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Appareil pour les traitements des gaz industriels.
Les traitements appliqués aux gaz industriels ont pour but, soit de les épurer physiquement ou chimiquement, soit d'en extraire certains constituants dont la récupération est avantageuse.
Il n'existe pas, à l'heure actuelle, d'appareils universels permettant de réaliser toutes les opérationsde traitement : chacun d'eux est, au contraire, assez étroitement spécialisé dans une ou plusieurs applications limitées.
La présente invention a pour but de combler cette lacune; elle a également pour but de faciliter certaines opérations, de les rendre plus efficaces ou plus économiques.
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une application importance consiste a réaliser, avec une faible dépense d'énergie, l'épuration physique des gaz de gazogènes ou autres.
Les appareils de traitement des gaz industriels peuvent se classer en sept catégories principales:
1 . Appareils à détente et à changement de direc- tion, avec ou sans pulvérisation liquide, tels que : les"scrubbers" non remplis de matière filtrante, les cylindres refroidisseurs qui précèdent les désintégrateurs, les "cyclones" et, d'une façon générale, les chambres comportant ou non des changements de direction.
2 . Appareils à action de paroi : tubulaires ou annulaires, serpentins, etc.
3 . Appareils à filtration: colonnes à coke ou à anneaux dites "scrubbers", caisses d'épuration à matière "laming", à sciure de bois, etc., filtres comportant des manches ou des cadres garnis de tissu..
4 . Appareils,à barbottage : colonnes à plateaux, appareils du type bariilet d'usines à gaz, etc.
5 . Appareils à brassage mécanique tels que ventilateurs à injection de liquide, désintégrateurs à ncage d'écureuil", laveurs du type usine à gaz pour la récupération de l'ammoniaque et du benzol.
6 . Appareils "à choc", au premier rang desquels il faut placer l'appareil " Pelouze et Audoin ", 1 appareil
Sainte-Claire-Deville, etc.
7 . Appareils à précipitation électrique.
L'appareil objet de la présente invention se range dans la sixième catégorie.
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Le principe des appareils à choc est connu: le gaz brut à traiter s'échappe avec une certaine vitesse à travers un orifice en regard duquel se trouve, à une distance relativement faible, une surface de choc. Dans le mouvement des molécules gazeuses, les particules solides ou liquides sont projetées contre la paroi en raison de leur inertie; dans certaines conditions - vitesse suffisante, adhérence obtenue par une pellicule préexistante ou résultant des condensations antérieures - les vésicules liquides ou les poussières sont retenues par la surface de choc ; danscertaines conditions également, les dépôts ainsi formés sont évacués naturellement par écoulement, ou artificiellement par des moyens mécaniques.
Les appareils à choc ne sont pas actuellement employés pour des traitements autres que l'épuration physi- que : cependant rien ne s'oppose en principe à ce que la surface soit recouverte par une lame pelliculaire de solvant propre à retenir certains constituants (ammoniaque ou benzol par exemple); toutefois, les difficultés pratiques de réalisation sont assez grandes pour que l'application - industrielle n'ait pu être réalisée.
Il y a lieu de remarquer que, dans les appareils à choc actuellement employés, le gaz traité parcourt, au moins pendant un certain temps, un chemin parallèle au sens de circulation des produits condensés ; ilrésulte, de cette circulation non méthodique, une diminution de l'efficacité de ces appareils.
L'appareil, objet de la présente invention, se distingue des appareils à choc existants en ce que: 1 . la pellicule liquide recouvrant la surface de choc est rendue imperforable par le jet gazeux;
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2 . le nettoyage de la surface de choc dans le cas de 1' épuration et la circulation du solvant, dans le cas d'un traitement quelconque, sont rendus aussi simples que possible; 3 . l'appareil se prête aussi bien à l'épuration physique ou chimique qu'à un traitement quelconque ; 4 . le gaz, en cours de traitement, parcourt un chemin inverse, soit des produits de la condensation, soit du solvant employé au traitement. L'appareil en question est d'ailleurs caractérisé par différentes dispositions qui sont illustrées par la description donnée plus loin.
