CA1102096A - Procede et dispositif de lavage et de devesiculage de melanges gazeux - Google Patents
Procede et dispositif de lavage et de devesiculage de melanges gazeuxInfo
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- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
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- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
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Abstract
Dispositif et procédé permettant l'épuration de gaz contenant des composés solubles dans un liquide. Dans un dispositif du type colonne de lavage cyclonique, on réalise dans une première zone de lavage. la combination d'un courant cyclonique et d'une pulvérisation verticale de liquide de haut en bas. A la suite, on réalise dans une deuxième zone ou zone de dévésioulage, la combinaison du courant gazeux cyclonique et des parois de manière à arrêter les vésicules sous forme d'une pellicule liquide. La zone de dévésiculage est complétée par une couronne placée de manière à arrêter sur les parois la pellicule liquide entrainée. L'invention s'applique avantageusement aux absorptions, et particuliérement aux absorptions accompagnées de réaction chimique et nécessitant moins d'un plateau théorique.
Description
~l~Z~96 L'invention a trait à un procede et à un dispositif permettant de realiser l'épuration de melanges gazeux par un liquide.
L'invention apporte une solution au problème technlque qui sc pose chaque fois quc l'on doit absorbcr un compose gazeux soluble dans un liquide, par exemple l'anhydride sulfureux, les composes fluores comme l'acide fluorhydrique, le tetrafluorure de silicium, elle est par-ticulièrement adaptée aux traitements de mélanges gazeux chargés de vésicules, par exemple de P205, aux absorptions accompagnées d'une reaction chimique, ou encore à celles qui necessitent moins d'un plateau theorique.
On définit un plateau théorique (cf." Les procédés !
de rectification dans l'industrie chimique" , par A Paris, éd. Dunod) ou, d'une façon plus générale, un element d'e-change parfait lorsque les fluides qui le quittent sont en equilibre thermodynamique.
Le problème de l'absorption est resolu d'une manière generale à l'aide de colonnes à plateaux, ou encore 20 de colonnes a garnissage; mais quand l'absorption s'accom- -pagne de reaction et est susceptible de produire des encras- ;
sements et necessitant moins d'un plateau theorique, on prefère les colonnes vides. Dans les colonnes vides du type à simple contre-courant, l'absorption est souvent insuffisante pour la taille des appareils; on connait aussi ;
les colonnes cycloniques et l'invention appartient a ce type d'appareil, o~ le mouvement cyclonique des gaz est produit par l'introduction tangentielle dans une colonne cylindrique et la sortie des gaz epurés est réalisée de façon soit -axiale, soit tangentielle.
Dans les appareils de ce type existants, le courant gazeux est arrosé par une pulvérisation de liquide. On sait -;X~ - ~, ~Z~96 que pour que llabsorption soit efficace, la dispersion doit être la plus élevee possible, c'est ce qui est realise dans un type d'appareil, par des pul~erisateurs de type plat. Les gouttelettes~
... . .. , . . _ . _ _ ..
~Zt~96 sont alors très fines et l'absorption efficace, cependant le~
vitesses de gaz adoptées et la finesse des gouttelettes sont la source d'entrainements vésiculaires importan~, qui doivent être ~liminés dans un appareil ~upplémentaire. Dans un autre type connu de laveur cyclonique, des jets plats disposés horizontalement et aliment~s en liquide SOU5 une pression élevée, réalisent une excellente dispersion, Cependant dans les appareils connuq, l'importance des vésicules entrainées va de pair avec la qualité de la disperaion, donc de l'absorption, et il faut souvent deux appareils pour répondre aux deux exigences , contradictoires et obtenir un r~sultat acceptable.
Le but de l'invention est de réaliser dans un seul appareil, l'absorption de gaz contenant des composés solubles, et de fournir un gaz épuré et ne contenant pas de vésicules ni de poussières.
