DEVICE FOR TREATING SUBSTANCES OF DIFFERENT PHASES SUCH AS LIQUID, SEMI-LIQUID OR PASTY SUBSTANCES, BY ANOTHER PHASE, PARTICULARLY A GASEOUS PHASE

Abstract: 1. Apparatus for treating substances in the form of a liquid, semi-liquid or pasty phase, with another phase, in particular a gaseous phase, comprising a combustion chamber (1) and a contacting chamber (2), said combustion chamber comprising a casing (3) which is closed in its upper portion by an end plate (4), an annular space (6) which is delimited internally by an internal perforated wall (7), a restricted passage (10), at least one conduit (8) for the tangential feed of a gaseous phase, and a means (5) for axial injection of the fuel through the end plate (4), characterized in that the casing (3) terminates at the downstream end with a convergent portion (9) in which an injection device (11) terminates substantially at the level of the restricted passage (10), on the axis of rotation of the combustion chamber (1), the contracting chamber (2) extending the combustion chamber (1) in a downstream direction on the same axis of rotational symmetry.

Description: PROCEDE de TRAITEMENT de SUBSTANCES se PRESENTANT sous des ASES DIFFERENTES, TEL que TRAITEMENT de SUBSTANCES sous FORME LIQUIDE, SEMI-LIQUlDE ou PATEUSE, par une AUTRE PHASE NOTAMMENT GAZEUSE. La présente invention a trait à un procédé de traitement de substances sous forme liquide, semi-liquide ou pateuse, par une autre phase notamment gazeuse. Elle s'applique en particulier au traitement des matières > sous forme liquide entrainant ou non des matières solides en suspension, par un gaz a une température élevée. Ce problème est classique dans le cas par exemple de traitement d'eaux résiduaires susceptibles de conduire à des matières sbclles par oxydation. On a déjà proposé plusieurs types de solutions pour résoudre ce problème. C'est ainsi que dans le brevet français 2 075 354, on a proposé d'limiiie les déchets industriels liquides en les trans forma'nit à l'état de déchets solides par traitement à l'aide d'une solution de silicate et d'un agent de prise dudit silicate. On voit qu'il ne s'agit pas d'une solution simple puisqu elle fait appel a des composés exterieurs aux eaux résiduaires, qu'elle implique plusieurs étapes, et qu'elb conduit a un composé qu'il convient même d'éliminer, ce qui oblige dans le cas précité à obtenir des résidus solides résistant à la dilution de l'eau afin de pouvoir les incorporer dans certains terrains, et ainsi les revaloriser. Une toute autre solution est préconisée dans le FR 2 320 268 qui consiste à mettre lesdites eaux en contact à des pH inférieurs > à 7 et à des températures comprises entre 20 et 200 C, avec de l'oxygène technique pur A une pression comprise entre la pression normale et 20 bars jusqu'a ce que le sulfure soit converti en thiosulfates puis a transformer ces thiosulfates en sulfates par action de l'oxygène technige à un pli deO b 5, ou de O à 8 pour des eaux résiduaires ne contenant que des sulfates, à des températures de 20 à 2000 C, à des pressions pouvant aller jusqu'à 20 bars, et éventuellement en présence de catalyseurs. On voit donc qu'une telle solution est également longue et fait appel à plusieurs interventions qui impliquent des traitements physiques et chimiques. Plus récemment dans la demande française 77 3154 déposée le 20 Octobre 1977 au nom de la demanderesse on a proposé de soumettre de telles eaux résiduaires à une pulvérisation et à un traitement thermique oxydant simultanés, puis à séparer de manière simple les résidus solides des composés volatils. De manière pratique on a proposé de mettre en oeuvre le procédé selon le FR 2 257 326 de mise en contact de substances se présentant sous des phases différentes selon lequel au moins une phase sert à former un écoulement puits-tourbillon à symétrie axiale, et au moins une phase est introduite selon l'axe de symétrie dudit écoulement puits-tourbillon , jusque dans la zone de dépression dudit écoulement puits-tourbillon, la quantitité de mouvement des éléments de volume de l'écoulement puitstourillon par rapport aux éléments de volume de la phase axiale, étant telle que ledit écoulement puits-tourbillon provoque à la fois la désintégration, la dispersion et la prise en charge de la phase axiale et son traitement éventuel par l'écoulement puits-tourbillon. Mais les conditions de traitement sont très exigeantes, nécessitant des températures de l'ordre de 900 à 12000 C. Ceci implique des têtes de mise en contact qui puissent supporter de pareilles