refroidie grâce à un système composé d'un radiateur de chambre froide (16). De nos jours, l'eau glacée ou à température ambiante est devenue indispensable dans la majeure partie des procédés de production et de transformation industrielles. Aujourd'hui la possibilité d'installer des systèmes de 5 refroidissement spécifiquement adaptés aux applications industrielles sont des facteurs clés pour maintenir une fiabilité et une continuité de la production et ainsi optimiser les procédés. L'eau préalablement filtrée aux étages supérieurs est introduite dans les différents radiateurs pour être refroidies. Notons que le radiateur à eau (10) est doté de plusieurs ventilateurs pour un meilleur refroidissement. 10 Le nombre de ventilateurs est conditionné par la capacité d'eau à traiter et en fonction de sa température dans le circuit. Cette eau une fois traitée, est versée directement dans le fond (13) de la grande cuve pour être recyclée dans le dispositif. Un tuyau (12) est placé à cet effet juste à la sortie du radiateur à eau. Un tuyau en 15 cuivre (11) permet de relier l'étage supérieur avec le radiateur de refroidissement (10). Avec ce dispositif, nous n'avons aucun gaspillage d'eau grâce à l'utilisation de l'eau en circuit fermé. Il permet d'éviter toute forme de risque de pollution. Notons également que la grande cuve (1) est dotée d'un robinet de vidange (14). Ce robinet permet de vider régulièrement la cuve quand cette eau est fortement souillée par les 20 impuretés ou devient inutilisable aux conditions de son utilisation. L'élément essentiel dans tout le dispositif est incontestablement la turbine centrifugeuse (9). Sa fonction est de propulser le mélange eau et poussière ainsi obtenu à l'étage supérieur. Sa force centrifuge permet de séparer par gravité les 25 particules solides de l'eau. La séparation des particules solides et du fluide de transport est due au fait que la force de gravité des particules est supérieure à l'énergie du fluide porteur. La turbine centrifugeuse est propulsée par un moteur électrique. Il est directement placé sous la turbine. Le moteur et la turbine sont solidaires d'un arbre de transmission pour lui assurer un mouvement rotatif à grande 30 vitesse. Les particules ainsi projetées sont récupérées par une un fil métallique éponge inoxydable (15) tapissant toute la surface de la grande cuve. 8 3 0 6 6 2 5 3 Ce fil métallique éponge inoxydable (15) est composée de coussin de mousse de fer soigneusement répartie pour avoir une couche homogène. Quand ces coussins de mousse de fer sont fortement chargés, on procède à leur nettoyage par jets d'eau à forte pression. 5 L'air émanant de cheminées industrielles passe par la cheminée du dispositif (2) et par l'entrée de la cheminée (4). L'air passe ensuite dans la chambre d'hydratation (5) qui recueille toutes les poussières ou l'air fortement chargés des différentes particules. 10 La pomme douchette (6) présente dans la chambre d'hydratation (5) pulvérise de l'eau froide sous forte pression sur le flux d'air ou de poussière. Les particules ainsi projetées sont récupérer par un fil métallique éponge inoxydable (15) présent dans la chambre d'hydratation.- La pression exercée par la turbine 15 centrifugeuse (9) viens aspirer ce flux pour le projetés contre les parois de la grande cuve (1) tapisser également de fil métallique d'éponge inoxydable (15). Le reste du flux non transformer en eau et sous forme gazeux va remonter le long de la cuve (1) pour rentrer dans la cheminée (4) par le biais des trous (3) pour recommencer le processus du début. 20 L'eau passe ensuite dans le tuyau en cuivre (11) pour rallier le radiateur de chambre froide (16) pour y être refroidi. Après refroidissement l'eau passe par le tuyau (12) pour se reverser dans le fond de la grande cuve (13) pour y être recyclé dans le dispositif. 25 La pompe à eau (8) remonte l'eau stockée dans le fond de la cuve (13) par le biais du tuyau en cuivre (7) pour alimenter en eau la pomme douchette (6). Le fond de la cuve est doté d'un robinet de vidange (14) pour permettre de vider la cuve quand cette eau devient fortement souillée par les impuretés ou devient 30 inutilisable aux conditions de son utilisation. