<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDES ET DISPOSITIFS DE REFRIGERATION ET DE DEPOUSSIERAGE-DE GAZ INDUSTRIELS CONTENANT DES POUSSIERES, PARTICULIEREMENT DE GAZ DE
GRILLAGE.
- La présente invention concerne des procédés et des dispositifs pour la réfrigération et le dépoussiérage de gaz industriels contenant des poussières, particulièrement des gaz de grillage, par réfrigération di- recte suivie d'un dépoussiérage électrique en au moins deux phases, des gaz humides'refroidis des installations dites de désarséniation, les gaz étant refroidis, entre ces deux phases de précipitation électrique, à la température'ambiante (réfrigération finale), Les réfrigérants de gaz fonc- tionnaient jusqu'ici de préférence de manière que le gaz déjà refroidi et saturé de façon poussée, et contenant un brouillard à son entrée dans l'ins- tallation de désarséniation, était réhumidifié après avoir passé par la pre- mière phase, par exemple par un nouveau refroidissement de 5 à 10 C maximum,
ou par l'injection d'eau à l'aide de tuyères de pulvérisation, afin de réa- liser grâce à cette nouvelle formation de brouillard, un dépoussiérage plus efficace dans la deuxième phase de désarséniation. Suivant ce procédé, décrit dans "Ullmann's Enzyklopädie der techn,chemie" (2e édition, tome 9, 1932, page 32? ff) la réfrigération directe du gaz poussiéreux est ef- fectuée aussi bien en amont de l'installation de désarséniation;
que dans le réfrigérant final, ou dans une tour de réfrigération à claires-voies, entre les deux phases de séparation électrique, en refroidissant l'agent de lavage (acide sulfurique dilué) dans des réfrigérants à serpentins. Le' réfrigérant final aussi bien que les deux tours de réfrigération, montées en amont de la désarséniation, sont donc arrosés par l'acide sulfurique re- froidi dans les-échangeurs thermiques, Ce refroidissement est onéreux du fait que, sans considérer le travail des pompes, il nécessite au moins trois unités d'échangeurs thermiques résistant aux acides, à serpentins de réfri- gération en plomb,
Le but de la présente invention est de réduire fortement le travail
EMI1.1
onéreux dare01dissem.entdevltRgerlt de7leµLge-,.
eneàBtúant la¯rfrigé- ration intermédiaire entre les deux phases de désarséniation électrique, indirectement et avantageusement à l'aide d'eau fraiche, dans une mesure telle qu'une grande partie du travail de la réfrigération directe en amont,
<Desc/Clms Page number 2>
soit reprise par la réfrigération indirecte, ce qui évite de devoir refroi- dir l'agent de lavage pour au moins une phase de réfrigération directe.
Le procédé suivant l'invention et les dispositifs pour son exé- cution seront décrits de façon plus détaillée avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig, 1 montre une forme d'exécution connue de réfrigération et de dépoussiérage de gaz de grillage, et Fig. 2 une forme d'exécution du procédé de réfrigération et de dépoussiérage suivant la présente invention.
Fig. 3 représente en coupe longitudinale un échangeur thermique indirect, avantageux pour l'exécution du procédé suivant la présente in- vention, et Fig. 4 est une coupe transversale de l'échangeur thermique.
Figs. 5, 6 et 7 montrent en coupe transversale plusieurs formes d'exécution de tuyaux réfrigérants pour l'échange thermique indirect.
Sur les Figs. 1 et 2, le chiffre 1 désigne le four de grillage 2 le dépoussiérage à sec (avantageusement électrique), 3 la première phase de réfrigération directe et 4 la deuxième phase de réfrigération directe.
Aux dépoussiérage et réfrigération préalables fait suite l'ins- tallation de désarséniation électrique en deux phases,comportant les deux électro-filtres 5 et 8, entre lesquels a lieu une réfrigération intermédiai- re, ou finale, du gaz humide refroidi, dans le réfrigérant direct 6 (Fig. 1) ou indirect 7 (Fig. 2).
