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Il est connu de débarrasser les gaz de certains composés sulfurés et cyanurés qu'ils contiennent, en leur faisant traverser des couches d'oxy- des de fer. Cette opération est connue sous le nom de "épuration sèche".
L'épuration sèche constitue une opération, onéreuse,, et de ce fait on l'applique uniquement lorsque cela est indispensable, c'est-à-dire pour la distribution urbaine et pour diverses synthèses.
Beaucoup de gaz, employés dans les usines productrices, notamment pour des chauffages divers (chaudières, fours sidérurgiques, etc.) ne sont pas contre pas épurés, et ils sont alors la source des produits sulfurés, nocifs pour la santé, contenus dans les fumées que ces mêmes usines évacuent dans l'atmosphère. Pour les fours sidérurgiques ces produits sulfureux sont en outre néfastes parce qu'ils chargent 1''acier' en soufre.
L'épuration sèche à généralement lieu dans des installations bien connues, où les oxydes de fer qu'on appelle "masses épurantes" sont dispo- sés en couches dans des apparejls appelés "caisses d'épuration" ou "tours d'épuration".
Les -tours d'épuration peuvent ou non être garnies de "paniers".
Dans les tours avec paniers, la masse épurante est disposée en une, ou plu- sieurs, couchesdans chaque panier. Le gaz qui est admis par exemple à la périphérie des tours traverse la ou les couches de masse épurante disposées dans les paniers, et est évacué par des lumières disposées dans une chemi- née centrale formée par la jonction des tronçons de cheminée dont est pour- vu chaque panier.
Cette jonction des divers tronçons de cheminées est faite soit par un joint hydraulique, soit par un joint en matière plastique (générale- ment en caoutchouc naturel ou artificiel). Le gaz peut également être ad- mis par la cheminée centrale et il sort alors par la périphérie de la tour.
Dans les caisses et dans les tours non pourvues de paniers, le dé- chargement des masses épuisées se fait à la main,(parfois par une cheminée centrale qui sert uniquement pour ce but) et le chargement doit être fait également à la main. Ces travaux manuels de chargement et de déchargement sont pénibles, malsains et onéreux. Comme ils doivent être réalisés très ra- pidement, pour ne pas immobiliser la caisse ou la tour trop longtemps, on est obligé de maintenir dans l'usine une équipe importante de manoeuvres qui, entre deux opérations de chargement et de déchargement, doit être employée à des ouvrages souvent non indispensables.
Pour éviter ces graves inconvénients, dans certaines installations importantes, on a àdopté des tours où les masses sont, comme il vient d'être dit, disposées dans des paniers qu'on empile dans les tours. Cet empilage, ainsi que l'enlèvement des paniers hors des trous, lorsque la masse est usée, ont lieu par des moyens mécaniques. De même, un culbuteur mécanique permet de renverser les paniers et de décharger ainsi facilement la masse usée, tandis qu'un distributeur de masse, également mécanique, permet de recharger la masse dans les paniers.
Ces installations de tours avec paniers n'exgient donc presque pas de main-d'oeuvre pour le remplacement des masses, mais elles entraînent un autre inconvénient tout aussi grave, à savoir des immobilisations très im- portantes, deux surtout au fait que les parois verticales des tours font double emploi avec les parois verticales des paniers. Il en résulte, par rap- port aux caisses ou aux tours sans paniers, que le prix des installations en'tours avec paniers augmente du prix considérable de tous les paniers qu'on doit empiler dans les mêmes tours.
L'invention décrite ci-après permet d'éviter les divers inconvé- nients signalés ci-dessus.
L'invention consiste en une tour à paniers, que nous appellerons
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"Paniers Tour"; pour l'épuration sèche de gaz dans laquelle la paroi vertica- le de la tour est constituée par la paroi verticale des paniers. Pour réali- ser cette tour, chaque panier comporte deux tronçons de cheminée, dont l'un sert pour l'entrée (ou pour la sortie) du gaz dans le panier par des lumiè- res situées à un niveau choisi à cet effet, tandis que l'autre tronçon de che- minée du même panier sert pour la sortie (ou pour l'entrée) du gaz du panier par des lumières situées à un niveau également choisi à cet effet.