L'invention décrite repose sur un certain nombre de phénomènes physiques, connus en eux-mêmes, qu'il importe de préciser, en vue de 1'application qui en est faite:
A. Lorsqu'un récipient contenant un liquide est animé d'un mouvement de rotation rapide autour d'un axe vertical, on constate que la surface libre du liquide s' incurve et prend'la forme d'un paraboloïde de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation. Chaque molécule liquide est alors soumise à la résultante de deux forces : a. la force de la pesanteur, b. la force axifuge, fonction de la vitesse de rotation ; en résulte que la densi té du liquide est, en quelque sorte, augmentée artificielle- ment dans telle proportion qu'on le désire en faisant varier la vitesse de rotation.
Lorsque la vitesse est suffisamment grande et si l'on dispose d'un récipient de forme appropriée, on peut réaliser une pellicule liquide aussi mince qu'on le désire dont la densité apparente est, elle-même, aussi grande qu'il est nécessaire pour l'application envisagée.
B. Si, dans une cuvette à fond plat, on place une certaine quantité de liquide de façon à former une nappe de faible épaisseur et si, au-dessus de cette nappe, on souffle
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un jet gazeux normalement, au moyen d'un ajutage, on reconnait que, pour une certaine vitesse d'insufflation, la surface du liquide s'incurve et que l'épaisseur de la nappe diminue devant l'ajutage; pour une vitesse suffisamment grande, on reconnait que la nappe est en quelque sorte perforée; le liquide ne mouille même plus le fond de la cuvette.
Il est dès lors facile de comprendre pourquoi un appareil à choc ordinaire ne peut facilement servir à un traitement comportant l'emploi d'un liquide : pour que le contact soit suffisant entre toutes les molécules gazeuses et le liquide, la vitesse du jet doit être assez grande: il se peut alors que le liquide soit expulsé par la vitesse du gaz qu'il devrait traiter.
C. Si l'on reprend l'expérience décrite dans le paragraphe précédent et, toutes choses égales d'ailleurs, si l'on remplace un liquide léger et mobile par un liquide plus lourd ou plus visqueux, on reconnait qu'il est beau- coup plus difficile de percer la nappe par la puissance du jet gazeux.
L'invention décrite réalise la synthèse de ces phénomènes de la façon suivante:
Une surface de choc est disposée de telle façon que, par une rotation rapide, il soit possible de la recouvrir d'une mince pellicule liquide pratiquement impénétrable. En regard de cette surface, une série d'ajutages projettent le gaz brut en autant de jets qu'il est nécessaire pour assurer un contact efficace.
Si le traitement envisagé est une simple épuration physique, la nappe retient les vésicules liquides et les poussières qui souillent le gaz ; circulation continue renouvelle dailleurs indéfiniment cette nappe.
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Dans cette application, il peut être inutile d'alimenter artificiellement la nappe liquide, par exemple si les vésicules à condenser donnent lieu à la formation d'une pellicule convenable; dans ce cas, les premières parties condensées retiennent les suivantes et l'opération s'alimente elle-même indéfiniment, tandis que les produits de la condensation sont eux-mêmes évacués à mesure de leur formation.
Si le traitement envisagé est un lavage ( par exemple un lavage à l'huile pour retenir le benzol du gaz de distillation de la houille ), la nappe liquide vient au contact de toutes les molécules gazeuses dont la vitesse peut être très grande, sans crainte de perforation de la pellicule.
Dans le cas où une alimentation continue est nécessaire, le débit liquide peut être réduit à l'extrême tout en maintenant la continuité de la pellicule, en sorte que, s'il s'agit d'une matière de valeur appréciable (huile ou goudron par exemple), le fonctionnement est aussi économique que possible.
La réalisation de ces caractéristiques principales, ainsi que les avantages industriels de toute nature-qui résultent de l'invention décrite sont illustrés par la description ci-après donnée à titre d'exemple:
La figure 1 représente une coupe verticale de 1' appareil par un plan passant par l'axe.
L'appareil se compose d'une capacité en forme de tore creux 1, recevant le gaz brut par une tubulure 2; à la partie inférieure de ce'tore, une série d'appendices 3 for- ment autant d'ajutages par où s'écoule le gaz à épurer à travers leurs orifices 4, 4 calibrés.
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Ces ajutages ont leurs axes situés sur un cône de révolution dont le sommet se trouve sur l'axe X'X; les orifices eux-mêmes:' terminant les ajutages sont découpés sur une surface de révolution d'axe X'X, normale aux génétratrices du cône.