L'invention propose donc un procédé permettant ' d'atteindre ce but ainsi qu'un dispositif permettant de mettre , en oeuvre ce procédé, ce dispositif étant du type colonne de ~
lavage à courant de gaz cyclonique et lavage par pulvérisation. ' Selon l'invention, on réalise dans une première zone de lavage, la combinaison d'un courant cyclonique de gaz et d'une pulvérisation verticale de haut en bas. A la suite, on réalise dans une deuxi~me zone vide ou zone de dévésiculage, la combinaison du courant gazeux cyclonique et des paroi~ de la colonne de manière à arrêter les vésicules sous forme c;'une pellicule liquide. La deuxi~me zone, vide de la colonne ou zone de dévésiculage est complétée en outre par un anneau plat`fix~ ,' par son bord externe à la paroi de la colonne et ~olidaire d'un corps vertical de manière ~ arreter sur les parois la pellicule liquide entrainée,.
Dans un premier mode de mise en oeuvre, on réaliqe la pulvérisation verticale au moyen de pulv~riAateur ~ c~ne plein.
Dans un deuxième mode de mi~e en oeuvre, on r~alise
L'invention apporte une solution au problème technlque qui sc pose chaque fois quc l'on doit absorbcr un compose gazeux soluble dans un liquide, par exemple l'anhydride sulfureux, les composes fluores comme l'acide fluorhydrique, le tetrafluorure de silicium, elle est par-ticulièrement adaptée aux traitements de mélanges gazeux chargés de vésicules, par exemple de P205, aux absorptions accompagnées d'une reaction chimique, ou encore à celles qui necessitent moins d'un plateau theorique.
On définit un plateau théorique (cf." Les procédés !
de rectification dans l'industrie chimique" , par A Paris, éd. Dunod) ou, d'une façon plus générale, un element d'e-change parfait lorsque les fluides qui le quittent sont en equilibre thermodynamique.
Le problème de l'absorption est resolu d'une manière generale à l'aide de colonnes à plateaux, ou encore 20 de colonnes a garnissage; mais quand l'absorption s'accom- -pagne de reaction et est susceptible de produire des encras- ;
sements et necessitant moins d'un plateau theorique, on prefère les colonnes vides. Dans les colonnes vides du type à simple contre-courant, l'absorption est souvent insuffisante pour la taille des appareils; on connait aussi ;
les colonnes cycloniques et l'invention appartient a ce type d'appareil, o~ le mouvement cyclonique des gaz est produit par l'introduction tangentielle dans une colonne cylindrique et la sortie des gaz epurés est réalisée de façon soit -axiale, soit tangentielle.
Dans les appareils de ce type existants, le courant gazeux est arrosé par une pulvérisation de liquide. On sait -;X~ - ~, ~Z~96 que pour que llabsorption soit efficace, la dispersion doit être la plus élevee possible, c'est ce qui est realise dans un type d'appareil, par des pul~erisateurs de type plat. Les gouttelettes~
... . .. , . . _ . _ _ ..
~Zt~96 sont alors très fines et l'absorption efficace, cependant le~
vitesses de gaz adoptées et la finesse des gouttelettes sont la source d'entrainements vésiculaires importan~, qui doivent être ~liminés dans un appareil ~upplémentaire. Dans un autre type connu de laveur cyclonique, des jets plats disposés horizontalement et aliment~s en liquide SOU5 une pression élevée, réalisent une excellente dispersion, Cependant dans les appareils connuq, l'importance des vésicules entrainées va de pair avec la qualité de la disperaion, donc de l'absorption, et il faut souvent deux appareils pour répondre aux deux exigences , contradictoires et obtenir un r~sultat acceptable.
Le but de l'invention est de réaliser dans un seul appareil, l'absorption de gaz contenant des composés solubles, et de fournir un gaz épuré et ne contenant pas de vésicules ni de poussières.