Les jonctions entre les divers tronçons des cheminées peuvent se faire, comme dans les tours avec paniers ''ordinaires, soit par joint hydrau- lique, soit par joint en matière plastique. Par l'empilage des paniers, les divers tronçons de cheminée constituent 2 cheminées qui servent, l'une pour l'entrée (ou pour la sortie) du gaz dans la tour, l'autre pour la sortie (ou pour la rentrée) du gaz de la tour. Cela réalise la distribution de gaz telle qu'elle doit être faite dans une tour ordinaire avec paniers.
Pour constituer la paroi verticale de la tour, chaque panier peut porter à sa partie supérieure, un encadrement où on peut loger un point en matière plastique comme celui qu'on emploie généralement pour les couvercles des caisses ou des tours ordinaires. De même, chaque panier porte à sa partie inférieure un encadrement qui, lorsqu'il est posé sur l'encadrement supérieur ci-dessus, se trouvant dans l'empilage de paniers constituant la tour juste en-dessous de lui, écrase le joint en matière plastique et constitue une fer- meture étanche au gaz. En même temps la continuité de la paroi verticale de la tour formée par les parois verticales des paniers ainsi jointes, est as- surée.
Les encadrements supérieurs de chaque panier et particulièrement leurs gorges pour y loger les joints en matière plastique, sont prévus avec des épaulements tels que la pression sur les dits joints en matière plastique soit la même quelle que soit la place ou le niveau que chaque panier occupe dans l'empilage qui constitue une tour. Cette précaution est importante puis- que chaque panier chargé de masse peut peser plus de 20 tonnes et que cette charge augmente d'autant à mesure qu'à partir du premier panier inférieur on élève chaque fois la tour par l'empilage de panier après panier.
On se rend donc compte que, sans cette précaution, le joint de chaque panier à partir du premier panier inférieur devrait être calculé pour supporter une pression différente et croissante, tandis que grâce à cette précaution, chaque joint peut être calculé pour supporter la même pression, c'est-à-dire celle=d'un seul panier, toute la charge supplémentaire étant reportée sur les encadrements mêmes des paniers, grâce aux dits épaulements.
Les figures 1 à 6 et 7 à 12 des dessins ci-joints montrent deux exemples de réalisation de l'invention. Les fig. 1 à 6 donnent un exemple de tours à section rectangulaire et avec une seule couche de masse par pa- nier dont les joints des cheminées sont hydrauliques, tandis que les fig. à 12 donnent un exemple de tours à section circulaire et avec 2 couches de masse par panier dont les joints des cheminées sont en matière plastique.
Les figures 1 et 7 sont des coupes, le long de la ligne A-B res- pectivement de la figure 2 et de la fig. 8.
Les figures 3 et 8 sont des vues en plan correspondant respecti- vement aux figures 1 et 7-, le couvercle des tours étant enlevé.
Les figures 3 et 9 sont des coupes le long de la ligne C-D res- pectivement des figures 1 et 7.
Les figures 4 et 10 des vues du joint des encadrements supérieurs et inférieurs des paniers.
Les figures 5 et 11 sont des vues d'ensemble des tronçons de la. cheminée de sortie du gaz. En outre, la fig. 5 représente les joints hydrau- liques qui assurent l'étanchéité et relient les tronçons voisins, tandis
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que la fig. 11 représente un exemple de joint en matière plastique 26 qui assure l'étanchéité et relié., les tronçons voisins. Ce joint pourrait aussi être plat.
Les figures 6 et 12 sont des vues d'ensemble des tronçons de la cheminée d'entrée du gaz et respectivement des joints hydrauliques ou en ma- tière plastique qui relient les tronçons voisins comme ci-dessus.
En se reportant aux dessins, 1 représente 1'ossature-guide des tours à paniers, ossature-guide bien connue dans les installations existan- tes.
2,3,4,5 représentent les paniers empilés dans les tours et 6, 7,
8 sont les tronçons de la cheminée de sortie du gaz respectivement des paniers
2, 3 et 4.