Devant ces orifices et normalement au cône déterminé par leurs axes, se trouve la surface de choc formée par une coupe métallique 5, elle-même constituée par un corps de révolution d'axe vertical X'X. Cette coupe est solidaire d'un arbre 6 qui la met en rotation par 1' intermédiaire d'une transmission quelconque; poulie, engre- nage, accouplement direct, etc.
La méridienne de la surface de révolution peut présenter une série de courbures variables ; la limite, si le rayon de courbure devient infini, la "coupe" devient un plan.
La surface de gorge 7 du tore 1 constitue une tubulure centrale 8 par où s'échappe le gaz traité ; remarquera que la nappe liquide recouvrant la surface de choc se déplace en allant du centre de la coupe vers les bords, tandis que le gaz, issu des orifices 4, chemine en sens inverse pour se dégager définitivement par la tubulure 8: il en résulte un lessivage méthodique.
Le liquide destiné à former la nappe de traitement sur la coupe est éventuellement déversé au voisinage du centre par une série d'ajutages 9 alimentés par la tuyaute- rie 10.
La surface de choc tournante 5 et toute la partie inférieure de l'appareil sont enfermées dans un carter
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étanche 11 destiné à empêcher la sortie du gaz-et à recueil- lir les projections de liquides et de boues condensées ou du liquide ayant servi au traitement. Les bords de la "coupe" sont évasés et se terminent suivant une surface plane en sorte que le liquide souillé par les condensations ou chargé de matières dissoutes est projeté avec le maximum de force vers l'extérieur. Les condensations sont recueil- lies par le carter 11 et s'écoulent définitivement par la tubulure 12 qui les évacue à l'extérieur. supérieure
Sur la partie/du tore 1 sont disposés des tampons de visite et de nettoyage 13.
Sur cette même partie sont placés des injecteurs ou pulvérisateurs 14 permettant d'injec- ter dans le tore soit de la vapeur, soit de l'eau, froide ou chaude, soit un liquide approprié; le but de ces injections est de produire: 1 . un nettoyage de la surface interne du tore 1 et des orifices 4 pour éviter les obstructions. 2 . éventuellement, un réchauffage ou un refroidissement, ou une humidification du gaz brut avant son traitement; 3 . éventuel- lement, une pulvérisations d'un liquide ou solvant approprié lorsqu'on désire employer l'appareil, soit pour certains traitements physiques, soit pour certains traitements chimi- ques.
En un mot, les dispositions employées sont telles qu'il est possible: a; de mettre le gaz brut dans un état de température et d'humidification convenables pour faciliter son traitement ; de le charger d'un brouillard liquide réagissant physiquement ou chimiquement; c. d'amener par.1' effet du choc et du laminage une condensation des poussières ou des vésicules liquides; d. de produire soit un lavage du gaz, soit une captation des poussières et vésicules par 1' effet d'une nappe liquide.
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L'évacuation des produits de condensation peut donner lieu, sur la surface interne du carter 11, à la formation de dépôts plus ou moins adhérents, qu'il peut être nécessaire d'évacuer de force s'ils ne s'écoulent pas d'eux-mêmes: à cet effet, il a été prévu une canalisation 15 ceinturant l'appareil et sur laquelle sont piqués un certain nombre d'ajutages 16 distribués sur toute la périphérie: ces ajutages peuvent ainsi débiter soit de la vapeur, soit de l'eau chaude ou froide, soit tout autre fluide capable de détacher par fusion, dissolution ou entrai- nement des dépôts formés.
Il est évident que les formes, détails et dimensions des différentes parties de l'appareil peuvent varier sans nuire à son principe.
Le principe de l'invention n'est en rien modifié par la marche " à sec " c'est-à-dire par l'absence de la pulvérisation dans le tore 1 et par la suppression de 1' écoulement de la nappe liquide; il en sera ainsi, en parti- culier dans le cas où le gaz sera chargé de vésicules donnant naissance à un liquide à la fois assez fluide et assez adhérent sur la surface de choc pour que le lavage soit rendu inutile. Il en sera encore de même si le gaz est entrainé dans un mouvement giratoire assez rapide pour que les parti- cules solides soient expulsées sous l'effet de la force axifuge, même sans avoir pris contact avec la coupe, tandis que le gaz épuré des poussières qu'il contenait se dirige vers la tubulure centrale.