Alors que dans les procédés connus pour la désarséniation électri- que humide de gaz de grillages refroidis, l'écart de température à l'inté- rieur de 1?installation de désarséniation suivant la Fig.l, se situe par exem- ple entre 35 et 30 C, dans le procédé suivant la présente invention cet écart de température est maintenu sensiblement plus grand, d'environ 2000 et plus, par exemple de 50 à 30 C. Ceci est obtenu en refroidissant moins dans la première phase de réfrigération où par exemple un réfrigérant préa- lable 4 (Fig. 2) ne fonctionne que comme réfrigérant par évaporation, et en refroidissant davantage dans l'échangeur thermique indirect 7.
Cela per- met de supprimer les échangeurs thermiques 14 et 17 (Fig. 1) pour le refroi- dissement du condensat provenant des phases de réfrigération 4 et 6, ainsi que le réservoir collecteur 16 et la pompe 15, de sorte qu'on ne conserve plus que l'échangeur thermique 11 et les réservoirs collecteurs 10 et 13 avec les pompes 9 et 12 (Figs. 1 et 2).
Ainsi que le montre d'une façon schématique la Fig. 2, le trans- fert d'une grande partie du travail de refroidissement au réfrigérant indi- rect 7, permet de réduire sensiblement la tour de réfrigération 4, et la tour intermédiaire 6 utilisée jusqu'ici est complètement supprimée. Toute la construction de l'installation de réfrigération devient ainsi moins onéreuse, bien que 1-'échangeur thermique indirect 7 doive naturellement pour la réfri- gération de gaz de grillage, être résistant aux acides, c'est-à-dire exécu- té en plomb.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, on fait travailler cet échangeur thermique indirect 7 comme réfrigérant à tuyaux à ailettes longitudinales, avantageusement avec contre-courant entre l'agent de réfrigération et les gaz à refroidir, en utilisant une nouvelle exécution particulièrement avantageuse des ailettes longitudinales des tuyaux réfrigérants, ainsi qu'une nouvelle disposition de ces ailettes.
Alors que pour les réfrigérants à action intense, on préférait jusqu'ici pour des raisons dordre thermique, que la circulation du courant d'agent réfrigérant se fasse transversalement à la circulation des gaz et que les tuyaux réfrigérants soient pourvus d'ailettes transversales cor- respondantes, les tuyaux de l'échangeur thermique indirect suivant la pré- sente invention sont fabriqués avec des ailettes longitudinales par le pro- cédé d'extrudage, qui permet, en une seule opération, la fabrication simple et peu coûteuse de tuyaux pourvus d'ailettes longitudinales très rapprochées les unes des autres.
<Desc/Clms Page number 3>
La disposition et l'exécution des tuyaux à ailettes longitudina- les 19 (verticales ou horizontales), suivant les différents exemples des Figs, 4 à 7, ont essentiellement pour but la répartition symétrique des sec- tions transversales en contact avec le gaz humide pré-refroidi, entre les tuyaux réfrigérants 18, la conductibilité thermique et le coefficient de' transmission de chaleur du matériau servant de base pour établir, de façon connue, les dimensions et le nombre des ailettes.
Dans ce cas, les ailet- tes de refroidissement 19 des tuyaux réfrigérants 18, sont disposées les u- nes par rapport aux autres de telle sorte qu'elles servent d'une part d'ap- pui pour les tuyaux entre-eux, et qu'elles forment d'autre part, avec les ailettes des tuyaux voisins, des canaux de circulation longitudinaux presque fermés qui, d'après les plus récentes constatations, permettent d'obtenir une relation entre la transmission de la chaleur et la perte de charge et ce, d'une façon plus avantageuse que pour n'importe quelle autre forme de la surface d'échangeurs thermiques où le gaz doit.en plus de la circulation purement longitudinale, avoir une circulation transversale imposée quelcon-
EMI3.1
que, (voir Th.E,,Schmidte Wârmeleistung von berippten oberfl,chen,Karlsruhe 1950, page 53 ff).