températures et résister à l'action des ,produits traités à ces températures et en milieu oxydant, ce qui n'est pas le cas des têtes classiques d'atomisation. C'est pourquoi, dans la demande française 78 07248 du 14 Mars 78 au nom de la demanderesse on a proposé un nouveau dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon le FR 2257326 comprenant un ensemble pour former l'écoulement puits-tourbillon constitué par un élément de révolution définissant un espace annulaire, dans lequel la phase gazeuse est introduite tangentiellement, limité par un élément répartiteur à symétrie axiale conférant à l'écoulement hélicoïdal ainsi formé une symétrie axiale, ledit écoulement répartiteur étant mécaniquemeiit inddpendant de l'ensemble rigide de révolution. De cette manière, l'ensemble peut-être refroidi de maniére satisfaisante et la phase gazeuse peut être portée ê une température très élevée. Malheureusement, la réalisation d'un tel dispositif n'est pas toujours aisée et 1' on a trouvé que de manière simple on pouvait obtenir d'excellents résultats selon le procédé de l'invention. La présente invention a trait à un procédé de traitement de substances se présentant sous forme des pbases différentes tel que de traitement de substances semi-liquides ou pateuses par une autre phase, notamment gazeuse entrainant éventuellement des matières solides, selon lequel dans une première zone dite de réaction on assure une réaction entre des courants de fluides dans une zone éloignée de toute paroi, en introduisant une phase gazeuse sous forme d'un courant hélicoidal symétrique définissant une zone axiale cylindrique dans laquelle on amène axialement une phase constituée de substances susceptibles de réagir avec les substances constituant le courant hélicoidal, et que l'on porte lesdites substances à une température à laquelle s'amorce une réaction, caractérisée par le fait que, après sa rencontre avec la phase axiale, on oblige le courant hélicoidal à passer par un espace restreint et l'on amène selon l'axe de symétrie de révolution dudit écoulement puits-tourbillon dans la zone de dépression au moins une autre phase à traiter, la quantité de mouvement des éléments de volume dudit écoulement puits-tourbillon, au niveau du passage dans l'espace restreint, étant égale à au moins 100 fois celle des éléments de volume de ila phase axiale. La phase gazeuse est avantageusement introduite sous faible pression, inférieure à un bar, et de préférence entre 0,2 et 0,5 bar au dessus de la pression régnant en aval dans la zone de contact, la vitesse est généralement comprise entre 10 et lOQn/s, de préférence entre 30 et 60 m/s. La vitesse d'injection de la substance réagissant avec la phase gazeuse peut atteindre des vitesses de tordre de 100 à 150 m/sec. Selon ulule forme de réalisation de la présente invention la zone de réaction est constituée par une zone de combustion. La phase axiale entrant dans cette zone de réaction est alors constituée par une phase carburante par exemple du fuel, ou toute matière combustible que l'on injecte à l'entrée de ladite zone et selon l'axe de symétrie du courant hélicoidal. On peut pour ce faire mettre en oeuvre un procédé de pulvérisation classique tel que à pression, ou à rotation, mais on peut aussi mettre en oeuvre un procédé selon le FR 2 257 326 par formation des gouttes par transfert de la quantité de mouvement grace à un écoulement puits-tourbillon à grande quantité de mouvement. La phase hélicoidale est alors constituée par une phase gazeuse comburante généralement par de l'air ambiant, mais bien entendu cette forme de mise en oeuvre n'est nullement liimitative La substance à traiter est introduite sous forme liquide, semi-liquide, pateuse,axialement Åa la fin de la zone de combus tion. La vitesse d'introduction est faible de l'ordre 0,03 à lOm/sec. De cette manière l'écoulement puits-tourbillon symétrique désintègre la veine liquide par transfert de la quantité de mouvement. De cette manière il est possible de traiter de façon simple a iiaute température des substances liquides car on évite la mise en contact des produits avec les parois et de porter ces parois a la température de traitement. Selon la présente invention les gaz à la sortie de la zone de combustion peuvent être portés sans inconvénient à une tem pérature comprise entre 900 et 1200 C, ce qui permet par ail leurs d'introduire la matière à traiter à la température ambiante. Aussi, une application particulière de la présente invention' concerne le traitement des eaux résiduaires. On sait