L'invention propose donc un procédé permettant ' d'atteindre ce but ainsi qu'un dispositif permettant de mettre , en oeuvre ce procédé, ce dispositif étant du type colonne de ~
lavage à courant de gaz cyclonique et lavage par pulvérisation. ' Selon l'invention, on réalise dans une première zone de lavage, la combinaison d'un courant cyclonique de gaz et d'une pulvérisation verticale de haut en bas. A la suite, on réalise dans une deuxi~me zone vide ou zone de dévésiculage, la combinaison du courant gazeux cyclonique et des paroi~ de la colonne de manière à arrêter les vésicules sous forme c;'une pellicule liquide. La deuxi~me zone, vide de la colonne ou zone de dévésiculage est complétée en outre par un anneau plat`fix~ ,' par son bord externe à la paroi de la colonne et ~olidaire d'un corps vertical de manière ~ arreter sur les parois la pellicule liquide entrainée,.
Dans un premier mode de mise en oeuvre, on réaliqe la pulvérisation verticale au moyen de pulv~riAateur ~ c~ne plein.
Dans un deuxième mode de mi~e en oeuvre, on r~alise
-2-~:~LQZ~96 , la pulv~risation verticale au moyen de pulvérisateurs plats.
On peut encoxe réaliser la pulvérisation verticale par tout moyen ~quivalent, permettant au jet d'occuper toute la ~ection de zone de lavage de la colonne.
Le courant gazeux cyclonique quittant la zone de lavage parcourt un espace libre de la colonne dan~ lequel les particules liquides en suspen~ion sont plaquées sur les parois, arrêtées par la couronne et réunies aux liquides que l'on recueille en bas de la colonne.
Le liquide recueilli en bas de la colonne est dans :.
un mode gén~ral d'application, évacué en totalité.
Dans un mode préfér~ de réalisation en continu, on recycle le liquide et on en évacue une partie que l'on remplace par un débit équivalent de liquide d'appoint. La colonne d'absorption permet alors d'âtre au plus ~uivalente un plateau théorique.
On règle la pression du liquide d'arrosage en fonction notamment, de ses propriétés physiques, de la vitesse du gaz à traiter, de sa composition, de pressions partielleq de ses composants, de la taille des gouttelettes à obtenir. La pression du liquide d'arrosage étant fixée, on d~termine la hauteur libre au-dessus de la zone de lavage nécessaire au d~vésiculage.
Il est avantageux de réaliser la pulvérisation en disposant les pulvérisateurs dans au moins une section horizon-tale de la colonne.
On préf~re, dans le cas où l~s pulvérisateurs sont répartis entre plusieurs sections horizontales, r~gler de~
manière indépendante la pres~ion des pulvérisateurs de~ dif~é-rentes sections.
On choisitgén~ralement dans l'application du procédé
des pressions comprises entre 0,1 et 3 bars.
Dans une forme de l'invention~ on dispose à la suite
On peut encoxe réaliser la pulvérisation verticale par tout moyen ~quivalent, permettant au jet d'occuper toute la ~ection de zone de lavage de la colonne.
Le courant gazeux cyclonique quittant la zone de lavage parcourt un espace libre de la colonne dan~ lequel les particules liquides en suspen~ion sont plaquées sur les parois, arrêtées par la couronne et réunies aux liquides que l'on recueille en bas de la colonne.
Le liquide recueilli en bas de la colonne est dans :.
un mode gén~ral d'application, évacué en totalité.
Dans un mode préfér~ de réalisation en continu, on recycle le liquide et on en évacue une partie que l'on remplace par un débit équivalent de liquide d'appoint. La colonne d'absorption permet alors d'âtre au plus ~uivalente un plateau théorique.
On règle la pression du liquide d'arrosage en fonction notamment, de ses propriétés physiques, de la vitesse du gaz à traiter, de sa composition, de pressions partielleq de ses composants, de la taille des gouttelettes à obtenir. La pression du liquide d'arrosage étant fixée, on d~termine la hauteur libre au-dessus de la zone de lavage nécessaire au d~vésiculage.
Il est avantageux de réaliser la pulvérisation en disposant les pulvérisateurs dans au moins une section horizon-tale de la colonne.