Quant aux chiffres 9, 10, 11, ils représentent les tronçons de la cheminée d'entrée du gaz respectivement des paniers 2, 3 et 4. Le chiffre 12 représente la masse épurante, 13 sont les grilles de support des masses épu- rantes, généralement en bois, 14 est le fond de chaque panier à une couche (fig. 1 à 6), fond qui n'existe pas dans les paniers à 2 couches (fig. 7 à 12), 15 représente les tuyaux de trop-plein de chaque garde hydraulique, 16 est unportique roulant, 17 est le couvercle de la tour, 18 est le dispositif fixé au convercle supérieur de la tour, qui amène l'eau pour la première garde hydraulique, 19 sont les raidisseurs de chaque panier qui font office également de supports des grilles qui soutiennent les masses d'épuration.
Le chiffre 20 représente la cornière qui forme l'encadrement su- périeur de chaque panier, 21 est l'encadrement inférieur du panier adjacent, 22 est le joint d'étanchéité, 23 est la pièce qui supporte le joint et qui porte l'épaulement. Le chiffre 24 désigne le guide de chaque panier tel qu'il existe dans les paniers des installations existantes bien connues et 25 sont les poignées où on accroche le palonnier pour la manutention des paniers.
Le chiffre 26 représente un. exemple de joint en matière plastique et 27 le fond de la tour (fig. 7 à 12) dont les paniers n'ont pas de fond.
Les flèches indiquent la direction de courant gazeux.
Le fonctionnement des "Paniers Tours" suivant la présente invention peut être décrit comme suit :
Le gaz, sous pression, qui entre dans la tour par le tronçon de cheminée 11 du premier panier inférieur 4, se répand dans tous les tronçons de cheminée d'entrée 11, 10, 9 etc.. d'où, poussé par la pression, il s'échap- pe par les lumières choisies à cet effet et figurées aux figures 1, 3, 6 et 7, 12. Le gaz se répand ainsi soit au-dessus de toutes les couches de masse 12 des figures 1 à 6, soit dans l'espace qui se trouve entre les 2 couches de masse dont est garni chaque panier des figures 7 à 12. Tous ces espaces libres étant remplis, le gaz toujours poussé par la pression est obligé de traverser toutes les couches de masse 12 disposées dans les divers paniers.
Cette traversée a lieu uniquement dans le sens de haut en bas pour la tour des figures 1 à 6, et dans les deux sens de haut en bas, et de bas en haut, comme figuré par les flèches, pour la tour des fig. 7 à 12. Le gaz se ré- pand ensuite, soit dans l'espace qui se trouve entre chacune des couches de masse et le fond de chaque panier des fig. 1 à 6, soit dans l'espace qui se trouve entre les couches de masse de 2 paniers voisins des fig. 7 à 12. De ces espaces, le gaz, toujours poussé par la pression, s'échappe par les lu- mières ménagées dans tous les tronçons de cheminées de sortie figurées aux fig. 1, 5 et 7, 9, 11 pour sortir enfin de la tour par la cheminée de sortie et précisément par le tronçon 8 de cette cheminée du même premier panier in- férieur 4.
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Quant à la mise en place des "Paniers tours" elle peut se faire comme suit :
Le portique roulant 16 amène le premier panier inférieur 4, qui se trouve suspendu à son palonnier par les crochets 25.
Les guides 24 de ce panier s'engagent dans les guides de l'ossa- ture-guide 1, et le panier peut ainsi descendre jusqu'au support prévu à cet effet. Ce support sera un support ordinaire pour la tour des fig. 1 à 6 puisque le fond du premier panier constitue le fond de la tour même, tandis que ce support sera l'encadrement avec joint en matière plastique, du fond de la tour 27 lui-même posé sur un support ordinaire, pour la tour des figu- res 7 à 12, puisque les paniers à 2 couches de cette tour n'ont pas de fond.
Le palonnier est alors détaché des crochets du panier 4 et il devient dis- ponible pour aller chercher-et amener, par la même manoeuvre, le panier 3 qui guidé comme il vient d'être dit, se pose à la place exacte lui destinée sur le joint de l'encadrement supérieur du panier 4. La mise en place de tous les autres papiers a lieu exactement de la même façon et enfin le couvercle de la tour, amené par le palonnier, est mis en place sur le joint de l'enca- drement supérieur du dernier panier et rendu étanche par le serrage des étri- ers dont ce même couvercle est pourvu à cet effet. La tour des figures 7 à 12 est alors prête à fonctionner puisque tous les joints 26 des tronçons de che- minées d'entrée et de sortie du gaz sont déjà constitués par la mise en place de chaque panier.
