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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR 3ltEFUR.TION ET M REFRIGERA- TION DES GA2 '
Le présente invention envisage le perfectionnement des pro- cédés et dispositifs connus pour la séparation des gaz des matiè- res en suspension et des composantes absorbables.
Vu que les conditions d'un échange efficace de chaleur entre gaz et liquides,sont les mêmes que celles de la séparation envisagée plus haut, le procédé faisant objet de la présente invention se prête tout aussi bien à la réfrigération des gaz au moyen de liquides*
On sait que l'une des conditions fondamentales pour le bon fonctionnement des épurateurs à liquides ,absorbeurs et réfrigé-
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rants, consiste en oe que le gaz et l'agent de .,lavage doivent être portés en un contact aussi intime que possible, l'un avec l'autre.
Jusqu'ici oe oontaot intime était ob- tenu par la pulvérisation ou la division de l'agent de leva- ge, soit au moyen de laveurs à aotion centrifuge, ou ana- logue, soit au moyen de tours à ruissellement garnies parfois de claies ou d'autres matières ou éléments d'em- pilage, ou de dispositifs analogues, servant à une subdi- vision efficace aussi bien du courant gazeux que du cou- rant liquide.
De môme on se sert de dispositifs, dits, à secousses, surtout en vue de la séparation des matières en suspension
Conformément à la présente invention on obtient une bonne épuration ou réfrigération des gaz d'une ma- nière excessivement simple du fait ,que le gaz est amené avec une grande vitesse au travers de rétrécissements de l'espèce de tuyères, qui sont simultanément mouillés par l'agent de lavage, et dans lesquels le courant gazeux subit à l'endroit le plus rétréci une déviation ou inver- sion aussi accentuée ou brusque que possible.
Grâce à l'inversion accentuée ou brusque du cou- rant gazeux, à une vitesse élevée de ce dernier, les ma- tières en suspension ,telles que poussières et brouillards, sont proférées par effet centrifuge contre les parois des rétrécissements mouillées par le liquide, en y étant ssi- sies et enlevées par ce dernier. L' effet est naturellement d'autant plus parfait. que le rayon de courbure de l'in- version ou de la déviation est plus petit, vu que dans ce cas ,la force centrifuge, provoquant la séparation, atteint son maximum.
Le contact intime entre les gaz en traitement et le liquide de lavage est augmenté suivant la présente invention, par le formation de tourbillons dans les tuyè- res et en outre par le fait,que les gouttes ou gouttes du liquide de lavage sont entrainées par le courant gazeux.
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Pour réduire la perte de pression et conséquem- ment la force, nécessaire à l'obtention devitesses de gaz aussi élevées que possible aux endroits rétrécis ,les rétrécissements peuvent être évasés, suivant la présente inversion, dans la direction du cheminement du gaz, ou du mélange de gaz et de liquide, à la manière des dif- fuseurs.
Contrairement eux dispositifs connus jusqu'ici, l'énergie des gaz n'est, du fait, pas anéantie par leur inversion on déviation, mais transformée à nouveau en pres s i on. Par conséquent la présente invention permet d' atteindre à une même perte de pression totale, des vi- tasses d'inversion ou de déviation considérablement plus élevées, et du fait une épuration meilleure.
Si le gaz contient des quantités suffisantes de matières en suspension liquides, telles que par exemple des brouillards de goudron, ou analogues, on peut, se passer partiellement ou entièrement de l'humectation des parois des tuyères ,vu que les particules liquides préci- pitées du gaz sur les parois des rétrécissements remplis- sent le rôle d'un liquide de lavage et remplacent oe dernier.
On peut évidemment utiliser un nombre voulu de tuyè- res sucessives, cependant le meilleur résultat est obte- nu ,si la perte de pression totale, disponible, est utili- sée dans une ou quelques tuyères et déviations seulement, puisque l'effet est directement proportionnel au carré de la vitesse du gaz et inversement proportionnel au rayon de courbure de déviation ou de l'inversion .