On préf~re, dans le cas où l~s pulvérisateurs sont répartis entre plusieurs sections horizontales, r~gler de~
manière indépendante la pres~ion des pulvérisateurs de~ dif~é-rentes sections.
On choisitgén~ralement dans l'application du procédé
des pressions comprises entre 0,1 et 3 bars.
Dans une forme de l'invention~ on dispose à la suite
-3-l~Q2~
deux ou plus des appareils de l'invention, le courant cyclonique de gaz quittant une col~nne entre dans la colonne suivante et on recueille separement les liquides en bas de chaque colonne. On prefère notamment superposer deux ou plus des appareils de l'invention.
Dans ce mode préfere de realisation, on relie entre eux deux appareils de l'invention au moyen d'un element d'ob-turation qui arrete le liquide et laisse passer le courant gazeux en conservant son mouvement cyclonique.
L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description ci-apres d'un mode prefere de realisation du dispositif ainsi que son fonctionnement, en reférence aux dessins, donne a titre d'exemple nullement limitatif. Dans ces dessins:
- la figure 1 represente de façon schematique une ;-vue en coupe d'un dispositif selon l'invention;
- la figure 2 est une coupe du dispositif ci-dessus, selon le plan AA;
- la figure 3 represente en coupe verticale un mode prefere de realisation de l'entree des gaz;
- la figure 4 est une coupe horizontale du conduit d'entree des gaz de la figure 3, selon le plan BB;
- la figure 5 représente un coupe verticale un mode prefere de realisation de la sortie des gaz epures, - la figure 6 est une coupe horizontale du conduit de sortie des gaz de la figure 5, selon le plan CC; et - les figures 7 et 8 representent un autre mode prefere de realisation de sortie des gaz epures, comportant un element d'obturation 18 vu, figure 7, depuis la direction D, indiquee figure 8, la paroi`de la colonne supposee enlevee;
la figure 8 est une vue depuis la direction perpendiculaire `~
a D.
-- . .
ll~Z~96 On a represente figure 1 une vue en coupe d'une colonne cylindrique verticale 1 munie d'un conduit pour l'entree des gaz 2, les ga~ entrent tangentiellement en 2 dans la zone 3 où ils acquièrent un mouvement cyclonique, ils parcourent d'abord la zone de lavage 4, puis la zone vide 5 et sont évacues par la sortie 7O Les liquides son~ ' recucillis à la base 6 de la colonnc.
On a represente en 8,et 9 deux sections de la zone ~' de lavage qui sont equipees chacune d'une serie de pulveri~
10 sateurs. On repartit ces pulverisateurs de preférence d'~une ~ ' manière symetrique de manière à couvrir tout le volume de la ~, zone de lavage.
La presslon de liquide peut être reglée de manière '~
independante dans chaque section de la zone de lavage. On ', choisit la pression de liquide pulverise de manière a realiser ,~
le degre de dispersion desire et a offrir une grande surface specifique a llabsorption, ou à la reaction, à eviter les ,' entraînements et à ne pas detruire le courant cyclonique. -Le courant gazeux venant de la zone de lavage 4 ,'~-20 parcourt la zone 5; les gaz debarrasses des composes solu- ,,';;
bles peuvent contenir en suspension des vesicules de liquide.
Par le mouvement cyclonique les vesicules sont plaquees sur les parois verticales du cylindre ou elles sont reunies en ~ ~;
formant une pellicule liquide. , ' On voit en 10 un dispositif en ~orme de couronne qui realise un moyen d 7 empêcher l'entralnement de la pelli-cule liquide jusqu'~ la sortie des gaz. ~' Les moyens permettant l'entree des gaz dans la ~';
. .
colonne sont constitues par un conduit; dans un mode a~anta- "
geux de realisation on choisit'un conduit de section restan-gulaire que l'on place tangentiellement à la colonne. On dispose preferentiellement a l intersection de la partie :`
supérieure du conduit avec la paroi de la colonne, une partie plate cintree visible en 11 sur :La flgure 2, qui est une coupe de la colonne 1 selon le p:Lan AA. La partie 11 a pour fonction de proteger le courant gazeux du liquide qui ruisselle sur lcs parois.