que dans ce dernier cas, il y a lieu à la fois d'évaporer une grande quantité de liquide et de réaliser un traitement thermique oxydant et simultanément de séparer les résidus solides ainsi obtenus, des composés volatils. Le procédé s'applique particulièrement dans le cas des eaux résiduaires présentant un taux de matières sèches allant jusqu'à 20-30 X ; certaines de ces matières sèches étant susceptibles d'oxydation, comme c'est le cas des sulfures et polysulfures qui sont, alors éliminés sous forme de sulfates. Avantageusement dans ce cas on porte les gaz à la sortie de la zone de combustion à une température comprise entre 900 et 1200"C, et de 350 et 5000C dans la zone de traitement. On peut encore provoquer un refroidissement à la sortie de la zone de traitement. Aussi on peut prévoir à la sortie de la zone de traitement une zone de mise en rotation qui de manière simple est statique. On réalise de la sorte un système de mise hors poussière. Ce système peut en outre comprendre les moyens d'injection d'une phase liquide et/ou gazeuse permettant d'introduire un liant ou de réaliser un effet de trempe. On peut aussi réaliser un ou plusieurs recyclages et l'introduction simultanée de plusieurs phases, notamment sous forme d'une copulvérisation. Bien évidemment l'intérêt de la présente invention ne se limite pas au problème de la pollution causée par les eaux résiduaires. Elle s'applique notamment toutes les fois qu'une tempéra- ture élevée est requise c'est-à-dire notamment - évaporation rapide de composés volatilisables et notamment séchage de produit en suspension ou en émulsion aqueuse, ou concentration de solutions. Ceci est particulièrement inté ressant dans le cas de la concentration d'acides minéraux tels que acide phosphorique ou acide sulfurique. - opération de mélange, et en général imprégnation de solides par des liquides. - solidification de particules avec transformation. on billes fines, ou traitement de surface de grains avec éventuellement changement dans la structure superiicielle des grains. - possibilité d'effectuer au sein du mélange homogène réalisé des réactions telles que chlorurations ou oxydations. Mais il est également possible de traiter des matières thermosensibles, telles que à base de protéines. Dans ce cas le procédé selon l'invention permet de travailler avec un gradient de température élevé, donc de travailler dans des conditions autorisant un bon rendement thermique ; tout en évitant la dégradation des matières traitées comme selon le procédé décrit dans la demande 77 20287 déposee le ler Juillet 1977 au nom de la demanderesse. La présente invention peut être mise en oeuvre par un dispositif générateur de gaz chaud, tel que décrit dans le FR 2276086, et comprenant une enveloppe externe à surface de révolution, délimitant une chambre de réaction, fermée à une de ses extrémités, et présentant un restreint à l'autre extrémité, ladite chambre présentant également une paroi interne perforée délimitant avec l'enveloppe externe un espace annulaire et communication avec atL moins un conduit d'amenée tangentielle d'une phase gazeuse, ladite chambre présentant également un moyen d'injection axiale d'une partie de substances à travers l'extrémité fermée de l'enveloppe, et se caractérise par le fait que la chambre de réaction est prolongée, au delà du passage restreint par un espace de mise en contact de plus grande section dans lequel débouche sensiblement un niveau de la plus petite section du restreint un dispositif d'injection co-axial pour au moins une substance à traiter. La paroi interne est de préférence perforée sur une longueur fonction du débit de calories et de la température des gaz. Cette paroi perforée comporte des trous généralement circulaires qui, au moins du côté de l'extrémité fermée de l'appareil, doivent être " paroi mince", c'est-à-dire que le rapport du diamètre des trous sur l'épaisseur de la paroi doit être supérieure à .5 ; l'épaisseur minimum de la paroi n'ayant pour limite que des impératifs mécaniques. ils sont en nombre au moins égal à 6 et répartis sur au moins un cercle, mais de préférence sur plusieurs cercles directeurs de la paroi cylindrique. On dispose la majorité des trous du côté amont de l'appareil afin de ialibriser le mélange des substances à mettre en contact et corélativement d'assurer le préchauffage d'une partie de ces substances tout en protégeant les parois internes des effets thermiques de la réaction. La surface totale des trous situés du côté aval peut être très faible soit de 1 i To 1 de la surface totale des trous. 