Pour la tour des figures 1 à 6 il reste par contre à constituer les joints hydrauliques entre chaque tronçon des mêmes cheminées, en admet- tant de l'eau, par le dispositif 18 dans la garde du dernier panier supérieur auquel est fixé le couvercle qui porte ce même dispositif 18. L'eau, après avoir rempli cette garde, s'écoule par le tuyau de trop plein 15 dans la gaz- de du panier inférieur et ainsi de suite toutes les gardes vont être remplies d'eau. Lorsqu'on verra sortir l'eau du tuyau 15 de la garde du premier pa- nier inférieur 4 on est donc certain que tous les joints hydrauliques entre les paniers sont constitués et que la tour est prête à fonctionner.
Pour enlever les paniers de la tour lorsque la masse est usée, on répète les mêmes opérations, mais en sens inverse. L'eau de chaque garde peut être enlevée par une petite pompe à main.
Il est évident que de nombreuses modifications peuvent être appor- tées à la construction sans sortir de la portée des revendications qui sui- vent. Par exemple les joints entre les parois verticales des paniers peuvent être hydrauliques, etc...
Les avantages des ces "Paniers Tour " suivant l'invention peuvent être résumés comme suit : a) Pour remplacer les tours avec paniers telles qu'elles existent déjà : - Economie de poids et donc de prix de première immobilisation.
- Cette économie est déjà importante pour la-construction, mais elle est encore beaucoup plus importante pour le montage de l'installation.
- Les tours à paniers selon l'invention peuvent, en effet, être entièrement montés en atelier, tandis que les parois des tours normales doi- vent être montées sur place, c'est-à-dire sur le chantier de montage de l'installation.
Pour remplacer les caisses ou les tours sans paniers, ou au- rait, moyennant une augmentation de prix dont le montant dépend de l'impor- tance de l'installation de manutention pour la vidange et pour le remplis- sage des.paniers :
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- Economie de main d'oeuvre d'exploitation.
- Suppression d'un travail manuel pénible et insalubre.
- Suppression de la nécessité de garder une équipe de manoeuvres pour laquelle on n'a du travail utile - même pas une fois par mois.
- Augmentation de la réserve et dont de la facilité d'exploitation puisque la masse des tours à paniers peut être renouvelée très rapidement.
On a vu d'autre part que pour permettre le montage en atelier on doit prévoir les dimensions des paniers telles qu'elles permettent le char- gement d'un seul ou de plusieurs paniers sur des wagons de chemin de fer, et on sait que la technique actuelle permet d'épuiser la masse épurante en une seule passe, c'est-à-dire de la charger à environ 50 % de soufre. Ces deux remarques mettent en lumière les avantages supplémentaires suivants :
Une entente avec l'exploitant de l'installation qui reçoit les masses épuisées, pour qu'il reçoive les paniers remplis de masse usée, qu'il décharge les masses contenues dans ces paniers et qu'il nettoie et renvoye les paniers vides devient possible, ce qui permettrait d'éviter l'installa- tion de déchargement des paniers à l'usine.
De même, si on s'entend avec le fournisseur de masses neuves, qui peut être le même exploitant ci-dessus, pour qu'il charge les masses directement dans les paniers qui ont été vidés et nettoyés, on peut supprimer l'installation de chargement des paniers.
Les appareillages de manutention nécessaires dans l'installation d'épuration pour tours à paniers se réduisent donc au portique roulant qui permet d'empiler et de désempiler les paniers qui constituent la tour.
On voit donc que par l'adoption des tours à paniers selon l'inven- tion tous les inconvénients des installations ordinaires disparaissent et que dorénavant on pourra épurer à bon marché, même le gaz destiné à la con- sommation intérieure des usines de production de gaz, pour le plus grand pro- fit de la salubrité publique.