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Une manière connue de laver et/ou de refroidir les gaz, par exemple pour l'épuration par voie humide du gaz de haut fourneau, consiste à introduire le gaz dans des tours de re- froidissement ou de lavage et à injecter le liquide de refroi- dissement ou de lavage dans le courant gazeux à l'intérieur de ces tours. Dans ce but, les tours de refroidissement ou de la- vage sont munies de conduites annulaires superposées comportant des buses d'injection réparties le long de leur périmètre.
Chaque tour de lavage ou de refroidissement comporte couramment 60 buses d'injection ou davantage. Malgré cela, il n'est pas possible avec les tours de lavage et de refroidissement connues de séparer du courant gazeux les plus fines poussières. En
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outre, les buses se bouchent facilement avec le liquide de lava- ge généralement peu propre qu'on utilise, par exemple,de l'eau de lavage en circuit fermé, de sorte qu'un entretien continuel des buses est nécessaire et que des passerelles circulaires de service doivent être disposées au niveau de chaque conduite annulaire.
L'invention a pour but de permettre de séparer du gaz dans les tours de lavage les poussières fines et très fines, tout en simplifiant la con truction et l'Entretien des tours de lavage, en évitant les troubles de fonctionnement par ob- turation des buses et en améliorant ainsi l'effet de refroi- dissement.
Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de la- vage et/ou de refroidissement de gaz, tel que le gaz de haut fourneau, dans lequel on injecte un liquide de refroidissement et/ou de lavage par des buses superposées dans le courant gazeux ascendant dans des tours de lavage ou de refroidissement, procé- dé qui consiste à pulvériser le liquide de lavage et de refroi- dissement suivant la grosseur des particules de poussière à sé- parer, plus finement, et autant que possible à la dimension des poussières fines à séparer, au sommet d'une tour de lavage et de refroidissement que dans la zone inférieure de saturation, de refroidissement et de déshumidification de cette tour.
Les avantages obtenus grâce à l'invention résident dans le fait que dans la zone inférieure, par suite de la pulvérisa- tion relativement grossière du liquide de lavage et de refroi- dissement, a lieu la séparation des poussières les plus grosses et des poussières moyennes et que le liquide de lavage pulvérisé dans la partie supérieure de la tour de lavage et de refroidis- sement, autant que possible à la dimension des poussières à éliminer, n'a plus à séparer du courant gazeux que les poussières fines et très fines.
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Il est recommandé d'injecter dans la partie inférieure d'une tour de lavage et/ou de refroidissement le liquide de la- vage pulvérisé d'une manière relativement grossière en contre- courant par rapport au courant gazeux ascendante et d'injecter le liquide pulvérise aussi finement que possible dans la par- tie supérieure dans le sens du courant gazeux ascendant, ou partiellement dans ce sens et partiellement en contre-courant.
Pour cela, on peut par exemple amener le liquide de lavage aux buses de pulvérisation dans la zone inférieure de saturation, de refroidissement et de déshumidification de la tour de la- vage et/ou de refroidissement'sous une pression plus faible qu'à la partie supérieure.
Dans une tour de lavage ordinaire de 25 m de hauteur et de 5 m de diamètre environ, établie pour un débit de gaz d'environ 50.000 m3 à l'heure avec un débit d'eau de lavage de 300 cm3 à l'heure, on peut introduire le liquide de lavage à la partie inférieure, au moyen des buses à tourbillonnement décrites plus loin, sous une pression de
6 atmosphères et à la partie supérieure sous une pression plu- sieurs fois -supérieure, 20 atmosphères par exemple, ce qui permet en genéral d'obtenir à la partie supérieure de la tour de refroidissement une pulvérisation de finesse suffisante.