100 Si on désigne par D1 le diamètre interne moyen de l'enve- loppe externe et par D2 celui de la paroi perforée 1 (D1 - D2) 2 est de préférence compris entre 1 et 10 cm selon le débit de courant hélicoidal. Le diamètre D2 est déterminé en fonction du dégagement thermique total de la réaction et est compris de préférence entre 0,4 et 0,5 Vif k étant le nombre de kilocalories que libère par heure ce combustible en brûlant, ou en général la réaction provoquée. Avantageusement D2 ne doit pas être inférieur à 500 mm dans le cas d'introduction dans le courant rectiligne d'un réactif visqueux, par exemple du fuel lourd, lequel doit être dispersé de préférence de façon tine et homogène. Il n'y a pas de dimension impérative du moyen d'amenée du carburant rectiligne axial. Celui-ci, généralement constitué par un tube, au moins a l'extérieur de l'appareil, doit permettre soit une bonne pulvérisation de liquide, soit une entre de gaz sans perte de charge appréciable. La réalisation de ce moyen peut se préteur à de très nombreuses variantes. Par exem-, ple, lorsque le combustible est liquide on peut utiliser avantageusement un dispositif décrit dans le brevet français déposé par la demalldelesse le 19 Juin 1973, sous le numéro d'enregistrement national 73 22184 et ayant pour titre "Procédé de mise en contact de substances sc présentant dans des phases différentes (ceci supprime la nécessité d'exercer une pression sur le combustible) ou un simple tube avec une sortie tronconique sur lequel est soudé à l'extérieur de l'appareil une conduite par laquelle est introduit le gaz assurant la pulvérisatios la seule précaution supplémentaire à prendre est d'éviter l'emploi d'un dispositif qui donnerait un ilux très divergent (angle supérieur à 90 %) dans le cas d'introduction de liquide. L'arrivée du courant gazeux mis ultérieurement en rotation se fait par une tubulure tangentielle, les conditions à respec ter en ce qui concerne la section de cette tubulure sont avant tout commandées par des impératifs de construction et le souci de ne pas créer par ce moyen des pertes de charge excessives comme déjà dit précédemment une pression relative de 0,2 bar est généralement suffisante. L'ouverture mettant en communication cette tubulure et la chemise annulaire est de préférence à proximité de l'extrémité aval de cette chambre de réaction. L'inflammation du combustible est assurée par un dispositif classique telle qu'une bougie entre les électrodes de laquelle éclate une étincelle. Cette bougie peut être montée sur un dispositif rétractable comprenant par exemple un soufflet métallique. L'étincelle est produite dans une zone oh combustible et comburant sont en contact puis le dispositif d'allumage peut être retiré pour affleurer la paroi perforée. I1 reste évidemment possible d'enflammer le mélange ou d'amorcer la réaction par une flamme. Du fait de l'avantage concernant la température peu élevée des parois, il est possible de réaliser l'appareil en acier ordinaire, l'intérêt d'utiliser l'acier inoxydable ou d'autres métaux résistant à la corrosion ne se présente que lorsqu'il est nécessaire d'éviter la présence de toutes poussières d'oxydes. La présence du réfractaire est inutile. Le combustible peut être un gaz tel que le methane ou le propane par exemple ou un autre hydrocarbure léger, des résidus liquides à détruire par combustion avec éventuellement des goudrons ou de la suie en suspension ou un corps solide à la température ambiante et fondu avant son injection, du soufre par exemple. On peut également injecter d'autres corps de natures très diverses. Mais on peut mettre en oeuvre des chambres de combustion de forme différente. On peut en particulier utiliser un espace annulaire torique pourvu d'un panier perforé ou répartiteur mécaniquement indépendant amovible tel qu'on peut également utiliser une enveloppe cylindrique et un panier perforé tronconique avec.une entrée tangentielle aval et des perforations situées en amont. La partie de mise en contact est conforme à celle décrite dans le FR 77 22184 à la différence près que le mouvement puitstourbillon utilisé est celui de la chambre de réaction. La quantité de mouvement propre à l'écoulement puits tourbillon doit être forte par rapport à celle des liquides, danse un rapport au moins 100 et de préférence de 1000 à 10 000 fois, le mouvement propre des gaz est alors, dans ces conditions imposé dans sa direction et son intensité aux gout belettes de livides isolées les unes des autres dans la sone de convergence des deux courants. La