Pour les mêmes raisons, il est possible d'utiliser l'appareil avec un fonctionnement habituel " à sec " en se réservant la possibilité d'admettre de temps en temps un liquide ou de la vapeur soit par les orifices 9, soit par
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les pulvérisateurs ou injcteurs 14, ces injections périodiques ayant par exemple pour effet de produire un nettoyage de 1'appareil:
L'emploi de l'appareil donne lieu à une remarque importante : la vitesse du jet gazeux aux orifices calibrés 4 doit avoir une certaine valeur minima pour que le fonc- tionnement soit efficace; en revanche une trop grande vitesse peut présenter des inconvénients, au premier rang desquels il faut placer une perte d'énergie notable : par contre, l'appareil peut avoir à traiter des débits gazeux variables.
Pour cela, il est possible d'aveugler un certain nombre d'orifices par des tampons appropriés: ce sera la solution adoptée pour créer une série d'appareils de débits différents avec les mêmes pièces mécaniques; on peut d' ailleurs imaginer facilement des tampons manoeuvrables, soit à la main,soit automatiquement en fonction du débit. Mais une autre solution applicable principalement aux variations instantanées de débit consiste à faire repasser dans l'appa- reil une partie du gaz épuré par l'intermédiaire d'un régulateur automatique de pression, analogue au dispositif bien connu employé pour les régulateurs de retour sur les " extracteurs " des usines à gaz.
Pour la même raison, il y aura intérêt à employer des ventilateurs-extracteurs de gaz du type " volumétrique " Roots ou Beale par exemple.
La figure 3-représente schématiquement à titre d' exemple, le montage des appareils dans le cas de l'emploi d'un régulateur de retour : enA est l'appareil de traitement en B un surpresseur ou extracteur sert à créer la dépression motrice : le circuit normal du gaz est a1' a2 , a3 ' a4 , a5' En C est @
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le régulateur de retour qui laisse passer une certaine quantité de gaz suivant bl ,b2 ' be ' b4 .
Un tube pilote c, c, c, met en relation le régulateur avec la tuyauterie de sortie de l'appareil de traitement ; régulateur est organisé pour maintenir une différence de pression constante entre l'entrée et la sortie de cet appareil ; résulte de cette disposition que la vitesse du gaz est constante aux ajutages quelle que soit la quantité de gaz traiter par unité de temps.
Enfin, l'appareil décrit est susceptible d'être construit suivant plusieurs variantes prises isolément ou ensemble :
A. La. coupe formant surface de choc a été jusqu'ici supposée présenter une surface lisse en regard des orifices de gaz ; cettesurface peut, dans certains cas, être striée de sillons tracés radialement ou, au contraire, concentrique- ment ou de tout autre façon; la profondeur de ces sillons peut être plus ou moins grande, de même que la largeur ; la limite, ces sillons peuvent devenir analogues à des aubages de ventilateurs ou de pompes centrifuges. Il est évident que la présence de sillons est de nature à augmenter 1' efficacité du contact, mais que, en revanche, la force motrice nécessaire pour faire tourner la coupe autour de son axe croit alors rapidement.
Il sera facile de déterminer par l'expérience la forme et les dimensions des sillons à utiliser ; l'expérience permettra même de fixer l'intérêt qu'il peut y avoir à employer des surfaces striées au lieu d'une surface lisse.
B. La surface terminale des ajutages peut être prolongée vers l'intérieur, dans le sens du mouvement des
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filets gazeux, par une sorte de protubérance formant surface de révolution. Lesfigures 5 et 4 indiquent, à titre d' exemples, des modes de réalisation. Les filets de gaz sor- tant par les orifices 4 et laminés entre la surface de la coupe et les bords de l'orifice pénètrent ensuite dans la chambre de détente 18 formée par la collerette 17; dans cette chambre de détente, se produisent des remous utiles à la condensation des dernières particules liquides ou solides entrainées; le gaz est à nouveau laminé et il s' échappe enfin suivant l'axe de l'appareil. Bien entendu, cette disposition peut s'étendre plus ou moins loin vers l'axe et le nombre des chambres successives de détente n' est pas limité.
C. Le dispositif précédent peut être combiné avec l'emploi de stries ou d'ondulations sur la surface de la "coupe"; la figure 4 illustre, à titre d'exemple, cette disposition: le prolongement 19 forme un certain nombre de chambres de détente 20 à chacune desquelles correspond une ondulation 21 de la coupe.
D. Une dernière variante consiste à remplacer la série d'ajutages 4 supposés séparés par une fente continue et circulaire.