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de purification de l'air émanant de cheminées industrielles par turbine et voie humide caractérisés par, une grande cuve (1) dans laquelle étant _5 installées les parties mécaniques pour capter et hydrater avec de l'eau, l'air ou les poussières, la grande cuve étant dotée d'une cheminée (2) placée horizontalement pour faire face à la cheminée de sortie d' usine, des gaz ou poussières, l'entrée de la cheminée (4) étant protégée par une grille contre l'intrusion des objets dans l'air, des oiseaux, des rongeurs ou autres gros insectes, la grille comportant sur son périmètre 10 des trous pour l'évacuation des poussières vers le centre de la cuve, une grande dépression d'air crée par la rotation de la turbine (9) provoquant un flux d'air pollué entrant par la cheminée, la vitesse de rotation de la turbine conditionne l'apport d'air, une pomme douchette (6) pulvérisant de l'eau froide sous forte pression sur le flux d'air ou de poussière dans la chambre d'hydratation, cette pomme douchette peut 15 être dotée d'un système anticalcaire pour un auto-nettoyage périodique, le surpresseur d'eau (8) étant alimenté par le bas de la grande cuve (13), le circuit d'eau fermé étant composé par un ensemble de tuyauterie (11) reliée au bas de la grande cuve en passant par le surpresseur, cette eau étant refroidie grâce à un système doté de radiateurs (10), l'eau filtrée aux étages supérieurs étant introduite 20 dans les radiateurs pour être refroidies, la turbine centrifugeuse propulsant le mélange eau et poussière, sa force centrifuge permettant de séparer par gravité les particules solides de l'eau, la turbine centrifugeuse étant propulsée par un moteur électrique, le moteur et la turbine étant solidaires d'un arbre de transmission pour lui assurer un mouvement rotatif, les particules projetées étant récupérées par un fil 25 métallique éponge (15) tapissant la surface de la grande cuve, ce fil métallique éponge étant composée de coussin de mousse de fer répartie en couche homogène, ces coussins de mousse de fer étant fortement chargés, on procède à leur nettoyage par des jets d'eau à forte pression. 30 3066253 10 2. Procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles mis en oeuvre par le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que cette eau étant refroidie grâce à un système doté de radiateurs (10), l'eau filtrée aux étages supérieurs étant introduite dans les radiateurs pour être refroidies, notons que le radiateur à eau étant doté de plusieurs ventilateurs pour un meilleur refroidissement. 3. Procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles mis en oeuvre par le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules projetées étant récupérées par un fil métallique éponge (15) tapissant toute la surface de la grande cuve, ce fil métallique éponge étant composée de coussin de mousse de fer répartie pour avoir une couche homogène, quand ces coussins de mousse de fer étant fortement chargés, on procède à leur nettoyage par des jets d'eau à forte pression. 4. Procédé de purification de l'air émanant de cheminées industrielles mis en oeuvre par le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que l'air émanant de cheminées industrielles passe par la cheminée du dispositif (2) et par l'entrée de la cheminée (4). L'air passe ensuite dans la chambre d'hydratation (5) qui recueille toutes les poussières ou l'air fortement chargés des différentes particules. La pomme douchette (6) présente dans la chambre d'hydratation (5) pulvérise de 25 l'eau froide sous forte pression sur le flux d'air ou de poussière. Les particules ainsi projetées sont récupérer par un fil métallique éponge inoxydable (15) présent dans la chambre d'hydratation.- La pression exercée par la turbine centrifugeuse (9) viens aspirer ce flux pour le projetés contre les parois de la grande 30 cuve (1) tapisser également de fil métallique d'éponge inoxydable (15). 3066253 11 Le reste du flux non transformer en eau et sous forme gazeux va remonter le long de la cuve (1) pour rentrer dans la cheminée (4) par le biais des trous (3) pour recommencer le processus du début. 5 L'eau passe ensuite dans le tuyau en cuivre (11) pour rallier le radiateur de chambre froide (16) pour y être refroidi. Après refroidissement l'eau passe par le tuyau (12) pour se reverser dans le fond de la grande cuve (13) pour y être recyclé dans le dispositif. La pompe à eau (8) remonte l'eau stockée dans le fond de la cuve (13) par le biais 10 du tuyau en cuivre (7) pour alimenter en eau la pomme douchette (6). Le fond de la cuve est doté d'un robinet de vidange (14) pour permettre de vider la cuve quand cette eau devient fortement souillée par les impuretés ou devient inutilisable aux conditions de son utilisation. 15 25 30