vitesse des liquides est par ailleurs réduite au voisinage du minimum permettant leur écoulement continu, la vitesse des gaz peur rester, dans ces conditions assez faible pour ne pas nécessiter de fortes pressions. Le rapport des masses de gaz et de liquide est évidemment choisi en fonction de divers facteurs dont la température de ces fluides et de l'opération finale à réaliser, par exemple la vaporisation du liquide ce rapport étant au moins de deux. Les vitesses et partant les quantités de mouvement, au niveau du passage restreint, sont calculées de façon simple d'après les débits d'entrée des fluides et la section de ce passage, les pressions intervenant peu. Le courant axial est considéré comme rectiligne et de section égale à celle de l'intérieur de son conduit, que celui-ci émerge ou non du passage restreint. Les trajectoires, imposées par les gaz, forment, à leur sortie de la zone de contrainte, l'une des deux familles de, génératrices d'un hyperboloide à une nappe, ou plus précisément d'un empilement feuilleté de plusieurs hyperboloides. Ces géné- ratrices passent une famille de cercles formant un anneau de faible largeur situé en aval du passage restreint du courant hélicoidal avant de diverger. Cet anneau entoure une zone dépressionnaire dont l'effet se manifeste, d'une part, en amont sur le liquide constituant le courant rectiligne et, d'autre part, en aval, su les gaz en faisant recycler une fraction de ces fluides. Le liquide se trouve fractionné en une multitude de gouttelettes, chacune étant prise en charge par un certain volume de gaz et soumise à un mouvement qui crée.un effet de centrifugation, ceci améliore le contact avec le gaz vecteur, et dans le cas oV une combustion a lieu, assure l'accrochage et la stabilité de la flae. Le rapport du débit des gaz sur celui des liquides, peut varier dans de larges proportions, un accroissement de ce rapport diminue la dimension des gouttelettes formées. Le procédé de mise en contact de substances sous différentes états physiques peut ainsi être appliqué, à l'aide du dispositif décrit pour différentes opérations courantes en particulier dans les industries chimiques et alimentaires. Dans ces opérations le courant soumis au mouvement tourbillonnaire est généralement un gaz ou une vapeur véhiculant )éventuellement en suspension des solides ou liquides à mettre en contact avec les substances introduites axialement. Une pression de quelques centaines de grammes par centimètre carré (de 200 à 500 g/cm2) au-dessus de la pression régnant dans la partie de l'appareillage située en aval suffit pour assurer le jbon fonctionnement du dispositif. Le mouvement tourbillonnaire engendré par ce courant, crée, comme cela a été signalé une légère dépression dans sa partie axiale, telle qu'un écoulement de fluide peut se produire dans la tubulure interne sans qu'il soit nécessaire d'exercer une pression sur ce fluide. Le dispositif de mise en contact peut être constitué de manière simple par un cône. L'introduction de la phase, ou des phases à traiter, se fait alors au niveau du restreint avantageusement à une distance du cercle de plus faible section comprise dans l'intervalle de plus ou moins un rayon par rapport au plan de ce cercle. Avantageusement le diamètre externe du conduit d'amenée est au moins égal au 1/4 du diamètre de ce cercle, et de préfé-' rence égal à au moins les 2/3 de ce diamètre. De manière à ne pas perturber la réaction qui se produit dans la première chambre la substance (ou les substances) à traiter est amenée simplement par une tubulure coudée, mais on peut utiliser d'autres dispositifs, tels que injecteur annulaire situé sensiblement dans le plan du restreint. Enfin, on peut prévoir des zones de refroidissement soit au niveau de la zone de mise en contact comme dans la demande française 78 10500 déposée le 10 Avril 1978 au nom de la deman dresse et selon laquelle on provoque un refroidissement sur la périphérie de la zone de contact des phases ou traitement thermique plus en aval selon la demande française 77 20287 du ler Juillet 1977 selon laquelle à la sortie du traitement flash on soumet le produit à traiter à un brusque changement de température, ce traitement s'appliquant en particulier au cas de matières tlsermosensibles. Dans ce cas avantageusement on porto les gaz à la sortie de la zone de réaction à une température comprise entre 200 et 700oC et on soumet le milieu résultant à la sortie de la zone de contact à un traitement de refroidissement à une température comprise entre 200C et 120"C. Mais