Dans le cas, où lea gaz ou vapeurs en traitement con- tiennent des matières, dont la séparation provoque faci- lement l'incrustation dea parois des tuyères, il faut avoir soin, de prévoir des moyens, permettant d'écarter d'une manière facile les difficultés de travail ui pour-
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relent on résulter c'est-à-dire, de supprimer les dites in-crustations lors de leur formation Conformément à la près ente invention ceci est atteint, soit par une admission intermittente ou continue de quantités suffi- santes de liquide de lavage aux tuyères, soit par la disposition des tuyères en groupes individuellement interchangeables pendant la marche.
Ces modes de réalisa- tion sont également avantageux dans beaucoup de cas, où les difficultés susmentionnées n'entrent pas en considération.
Conformément à la présente invention les rétrécis- semonts on forme de tuyères peuvent être disposés ou ré- partis ,par exemple, à la surface d'un solide de révolu- tion, disposé sur un axe rotatif, ce qui permet d'attein- dre un arrosage uniforme , marne lors d'une admission centrale de l'agent de lavage. de plus par le déplacement rotatif des organes en forme de tuyères ,ou d'une partit des parois formant les rétrécissements, l'uniformité d'arrosage peut être davantage augmentée.
Ce déplacement relatif du jet ou dès jets du liqui- de de lavage dirigés contre les canaux formant tuyères, peut être obtenu également par le déplacement du disposi- tif d'arrosage ou d'injection lui-même. Il est particu- lièrement avantageux, de faire plonger'le dit solide de révolution formant les ou garnis des tuyères ,et dis- posé sur un axe de rotation horizontal, dans le liquide de lavage de sorte que ce dernier bouche/ou obture une partie des tuyères analogues.En faisant monter ou descen- dre le niveau du liquide de iavage par rapport aux dites tuyères, on provoque l'ouration d'un nombre supérieur ou inférieur de ces dernières, de sorte que même en cas de faibles quantités de gaz la vitesse de ce dernier dans les tuyères sera élevée.
Ainsi, cette disposition peut être utilis aussi bien pour une augmentation d'admission en liquide de lavage vers les tuyères ,que pour .le réglage
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de la section totale des tuyères . De plus suivant la présente invention, ces mêmes effets peuvent être obtenus d'une ma- nière analogue, par l'augmentation ou la diminution de la quantité de l'amont de lavage passent eu travers des tuyères.
Cette augmentation ou diminution des quantités de liqui- de de lavage, est avantageusement réalisée au moyen des dis- positifs faisant l'objet de la présente invention,- dont l'organe à tuyères se meut en sens rotatif au travers d'un li- quide de lavage/par une augmentation ou une diminution du nom- bre de tours du dit organe, car à un nombre de tours plus éle- va, la quantité de liquide de lavage entraîné par les tuyères est plus grande, la section des tuyères étant ainsi diminuée par cette quantité supérieure de liquide de lavage,tandis qu'à un nombre de tours inférieur la quantité de liquide de lavage entraînée par les tuyères devient correspondamment inférieure.
Si les matières séparées ont la tendance de coller aux ou de se déposer sur les parois des tuyères, on exposera les tuyères, suivant la présente invention, avantageusement à un nettoyage continu ou intermittent, par exemple en les dis- posant sur un corps de révolution rotatif, et ceci de manière à ce que ce corps de révolution subisse un mouvement continu ou intermittent au travers du liquide de lavage. Ou on construit ou dispose les tuyères de manière, à ce qu'elles puissent être interchangeables par groupes durant le fonctionnement du dispositif.
Lors de la séparation de brouillards tels que, de gou- drons,ou analogues, des gaz à teneur de vapeur d'eau, le dé- goudronnage du gaz par lavage avec du goudron seul offre quel- quefois des difficultés et ceci d'une part, à cause du danger d'encrassement, et, d'autre part à cause de la haute températu- re du gaz par suite do la vapeur d'oau. Dons co ess on pourrait atteindre une séparation suffisante, en utilisant,comme liquide de lavage, de l'eau froide.
Pour diminuer toutefois les difficultés connues, inhéren-
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tes à la séparation d'émulsions, il est plus avantageux, de réaliser la séparation des brouillards de goudron dans deux appareils, dont le premier réalise en quelque sorte l'épuration préliminaire des gaz au dessus de leur point de rosée, en les débarrassant de la plus grande partie de leur teneur en grou- dron et cet! le cas échéant sous injection de goudron de la- vage .tandis que le second réalise l'épuration définitive, sous injection d'eau froide, après avoir soumis les gaz en cas de nécessité à une réfrigération préliminaire.