Selon une forme de réalisation avantageuse, le liquide de lavage est injecté au centre de la tour de lavage ou de refroidissement, ce qui en particulier permet aussi un arrosage de la partie centrale du courant gazeux qui s'élève dans la tour alors que dans les tours de refroidissement connues cette partie centrale n'entre pas suffisamment en contact avec le liquide de lavage. Pour améliorer l'effet de lavage, il est recommandé d'introduire le liquide dans le courant de gaz à laver et à refroidir au moyen de buses vibrantes. Grâce à l'uti- lisation des buses vibrantes, les échanges d'énergie et de ma- tière sont considérablement améliorés et la quantité d'eau né-
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cessaire pour le refroidissement et le lavage est sensiblement réduite.
L'invention a aussi pour objet les tours de lavage et de refroidissement permettant la mise en oeuvre du procédé spécifié ci-dessus, comportant des buses superposées pour l'in- jection du liquide de lavage et de refroidissement, et dans les- quelles dn règle la finesse de pulvérisation du liquide de la- vage et/ou de refroidissement aux différents niveau d'injection par'le réglage de la pression d'admission de ce liquide. On peut prévoir à chaque niveau d'injection une buse à tourbillon - nement centrale balayant toute la section de lavage. Les buses à tourbillonnement sont de préférence interchangeables. Les buses à tourbillonnement sont avantageusement fixées sur des conduites d'arrivée pénétrant radialement dans la tour, ces conduites étant branchées à leur tour sur une ou plusieurs colonnes mon- tantes.
Au lieu des passerelles de service circulaires habitu- elles, on peut disposer à l'emplacement des colonnes montantes des échelles avec plateformes de service permettant aussi le montage et le démontage des buses.
En fixant les buses à tourbillonnement sur des conduites d'arrivée pénétrant radialement dans la tour, on peut constituer avec ces buses et ces conduites d'arrivée des dispositifs pou- vant osciller qu'on anime par exemple au moyer de vibrateurs spéciaux. On obtient ainsi par des aménagement supplémentaires simples l'effet avantageux mentionné plus haut sur les échanges d'énergie et de matière.
Comme il est possible en choisissant convenablement la pression d'admission du liquide de refroidissement à injecter de régler la finesse de pulvérisation donnée par les buses à tourbillonnement, on peut dans les tours de lavage et de refroi- dissement selon l'invention utiliser des buses identiques à tous les niveaux d'injection, tout en obtenant des finesses de pulvérisation du liquide le lavage et de refroidissement diffé-
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rentes et adaptées à volonté à la grosseur des poussières. Il ,est recommandé de diriger le jet des buses inférieures vers
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le bs, testà-dire.en'contre-courant par rapport au courant gazeux ascendant, tF le jet des buses suérieures.waers! le haut, autant-que possible sous une pression élevée.
Comme buses à tourbillonnement, .;on peut utiliser 'des buses en: forme de botte cylindrique avec entrée tangentielle du liquide à injecter et dont les fonds centrent progressive- ment en allant vers le centre et sont percés d'un orifice cen- tral. Cet orifice peut être prévu dans les deux fonds, ou seule- ment dans le fond inférieur ou dans le fond supérieur suivant que la buse doit pulvériser dans les deux sens ou seulement dans un sens. A la partie inférieure de la tour de lavage et/ou de refroidissement est disposé à la manière connue un fond in- cliné à la hauteur duquel la tour est entourée d'une conduite an- nulaire pourvue de buses, et éventuellement aussi d'une passe- relle de service circulaire. La conduite annulaire avec buses sert au lavage du fond incliné.
Les avantages obtenus par le procédé de l'invention ré- sident principalement dans le fait qu'il permet d'éliminer les poussières fines et très fines même dans des tours de lavage et de refroidissement normales. En utilisant des buses à tour- billonnement centrales, on obtient en outre l'avantage que non seulement les parties périphériques du courant gazeux, mais aussi la partie centrale, sont arrosées, refroidies et épurées. Par le réglage des buses à tourbillonnement selon l'invention, on peut établir des durées de contact aussi longues que possible favo- risant les processus d'échange et éviter l'obturation même aveo des orifices de sortie ayant une dimension de 20 à 60 mm.