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Apparatus for the treatment of industrial gases.
The purpose of the treatments applied to industrial gases is either to purify them physically or chemically, or to extract certain constituents from them, the recovery of which is advantageous.
At the present time, there are no universal devices making it possible to carry out all the processing operations: each of them is, on the contrary, quite narrowly specialized in one or more limited applications.
The object of the present invention is to fill this gap; it is also intended to facilitate certain operations, to make them more efficient or more economical.
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an important application consists in carrying out, with a low expenditure of energy, the physical purification of gas from gasifiers or others.
Industrial gas processors can be classified into seven main categories:
1. Expansion and change of direction apparatus, with or without liquid spray, such as: "scrubbers" not filled with filtering material, cooling cylinders which precede disintegrators, "cyclones" and, in general, rooms with or without changes of direction.
2. Wall-acting devices: tubular or annular, coils, etc.
3. Filtration devices: coke or ring columns known as "scrubbers", treatment boxes with "laming" material, sawdust, etc., filters comprising sleeves or frames lined with fabric.
4. Devices, bubbling: columns with trays, devices of the gas plant variety type, etc.
5. Mechanical stirring devices such as liquid injection fans, squirrel-swimming disintegrators, gas-powered scrubbers for the recovery of ammonia and benzol.
6. "Shock" devices, in the first row of which we must place the "Pelouze and Audoin" device, 1 device
Sainte-Claire-Deville, etc.
7. Electric precipitation apparatus.
The apparatus which is the subject of the present invention falls into the sixth category.
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The principle of impact devices is known: the raw gas to be treated escapes with a certain speed through an orifice opposite which is, at a relatively short distance, an impact surface. In the movement of gas molecules, solid or liquid particles are thrown against the wall due to their inertia; under certain conditions - sufficient speed, adhesion obtained by a pre-existing film or resulting from previous condensations - liquid vesicles or dust are retained by the impact surface; also under certain conditions, the deposits thus formed are removed naturally by flow, or artificially by mechanical means.
Impact devices are not currently used for treatments other than physical purification: however, in principle, there is nothing to prevent the surface from being covered by a film strip of solvent capable of retaining certain constituents (ammonia or benzol for example); however, the practical difficulties of realization are great enough that the industrial application could not be carried out.
It should be noted that, in the shock devices currently used, the treated gas travels, at least for a certain time, a path parallel to the direction of circulation of the condensed products; The result of this non-methodical circulation is a decrease in the efficiency of these devices.
The device, object of the present invention, differs from existing shock devices in that: 1. the liquid film covering the impact surface is rendered imperforate by the gas jet;
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2. the cleaning of the impact surface in the case of scrubbing and the circulation of the solvent, in the case of any treatment, are made as simple as possible; 3. the apparatus lends itself equally well to physical or chemical purification as to any treatment; 4. the gas, during treatment, travels in the reverse direction, either as the products of condensation or as the solvent used in the treatment. The apparatus in question is moreover characterized by various arrangements which are illustrated by the description given below.
The invention described is based on a certain number of physical phenomena, known in themselves, which it is important to specify, with a view to the application made of them:
A. When a container containing a liquid is driven by a rapid rotational movement around a vertical axis, it is found that the free surface of the liquid is curved and takes the form of a paraboloid of revolution whose axis coincides with the axis of rotation. Each liquid molecule is then subjected to the resultant of two forces: a. the force of gravity, b. the axifugal force, a function of the speed of rotation; as a result, the density of the liquid is, as it were, artificially increased in such proportion as desired by varying the speed of rotation.
When the speed is high enough and if a container of suitable shape is available, a liquid film as thin as desired can be produced, the bulk density of which is itself as great as is necessary. for the intended application.
B. If, in a bowl with a flat bottom, a certain quantity of liquid is placed so as to form a thin sheet and if, above this sheet, one blows
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a gas jet normally, by means of a nozzle, it is recognized that, for a certain speed of insufflation, the surface of the liquid curves and that the thickness of the sheet decreases in front of the nozzle; for a sufficiently high speed, it is recognized that the web is to some extent perforated; the liquid no longer even wets the bottom of the bowl.
It is therefore easy to understand why an ordinary shock device cannot easily be used for a treatment involving the use of a liquid: for there to be sufficient contact between all the gaseous molecules and the liquid, the speed of the jet must be large enough: the liquid may then be expelled by the speed of the gas it should treat.