La séparation complète des émulsions se formant dans le second appareil, est obtenu suivant la présente invention par le fait ,qu'on utilise l'eau contenant les émulsions , comme eau de réfrigération dans un réfrigérant à ruissellement,in- tercalé entre les deux appareils épurstours à tuyères susmen- tionnés, les émulsions étant portées de cette manière sans frais spéciaux à une température suffisante, pour se dissocier*
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple plusieurs modes d'exécution du dispositif suivant la présente invention, qui serviront à la description plus détaillée de l'objet entier de la présente invention.
La figure 1 représente une coupe transversale dans un mode de réalisation du dispositif, avep tuyères annulaires.
Les figures Z et 3 représentent deux coupes dans une variante constructive du dispositif, suivant laquelle les tuyè- res ,représentées à la figure 4, sont disposées à la surface d'un oylindre.
Les figures 5 et 6 représentent un mode de construction ultérieur du dispositif, comprenant des groupes de tuyères, in- terchangeables durant le travail. la figure 7 représente/une disposition en série de deux dispositifs construits suivant la présente invention, avec utilisation simultanée d'un réfrigérant à ruissellement interca- lé entre ces deux dispositifs. On se servira avantageusement de cette derniète disposition, par exemple lors de la séparation de goudron des gaz à teneur de vapeur d'eau.
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La figure 1 fait voir en 1 deux tuyères successives,
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formées d'une part par l 'anneau 2> et d'autre part par les anneaux 3, disposés conoentriquement par rapport à l'anneau 2 . Ces anneaux sont disposés dans une boite ou chemise 4.
Les tuyères! forment à leurs endroits les-plus rétrécis une déviation ou inversion de passage aussi brusque que possible, c'est-à-dire suivant un angle aussi aigu que pos- bible.le liquide de lavage est amené aux tuyères par le dessus , tandis que l'admission des gaz ,destinés à être épurés, peut se faire soit par le dessus, soit par le dessous, et ceci en dépendance de ce qu'il s'agit d'une réfrigération, ou d'une séparation des teneurs liquides ou solides des dits gaz.
En cas de réfrigération ou de processus d'adsorption le principe des contre-courants est plus avantageux. La ré- partition du liquide de lavage sur les parois des canaux formés par les tuyères peut être rendue particulièrement uniforme, lorsqu'on communique à une partie des anneaux, par exemple aux anneaux intérieurs 3, un mouvement de rots- tion autour de l'axe 5. On provoque de cette manière un dé- placement relatif du dispositif d'injection 6, du liquide de lavage, vis à vis des canaux des tuyères. De cette ma- niera on assure simultanément un lavage uniforme du ou des canaux-tuyères entier .
Les figures 2 et 3 représentent à titre d'exemple deux ooupes dans un dispositif , dont les tuyères sont disposées à la surface d'un cylindre rotatif autour d'un axe horizontal et ceci de manière, à ce qu'une partie des tuyères plonge dans le liquide de lavage. Les gaz destinéa. à être épurés, entrent par la tubulure de raccordement 7 dans la chambre 8
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on poaaont at10i ,au trovora dau opnaux formant tuyàroa 12 disposés sur la cylindre 9 .donc au travers de la chemise cylindrique 9, vers l'intérieur du cylindre,pour s'évacuer de le ,à l'état purifié ou refroidi, par la tubulure 11. Une partie de la chemise cylindrique 9 plonge dans un liquide
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de lavage ,dont la hauteur de niveau est réglée, le cas échéant d'une manière automatique,
par le trop-plein rotatif 13, et ceci en dépendance de ce qu'il s'agit de découvrir une section totale de tuyères plus ou moins importante. En cas de nécessité on peut admettre, en outra, du liquide de lavage par la conduite 13, d'où on obtient, lors d'une rotation lente du cylindre 9 ,une humeotation uniforme des tuyères. le mûrement rotatif du cylindre provoque en outre un rinçage ou lavage pério- dique et efficace des tuyères par le liquide de lavage. les figures 5 et 6 représentent une autre variante d'exécution suivant laquelle les tuyères sont subdivi- sées en groupes sérapés, dont chacun peut être individuel- lement démonté et remplacé par un autre durant la marche.