Au lieu d'un grand nombre de petites buses, on peut se contenter d'un petit nombre de grosses buses interchangeables qui ne né- cessitent pratiquement aucun entretien d'autant plus que celles ci, grâce à la forme décrite, ne présentent plus da dépôts adhé- rents. Alors que jusqu'ici l'utilisation d'eaux boises pour le
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lavage et le refroidissement des gaz créait de grosses diffi- cultés à cause du risque d'obturation des buses et des conduites annulaires, on peut utiliser de telles eaux sans difficulté dans les tours de lavage et de refroidissement selon l'invention.
Un autre avantage est qu'on peut se dispenser de passerelles de service de gràndes dimensions et de construction compliquée. Il est particulièrement avantageux en outre que les supports des buses peuvent constituer avec les buses des dispositifs oscil- lants en améliorant ainsi les échanges énergétiques et matériels.
La description qui va suivre en regard des dessins an- nexés à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue s.chématique d'une tour de lavage et de refroidissement selon l'invention.
La figure 2 est une vue en plan correspondante.
La figure 3 est une coupe d'une buse à tourbillonnement montée dans la tour représentée sur les figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue en plan de la même buse.
La tour de lavage et de refroidissement représentée a une capacité d'environ 50.000 m3 de gaz à l'heure. Elle est consti- tuée par un cylindre d'environ 25 m de haut sur la hauteur du- quel sont établis huit étages d'injection 2 A chaque étage d'injection 2 est disposée une buse à tourbillonnement centrale .2. qui est fixée à une conduite d'arrivée radiale 4. A la partie inférieure du laveur se trouve le fond incliné habituel 1 pour l'évacuation du liquide de lavage. La tubulure d'arrivée 6 sert à l'introduction du gaz à épurer dans la tour de lavage. Ie gaz épuré et refroidi sort au sommet de la tour par la tubulure 7 Dans la zone du fond incliné inférieur .2. se trouve en outre une conduite annulaire 8 munie de buses ordinaires pour le lavage de ce fond incliné 5.
Le liquide de lavage chargé d'impuretés est évacué par la conduite .9. et éventuellement réintroduit dans
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la tour en circuit ferme par les colonnes Montantes 10 après avoir subi une préparation. A i'undroit des colonnes montantes
10 se trouvent une échelle de service 11 et des platoformes de service 12 celles-ci n'ayant plus besoin d'être circulaires et étant disposées sur un côté de la tour seulement.
Chacune des conduites d'arrivée 13 branchées sur les colonnes montantes 10 est pourvue d'une vanne réglable 14
Selon l'invention, les buses disposées au centre de la tour fonctionnent sous des pressions différentes, par exemple les six buses inférieures 3a à 3f,qui injectent le liquide de lavage vers le bas, c'est-à-dire en contre-courant par rapport au gaz ascendant, fonctionnent sous une pression d'environ 6 atmosphères, et les buses 3g, 3h disposées au sommet de la tour sous une pression d'environ 20 atmosphères. Ainsi, toute la section de la tour, qui a un diamètre de 5 m environ, est arro- sée uniformément par les buses 3
Les buses sont des buses à tourbillonnement représentées en coupe et en plan sur les figures 3 et 4. Elles ont la forme de boites cylindriques dont les fonds 15 et 16 rentrent en allant vers le milieu.
Dans l'exemple décrit, les buses ont par exemple un diamètre d'environ 45 cm et un orifice de sortie central de 6 cm.
Les buses .2 forment avec les conduites d'arrivée des dispositifs capablesd'osciller que l'on peut actionner au moyen de vibrateurs spéciaux non représentés.
Il va de soi que sans sortir du cadre de la présente in- vention on peut apporter des modifications aux dispositifs dé- crits .