C. If we repeat the experiment described in the previous paragraph and, all other things being equal, if we replace a light and mobile liquid by a heavier or more viscous liquid, we recognize that it is beautiful - blow more difficult to pierce the web by the power of the gas jet.
The invention described achieves the synthesis of these phenomena as follows:
An impact surface is arranged in such a way that by rapid rotation it is possible to cover it with a thin, virtually impenetrable liquid film. Opposite this surface, a series of nozzles project the raw gas in as many jets as necessary to ensure effective contact.
If the treatment envisaged is a simple physical purification, the sheet retains the liquid vesicles and the dust which contaminates the gas; continuous circulation renews this water table indefinitely.
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In this application, it may be unnecessary to feed the liquid sheet artificially, for example if the vesicles to be condensed give rise to the formation of a suitable film; in this case, the first condensed parts retain the following ones and the operation feeds itself indefinitely, while the condensation products are themselves evacuated as they are formed.
If the treatment envisaged is washing (for example an oil washing to retain the benzol from the coal distillation gas), the liquid sheet comes into contact with all the gas molecules, the speed of which can be very high, without fear. perforation of the film.
In the event that a continuous feed is required, the liquid flow can be reduced to the extreme while maintaining the continuity of the film, so that if it is a material of appreciable value (oil or tar for example), the operation is as economical as possible.
The achievement of these main characteristics, as well as the industrial advantages of any kind which result from the invention described are illustrated by the description given below given by way of example:
Figure 1 shows a vertical section of 1 apparatus by a plane passing through the axis.
The apparatus consists of a capacity in the form of a hollow torus 1, receiving the raw gas through a pipe 2; at the lower part of this core, a series of appendages 3 form as many nozzles through which the gas to be purified flows through their calibrated orifices 4, 4.
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These nozzles have their axes located on a cone of revolution, the apex of which is on the axis X'X; the orifices themselves: 'ending the nozzles are cut out on a surface of revolution of axis X'X, normal to the generators of the cone.
In front of these orifices and normally at the cone determined by their axes, is the impact surface formed by a metal cup 5, itself constituted by a body of revolution of vertical axis X'X. This section is integral with a shaft 6 which rotates it by means of any transmission; pulley, gear, direct coupling, etc.
The meridian of the surface of revolution can present a series of variable curvatures; the limit, if the radius of curvature becomes infinite, the "cut" becomes a plane.
The groove surface 7 of the torus 1 constitutes a central tube 8 through which the treated gas escapes; will notice that the liquid sheet covering the impact surface moves from the center of the cut to the edges, while the gas, coming from the orifices 4, travels in the opposite direction to be definitively released through the tube 8: this results in a methodical leaching.
The liquid intended to form the treatment sheet on the cut is optionally discharged in the vicinity of the center by a series of nozzles 9 supplied by the pipe 10.
The rotating impact surface 5 and the entire lower part of the device are enclosed in a housing
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sealed 11 intended to prevent the escape of gas and to collect the projections of liquids and condensed sludge or of the liquid used for treatment. The edges of the "cup" are flared and terminate on a flat surface so that the liquid soiled by condensation or loaded with dissolved matter is projected with maximum force outwards. The condensations are collected by the casing 11 and definitively flow through the pipe 12 which evacuates them to the outside. superior
On the part / of the torus 1 are arranged inspection and cleaning buffers 13.
On this same part are placed injectors or sprayers 14 making it possible to inject into the torus either steam or water, cold or hot, or an appropriate liquid; the purpose of these injections is to produce: 1. cleaning the internal surface of the toroid 1 and the orifices 4 to avoid blockages. 2. optionally, heating or cooling, or humidification of the raw gas before its treatment; 3. optionally, spraying with an appropriate liquid or solvent when it is desired to use the apparatus, either for certain physical treatments or for certain chemical treatments.
In short, the provisions employed are such that it is possible: a; to bring the raw gas into a suitable temperature and humidification state to facilitate its treatment; to charge it with a liquid mist which reacts physically or chemically; vs. to cause by the effect of impact and rolling condensation of dust or liquid vesicles; d. to produce either a gas washing or a collection of dust and vesicles by the effect of a liquid sheet.