Le nouvel échangeur thermique ici décrit, permet en se basant sur une perte de charge définie et admise, de transmettre ou de dis- siper un maximum de chaleur, Suivant la Fig. 4, on obtient une forme d'exécution avantageuse en disposant*symétriquement les unes par rapport aux autres douze ailettes de réfrigération dè façon que, vues en coupe transversale, elles s'inscri- vent dans un hexagone régulier, ce qui permet une disposition des tuyaux en nids d'abeilles assurant la meilleure utilisation des sections transversa- les.
Comme c'est montré en coupe longitudinale sur la Fig. 1, les tuyaux réfrigérants 18 sont raccordés à deux (ou plusieurs) conduites collectrices, 20 et 21, qui peuvent être décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre, par exemple de telle sorte que la conduite 20 alimente les séries paires et la conduite 21 les séries impaires de tuyaux réfrigérants. Cela permet un accès particulièrement facile aux embouchures des tuyaux réfrigérants dans les conduites collectrices et simplifie le montage ou les réparations.
D'autre part cela permét encore de rincer à l'aide d'un agent de dissolu- tion de tartre ou de mucilage, l'un après l'autre, les systèmes de tuyaux du côté de l'eau de refroidissement, sans être obligé d'interrompre complè- tement le travail du réfrigérant.
La fabrication par extrudage des tuyaux à ailettes 18-19 suivant, l'invention présente vi-à-vis du procédé par coulée encore l'avantage de permettre d'exécuter des tuyaux d'une pièce, d'une plus grande longueur (6 m et plus), les tuyaux étant ainsi renforcés par les ailettes longitudinales 19 de sorte qu'il devient possible de fabriquer des tuyaux en matières plus tendres (plomb) dont la résistance à la flexion est suffisante pour le façon- nage ultérieur, En outre, les tuyaux étant groupés en faisceaux, une partie des ailettes longitudinales qui se touchent peuvent être soudées ou brasées ensemble, et comme le montre la forme d'exécution suivant la Fig. 4, cette possibilité existe chaque fois pour quatre ailettes de chaque tuyau (deux ou trois ailettes pour les tuyaux se trouvant vers l'extérieur).
Les faisceaux ainsi soudés ou brasés forment un corps extrêmement rigide, ce qui constitue un grand avantage pour les réfrigérants en plomb, au point de vue transport ou montage en position verticalé. Le diamètre intérieur des tuyaux réfri- gérants 18 est établi suivant la vitesse avec laquelle l'agent réfrigérant circule dans les tuyaux, et suivant la surface nécessaire pour-la transmis- sion de la chaleur. Afin d'éviter en particulier pour de petits diamètres une circulation laminaire de l'agent réfrigérant dans les tuyaux réfrigérants, on garnit avantageusement ceux-ci, de façon connue, de corps de remplissage. outre le plomb, tous les métaux ductiles, tels que le cuivre, l'aluminium, etc... entrent en ligne de compte pour la fabrication d'échan- geurs thermiques,cesmétaux se prêtant à l'extrudage.
Les matières cérami- ques, terres à porcelaine et les matières métallo-céramiques, conviennent également pour la fabrication d'échangeurs thermiques, Enfin le nouvel échangeur thermique peut être employé dans l'industrie chimique comme 'cuve de contact refroidie ou chauffée, les masses de contact étant dans ce cas
<Desc/Clms Page number 4>
disposées soit ur, soit entre les ailettes. Il est également possible de fabriquer la totalité des tuyaux en masse de contact, par extrudage. -
On sait que dans beaucoup de procédés de contact, par exemple pour la préparation du phosgène à partir de chlore et d'oxyde de carbone pur, en présence de carbone (charbon) il se dégage de très grandes quantités de chaleur qui doivent être dissipées par refroidissement.
Jusqu'à présent, pour y arriver, ou bien on prévoyait une division poussée de la cuve de con- tact refroidie à l'air, ou bien on diluait fortement les gaz de réaction pour éviter des surchauffes locales, En plaçant le charbon, pour la fabri- cation du phosgène, dans les canaux formés par les ailettes longitudinales de l'échangeur thermique suivant l'invention, et en faisant circuler un a- gent réfrigérant dans les tuyaux réfrigérants, on peut travailler avec du gaz oxyde de carbone à haut pourcentage, sans avoir à craindre des surchauf- fes.