Le courant gazeux cyclonique caracteristique de l'invention remplit la totalite du volume de la colonne.
Afin de rendre sa-repartition encore plus efficace, on met en oeuvre de preference le mode de realisation de l'entree des gaz qui est représentée figure 3 en coupe verticale et figure 4 en coupe horizontale selon le plan BB. Les gaz arrivant en 2 penêtrent dans une tube cylindrique vertical 12 relie en bas et en haut aux parois de la colonne et muni d'une serie d'ouvertures representees en 13, de maniere à
diviser le courant gazeux qui y passe. ~u-dessus de la surface de raccordement superieure se trouve un reservoir annulaire 14 munie d'un dispositif, non représente, de sortie du liquide recueilli.
La coupe suivant le plan BB, represente figure 4, permet de voir la disposition du tube 12.
La base de la colonne representee schematiquement en 6 figure 1, permet de recueillir les liquides. Elle peut . . I
être realisee de différentes formes, connues et non repre- ;~
sentees. Elle peut par exemple être construite de forme conique avec sortie axiale du liquide. Elle peut, selon un mode avantageux de realisation, être de la forme cylin-drique figurée en 6 figure 1.
Le liquide recueilli dans la partie 6 formant réservoir est maintenu a niveau constant par tout moyen connu et non représenté tel que trop-plein, ou encore dis-positif de régulation.
Il est avantageux de munir la partie reservoir :~:
`, ~2~9~i 6 d'un dispositif antivortex qui peut revêtir différentes formes, par exemple plats, croix ou sommier en trame carrée.
Un dispositif en forme de croix est représente en 15, figure 2, à titre d'exemple.
Les gaz épurés sont évacués a la partle supérieure de la colonne. Le dispositif de sortie des yaz 7 peut être realise de differentes formes. On a represente figure 1, a titre d'exemple un dispositif de sortie exiale 16 en haut de la colonne.
On voit figure 5 en coupe verticale une variante de -dispositif de sortie des gaz 7, dispositif realise par un conduit de section rectangulaire 17 monte tangentiellement.
on voit figure 6 une coupe de cette variante selon le plan horizontal CC. On peut voir le conduit 17 de sortie tangentielle dont la partie inferieure placee dans le plan CC pénêtre dans la colonne au-dela de la couronne 10.
Une deuxieme variante avantageuse du mode de realisation de sortie des gaz est decrite ci-apres en refe-rence aux figures 7 et 8. Dans ce mode de realisation, un :,~
element 18 obture completement la colonne au passage des liquides et ne laisse passer que les gaz en maintenant leur mouvement cyclonique à la sortie. Cet element d'obturation est mis en oeuvre lorsqu'on dirige les gaz epures vers une deuxieme colonne de lavage disposee axialement au-dessus de la premiere ou encore vers un fut vide, ou encore vers une cheminee verticale.
Un element d'obturation 18 est vu figure 7 depuis -la direction D, indiquee figure 8, la paroi de la colonne supposee enlevee. Les gaz s'echappent en 7. On voit figure 8 une vue depuis la direction perpendiculaire a D, du même element 18, qu:i est represente ici muni d'un element de sortie 19 permettant l'évacuation du liquide de ruissellement, , :
9~i avec un dispositif antivortex 20.
Dans tous les cas, le dispositif peut être muni eventuellement d'un type connu permettant de réaliser un devesiculage supplemen~aire.
Le dispositif de l'invention dans l'une ou l'autre ;
de ses variantes permet un lavage très pousse des gaz, aucun compose soluble n'etant rejete à l'atmosphere, il realise aussi le devesiculage et le dépoussierage dans le même appareil, de sorte qu'il permet de respecter les normes relatives a la pollution. L'appareil est moins volumineux que les appareils connus qui traitent un volume comparable de melanges gazeux.
Un autre avantage dans le cas o~ on realise une absorption avec reaction chimique, est que le courant cyclo-nique empêche tous les depots sur les parois.