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The evacuation of the condensation products can give rise, on the internal surface of the housing 11, to the formation of more or less adherent deposits, which it may be necessary to evacuate by force if they do not flow out. themselves: for this purpose, a pipe 15 has been provided which surrounds the apparatus and on which are pricked a certain number of nozzles 16 distributed over the entire periphery: these nozzles can thus deliver either steam or water. hot or cold water, or any other fluid capable of detaching by melting, dissolution or entrainment of the deposits formed.
It is obvious that the shapes, details and dimensions of the different parts of the device can vary without harming its principle.
The principle of the invention is in no way modified by the "dry" operation, that is to say by the absence of spraying in the torus 1 and by the suppression of the flow of the liquid sheet; this will be the case in particular in the case where the gas will be laden with vesicles giving rise to a liquid which is both sufficiently fluid and sufficiently adherent to the impact surface for washing to be rendered unnecessary. It will still be the same if the gas is driven in a gyratory movement fast enough for the solid particles to be expelled under the effect of the axifugal force, even without having made contact with the cup, while the purified gas from dust it contained goes to the central tubing.
For the same reasons, it is possible to use the apparatus with usual "dry" operation, reserving the possibility of admitting from time to time a liquid or steam either through the orifices 9, or through
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sprayers or injectors 14, these periodic injections having for example the effect of producing cleaning of the apparatus:
The use of the apparatus gives rise to an important remark: the speed of the gas jet at the calibrated orifices 4 must have a certain minimum value for the operation to be efficient; on the other hand, too high a speed can present drawbacks, the first of which is a significant loss of energy: on the other hand, the device may have to treat variable gas flow rates.
For this, it is possible to blind a certain number of orifices with suitable buffers: this will be the solution adopted to create a series of devices of different flow rates with the same mechanical parts; one can moreover easily imagine maneuverable buffers, either by hand or automatically according to the flow. However, another solution applicable mainly to instantaneous variations in flow rate consists in passing part of the purified gas back into the apparatus by means of an automatic pressure regulator, similar to the well-known device used for return regulators on the "extractors" of gas factories.
For the same reason, it will be advantageous to use gas extractor fans of the Roots or Beale "volumetric" type, for example.
Figure 3-represents schematically by way of example, the assembly of the devices in the case of the use of a return regulator: enA is the treatment device in B a booster or extractor is used to create the driving depression: the normal gas circuit is a1 'a2, a3' a4, a5 'At C is @
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the return regulator which allows a certain quantity of gas to pass following bl, b2 'be' b4.
A pilot tube c, c, c, connects the regulator with the outlet pipe of the treatment apparatus; regulator is arranged to maintain a constant pressure difference between the inlet and outlet of this device; As a result of this arrangement, the speed of the gas is constant at the nozzles whatever the quantity of gas treated per unit of time.
Finally, the apparatus described can be constructed according to several variants taken individually or together:
A. The impact surface section has heretofore been assumed to have a smooth surface facing the gas ports; this surface may, in certain cases, be streaked with grooves traced radially or, on the contrary, concentrically or in any other way; the depth of these furrows can be greater or lesser, as well as the width; Ultimately, these grooves can become analogous to blades of fans or centrifugal pumps. It is obvious that the presence of grooves is likely to increase the effectiveness of the contact, but that, on the other hand, the driving force necessary to make the cut turn around its axis then increases rapidly.
It will be easy to determine by experience the shape and dimensions of the grooves to be used; experience will even make it possible to establish the advantage that there may be in using ridged surfaces instead of a smooth surface.
B. The end surface of the nozzles can be extended inward, in the direction of the movement of the
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streams of gas, by a kind of protuberance forming a surface of revolution. Figures 5 and 4 show, by way of example, embodiments. The gas streams exiting through the orifices 4 and rolled between the surface of the cup and the edges of the orifice then enter the expansion chamber 18 formed by the flange 17; in this expansion chamber, eddies are produced which are useful for the condensation of the last entrained liquid or solid particles; the gas is rolled again and it finally escapes along the axis of the device. Of course, this arrangement can extend more or less far towards the axis and the number of successive expansion chambers is not limited.
C. The above device can be combined with the use of ridges or waves on the surface of the "cup"; FIG. 4 illustrates, by way of example, this arrangement: the extension 19 forms a certain number of expansion chambers 20 to each of which corresponds a corrugation 21 of the section.
D. A last variant consists in replacing the series of nozzles 4 supposedly separated by a continuous circular slot.