Sur un axe vertical 14 les tuyères sont assemblées sous firme de cinq segments 15 d'un cercle. Entre ces segments sont disposées des réglettes ou analogues les et ceci de manière à se que lors d'un déplacement rotatif corres- pondant de l'axe 1* , chacun des segments 15 puisse ftre obturé par des plaques 17, par exemple à l'aide d'un système à leviers 24. Le carter 18 est pourvu d'un trou d'homme 1± , au travers duquel le segment obturé peut Atre enlevé et rem- placé par un autre.
Les gaz en traitement entrent dans le carter par la tubulure 20 ,passent au travers des tuyères en passant au travers du disque 21, supportant les dites tuyères, et s'évacuent du carter à l'état purifié par la tubulure 22.
Le liquide de lavage est admis par le tube 23 De oette ma- nière la certitude d'un bon fonctionnement du dispositif reste garantie continuellement .même dana les cas où il s'agit de gaz dont les imputé* destinées a être éliminées, ont la tendance de former des dépôts ou incrustations.
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La figure 7 représente à titre d'exemple un schéma de disposition, pour le procédé de séparation en deux phases, appliqué par exemple lors d'une séparation de matières en suspension, telles que le goudron, des gaz contenant de la
Vapeur d'eau.
Le gaz brut, par exemple, du gaz de générateur, est introduit dans le dispositif épurateur par la conduite 34 en étant d'abord porté à la pression nécessaire pour attein- dre la vitessevoulue dans laa tuyères ,par une soufflerie 35 . Le gaz entre ensuite dans le dispositif à tuyères 25 qui travaille au-dessus du point de rosée,et dans lequel le gaz est débarrassé de la plus grande quantité du goudron qu'il contient. Le gaz préalablement purifié de cette ma- nière, entre dans le réfrigérant à ruissellement 26, et passe de là, au travers de la conduite 27, dans un dispo- sitif à tuyères ultérieur 28, pour s évacuer alors de là,à l'état complètement purifié, au travers de la conduite 29.
±*eau d'injection du dispositif à tuyères 28 est admise ' par la conduite 30,et sort du dit dispositif 28 par le trop-plein 31, sous forme ou en qualité d'eau'de réfrigé- ration ,dans le réfrigérant à ruissellement ¯26,duquel elle s'évacue ,après un réchauffement correspondant et uno dissooiamion des émulsions qui s'y sont éventuellement formées, par le trop-plein 32.
Dans la fosse 33 l'eau . , et les matières de suspension séparées qui surnagent l'eau sous forme d'une nappe d'huile, peuvent être séparées, Il est naturel que le mode de dispo- sition de la soufflerie'n'a pas d'importance spéciale la soufflerie pouvant être $raccordée, par exemple, à la con- duite 29 du gaz purifié .
cette manière de procéder permet de réaliser simulta- nément une séparation fractionnée des matières ou substances devant être éliminées du gaz, par exemple en ce sens, que les substances éliminées dans le premier dispositif à tuyères,
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d'un point d'ébullition plus élevésont soumises à. un traite- ment ultérieur séparé,- et que les substances éliminées dans le second dispositif à tuyères, d'un poids spécifique moin- dre et de fluidité plus grande sont également soumises à un traitement ultérieur séparé ou directement utilisées.
La présente invention permet de réaliser un lavage, une épuration et une réfrigération intenses des gaz dans un espace excessivement réduit, tout en supprimant les diffi- cultés d'exploitation et la nécessité de force, motrices considérables, inhérentes aux lavoirs rotatifs. Vu que, suivant la présente invention, le liquide de réfrigération et de lavage n'est soulevé qu'à de faibles hauteurs, -compa- rativement aux tours de réfrigération et de lavage connues jusque ci,- la réfrigération et le lavage peuvent être réa- lisées par l'application d'une force motrice minime, et tout ceci en obtenant des effets ou résultats considérablement meilleurs, qu'avec les appareils connus .
REVENDICATIONS
1) Procédé d'épuration,de réfrigération et de lavage de gaz,caractérisé en ce que le gaz est amené à des vites- ses élevées (supérieures à 40 m/sec.) au travers d'une ou ou de plusieurs tuyères qui font subir au courant gazeux, à leur endroit le plus rétréci, une déviation ou inversion brusque.