L'appareil de l'invention peut s'appliquer à
l'absorption, au devesiculage et au dépoussierage de tous composés gazeux solubles présents dans un mélange gazeux, et plus particulierement, dans le traitement des melanges gazeux provenant par exemple de la calcination des tripoly-phosphates, de la fabrication des engrais, de l'assainisse-ment des cuves d'attaque phosphorique ou des appareils de concentration d'acide phophorique ou encore de la defluora- ~
tion des gaz des ateliers de fabrication de ~luosilicates. `-~ -Exemple: dans la colonne du type representé figure 1, on traite un melange gazeux provenant d'une fabrication de tripolyphosphate de soude. Ce melange gazeux qui contient pour 141.6~8 kg/h, 36 kg d'acide fluorhydrique et 5.033 kg de melange CO2 et SO2, est traité par la pulvérisation en deux nappes d'arrosage de 160 m3/h d'une solution de soude contenant 72 kg de soude, NaOH, qui est recyclee et main-tenue a un pH cle 6,7 a une température de 80C.
.. :
~ ~ 8 - ~
,,~, .. . . . . . . . ...... . . .
Z~916 Les gaz sortant par une cheminee axiale contiennent moins de 10 mg de F/N m3, avec une perte de charge de 100 mm -~
de colonne d'eau. On ne note pas d'incrustations.
. ! ~
" ~
''"' ~"''.
;,' ' _ 9 --- . .- - .. .... . . . . .
deux ou plus des appareils de l'invention, le courant cyclonique de gaz quittant une col~nne entre dans la colonne suivante et on recueille separement les liquides en bas de chaque colonne. On prefère notamment superposer deux ou plus des appareils de l'invention.
Dans ce mode préfere de realisation, on relie entre eux deux appareils de l'invention au moyen d'un element d'ob-turation qui arrete le liquide et laisse passer le courant gazeux en conservant son mouvement cyclonique.
L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description ci-apres d'un mode prefere de realisation du dispositif ainsi que son fonctionnement, en reférence aux dessins, donne a titre d'exemple nullement limitatif. Dans ces dessins:
- la figure 1 represente de façon schematique une ;-vue en coupe d'un dispositif selon l'invention;
- la figure 2 est une coupe du dispositif ci-dessus, selon le plan AA;
- la figure 3 represente en coupe verticale un mode prefere de realisation de l'entree des gaz;
- la figure 4 est une coupe horizontale du conduit d'entree des gaz de la figure 3, selon le plan BB;
- la figure 5 représente un coupe verticale un mode prefere de realisation de la sortie des gaz epures, - la figure 6 est une coupe horizontale du conduit de sortie des gaz de la figure 5, selon le plan CC; et - les figures 7 et 8 representent un autre mode prefere de realisation de sortie des gaz epures, comportant un element d'obturation 18 vu, figure 7, depuis la direction D, indiquee figure 8, la paroi`de la colonne supposee enlevee;
la figure 8 est une vue depuis la direction perpendiculaire `~
a D.
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ll~Z~96 On a represente figure 1 une vue en coupe d'une colonne cylindrique verticale 1 munie d'un conduit pour l'entree des gaz 2, les ga~ entrent tangentiellement en 2 dans la zone 3 où ils acquièrent un mouvement cyclonique, ils parcourent d'abord la zone de lavage 4, puis la zone vide 5 et sont évacues par la sortie 7O Les liquides son~ ' recucillis à la base 6 de la colonnc.
On a represente en 8,et 9 deux sections de la zone ~' de lavage qui sont equipees chacune d'une serie de pulveri~
10 sateurs. On repartit ces pulverisateurs de preférence d'~une ~ ' manière symetrique de manière à couvrir tout le volume de la ~, zone de lavage.