la présente invention sera plus aisément comprise à l'aide des schémas et exemples suivants donnés à titre illustratif, mais nullement limitatif. La figure 1 représente un dispositif selon l'invention correspondant à un cas général de traitement d'une substance par une phase gazeuse. La figure 2 illustre le cas plus particulier où l'on dispose à la sortie de la zone de contact un dispositif de post traitement notamment de mise hors poussière du dispositif. La figure 3 illustre le cas plus particulièrement où l'on dispose un dispositif de refroidissement. Le dispositif selon la figure 1 comprend une chambre de combustion 1 et une chambre de contact 2. La chambre 1 comprend une enveloppe 3 fermée à sa partie supérieure par une plaque de fond 4 dans laquelle est ménagé un espace pour la mise en place d'un dispositif de pulvérisation 5. La chambre de combustion présente un espace annulaire 6 délimité intérieurement par un cylindre 7 perforé à sa partie amont. Une phase gazeuse est introduite tangentiellement par une tubulure 8 débouchant dans l'espace annulaire 6. L'enveloppe 3 se termine en aval par un convergent 9 pr6- sentant un passage restreint 10, dane lequel aboutit selon l'axe de rotation de la tête 1, un conduit coudé 11, sensible ,ment au niveau de la section du passage restreint. La chambre de contact 2 est constitué par un bicône dont la partie amont en forme de divergent prolonge le convergent terminant la chambre 1. Le dispositif selon la figure 2 comporte la même chambre de combustion 1 et de mise en contact 2, qu'Åa l'exemple 1, mais à la sortie du bicône 2 on a placé un dispositif de mise hors poussière 12 comprenant une enveloppe 13 dans laquelle est disposé un cône de réception 14 juste en dessous du bicône 2, et éventuellement une amenée de liquide 15, ledit tronc de cône 13 est lui même prolongé par un cylindre 16 qui permet au mouvement rotatif de se conserver et qui conduit les produits Jusqu' un séparateur centrifuge 17. Le produit solide sort en 18 et le gaz en 19. Le dispositif selon la figure 3 illustre un autre mode de réalisation, particulièrement adapté au cas des matières thermosensibles. Ce dispositif est semblable à celui de la figure 1, sauf qu'on a disposé à la sortie du bicône 2, un système de refroidissement comprenant une tette, possédant une paroi perforée 21, et un conduit tangentiel 22, une tubulure 23 et un cyclone 24. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation illustrées, on peut en particulier mettre en oeuvre des chambres de contact qui ne soient pas biconiques, ou présentant une partie cylindrique intermédiaire. A l'aide d'un dispositif selon la figure 2 on a réalisé l'exemple de mise en oeuvre suivant. On traite une eau résiduaire renfermant en poids 20 % de NaCl, 3 a 4 % de sulfate de Na, et environ 5 % de matières organiques renfermant des polysulfures. Le dispositif utilisé présente une tête 1 de hauteur hors tout égale à 193 mi dont 43 mi pour le convergent. Le diamètre de l'enveloppe 3est de 120 âm, celui du panier perforé 7 de 82 m. Le diamètre du passage restreint est de 18mm, le diamètre interne du conduit 11 au niveau du passage restreint est de 12 mm, ce qui représente donc un rapport de 2/3 par rapport à celui du diamètre de la section en 10, enfin le diamètre intérieur de la section de tube ll est de 4 mais. L'angle au sommet du cône supérieur du bicône est de 90"C. Le débit d'air alimentant la chambre de combustion par le tube 8 est de 60 Ni3/h, la pression de 0,4 bar. Le carburant injecté en 5 est constitué par du propane. Dans cet exemple on règle l'injection du propane dc manière à obtenir une température d'environ lOOO0C au niveau du passage restreint et d'amenée des eaux à traiter de sorte à maintenir une température de l'ordre de 500" C à la sortie du bicône. La phase solide renferme pour 30 kg d'eau traitée 3 kg de NaCi et 3 kg de sulfate de sodium. On observe en particulier que la phase gazeuse ne présente pas de fines et est constituée en dehors des gaz de combustion essentiellement de vapeur d'eau ne renfermant que des traces de S02. Cet exemple met donc en évidence l'intérêt de la présente invention qui permet soit de traiter des matières thermosensibles sans les dégrader avec un bon rendement thermique, soit; d'effectuer des traitements à haute température par exemple de matières polluantes. Mais comme déjà dit, cet exemple n'est pas limitatif, on peut en particulier mettre en oeuvre un dispositif semblable pour la concentration d'acides ou le traitement de produit tels que le gypse. On peut aussi introduire en cours d'o-r-

Claims: REVENDICATIONS 1") Procédé de traitement de substances sous forme d'une phase liquide, semi-liquide oupateuse, par une autre phase notamment gazeuse, entraînant éventuellement des matières solides, selon lequel dans une première zone dite de réaction entre des courants de fluide dans une zone éloignée de toute paroi, en introduisant une phase gazeuse sous forme hélicoidale symétrique définissant une zone axiale symétrique dans laquelle on amène axialement une phase constituée de substances susceptibles de réagir avec les substances constituant le courant llblicoldal, et que l'on porte les dites substances A une température à laquelle s'amorce une rdaction,éventuellement une combustion, caractérisée par le fait que lton oblige le courant héli cotidal à passer par un espace restreint ct que l'on amène selon l'axe de révolution de l'écoulement puits-tourbillon ainsi formé dans la zone de dépression dudit écoulement puits-tourbillon, au moins une autre phase A trniter, de manière à provoquer à la fois la désint < gration, la dispersion et la prise en charge de la phase axiale et un traitement éventuel par l'écoulement puits-tourbillon, la quantité de mouvement dudit écoulement puits-tourbillon au niveau du passage dans l'espace restreint étant égale à au moins 100 fois celle des éléments de volume de la phase axiale 2") Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les substances susceptibles de réagir dans la zone de réaction sont amenées sous forme de gouttes formées par transfert de la quantité de mouvement au moyen d'un écoulement puits-tourbillon à grande quantité de mouvement. 30) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la phase gazeuse est introduite sous une pression comprise entre 0,2 et 0,5 bar, à une vitesse de 10 à 100 m/s de préférence entre 30 et 60 m/s que la substance réagissant avec la phase gazeuse est introduite à vitesse inférieure à 150 /sec et que la phase liquide, semi-liquide ou pateuse à traiter est introduite à une vitesse comprise entre 0,03 et 10 m/sec. 40) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on traite des eaux résiduaires en portant les gaz à la sortie de la zone de réaction à une température comprise entre 900 et 12000C, et à la sortie de la zone de traitement entre 350 et 500 C. 5 ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on traite des matières thermosensibles en portant les gaz à la sortie de la zone de réaction à une température comprise entre 200 et 700 C et en soumettant le milieu résultant à la sortie de la zone de contact à une température comprise entre 20 et 1200C. 60) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendication 1 à 5 comprenant une enveloppe externe à surface de révolution délimitant une chambre de réaction, fermée à une de ses extrémités ct présentant un restreint à l'autre cxtlCmite ladite chambre présentant également une paroi interne perforée ddlimitant avec l'en- veloppe externe un espace a'iiulaire, cn commullication avec au moins un conduit d'amenée tangentielle d'une phase gazeuse, ladite chambre présentant également un moyen d'injection axiale d'une partie des substances à travers l'extrémité fermée de l'enveloppe, caractérisé par le fait que la chambre de réaction est prolongée, au delà du passage restreint par un espace de mise en contact de plus grande section dans lequel débouche sensiblement au niveau de la plus petite section du restreint un dispositif d'injection co-axial pour au moins une substance à traiter. 7 ) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la paroi interne est constituée par un élément amovible. 8 ) Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisé par le fait que l'espace aniiulaire est torique, 9 ) Dispositif selon l'une des revendications 7 à 8 carac térisé par le fait que le rapport du diamètre externe du conduit d'amenée axiale de la substance à traiter au diamètre du passage est d'au moins 1i4, avantageusement de 2/3. 10 ) Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé par le fait qu'il comporte à la sortie de l'espace de réaction un dispositif de mise-en hors poussière statique comprenant un cône de réception. 11") Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisé par le fait qu'il présente à la sortie de l'espace de réaction un système de refroidissement.

Inventors: PRUDHON, FRANCOIS, SCICLUNA, AUGUSTIN, Prudhon, François
Applicants: RHONE-POULENC CHIMIE DE BASE
Application year: 1979
Main classification: B01J10
IPC codes: B01J19, F23G7, B01J8, B01D3, B01J10