La presslon de liquide peut être reglée de manière '~
independante dans chaque section de la zone de lavage. On ', choisit la pression de liquide pulverise de manière a realiser ,~
le degre de dispersion desire et a offrir une grande surface specifique a llabsorption, ou à la reaction, à eviter les ,' entraînements et à ne pas detruire le courant cyclonique. -Le courant gazeux venant de la zone de lavage 4 ,'~-20 parcourt la zone 5; les gaz debarrasses des composes solu- ,,';;
bles peuvent contenir en suspension des vesicules de liquide.
Par le mouvement cyclonique les vesicules sont plaquees sur les parois verticales du cylindre ou elles sont reunies en ~ ~;
formant une pellicule liquide. , ' On voit en 10 un dispositif en ~orme de couronne qui realise un moyen d 7 empêcher l'entralnement de la pelli-cule liquide jusqu'~ la sortie des gaz. ~' Les moyens permettant l'entree des gaz dans la ~';
. .
colonne sont constitues par un conduit; dans un mode a~anta- "
geux de realisation on choisit'un conduit de section restan-gulaire que l'on place tangentiellement à la colonne. On dispose preferentiellement a l intersection de la partie :`
supérieure du conduit avec la paroi de la colonne, une partie plate cintree visible en 11 sur :La flgure 2, qui est une coupe de la colonne 1 selon le p:Lan AA. La partie 11 a pour fonction de proteger le courant gazeux du liquide qui ruisselle sur lcs parois.
Le courant gazeux cyclonique caracteristique de l'invention remplit la totalite du volume de la colonne.
Afin de rendre sa-repartition encore plus efficace, on met en oeuvre de preference le mode de realisation de l'entree des gaz qui est représentée figure 3 en coupe verticale et figure 4 en coupe horizontale selon le plan BB. Les gaz arrivant en 2 penêtrent dans une tube cylindrique vertical 12 relie en bas et en haut aux parois de la colonne et muni d'une serie d'ouvertures representees en 13, de maniere à
diviser le courant gazeux qui y passe. ~u-dessus de la surface de raccordement superieure se trouve un reservoir annulaire 14 munie d'un dispositif, non représente, de sortie du liquide recueilli.
La coupe suivant le plan BB, represente figure 4, permet de voir la disposition du tube 12.
La base de la colonne representee schematiquement en 6 figure 1, permet de recueillir les liquides. Elle peut . . I
être realisee de différentes formes, connues et non repre- ;~
sentees. Elle peut par exemple être construite de forme conique avec sortie axiale du liquide. Elle peut, selon un mode avantageux de realisation, être de la forme cylin-drique figurée en 6 figure 1.
Le liquide recueilli dans la partie 6 formant réservoir est maintenu a niveau constant par tout moyen connu et non représenté tel que trop-plein, ou encore dis-positif de régulation.
Il est avantageux de munir la partie reservoir :~:
`, ~2~9~i 6 d'un dispositif antivortex qui peut revêtir différentes formes, par exemple plats, croix ou sommier en trame carrée.
Un dispositif en forme de croix est représente en 15, figure 2, à titre d'exemple.
Les gaz épurés sont évacués a la partle supérieure de la colonne. Le dispositif de sortie des yaz 7 peut être realise de differentes formes. On a represente figure 1, a titre d'exemple un dispositif de sortie exiale 16 en haut de la colonne.
On voit figure 5 en coupe verticale une variante de -dispositif de sortie des gaz 7, dispositif realise par un conduit de section rectangulaire 17 monte tangentiellement.
on voit figure 6 une coupe de cette variante selon le plan horizontal CC. On peut voir le conduit 17 de sortie tangentielle dont la partie inferieure placee dans le plan CC pénêtre dans la colonne au-dela de la couronne 10.
Une deuxieme variante avantageuse du mode de realisation de sortie des gaz est decrite ci-apres en refe-rence aux figures 7 et 8. Dans ce mode de realisation, un :,~
element 18 obture completement la colonne au passage des liquides et ne laisse passer que les gaz en maintenant leur mouvement cyclonique à la sortie. Cet element d'obturation est mis en oeuvre lorsqu'on dirige les gaz epures vers une deuxieme colonne de lavage disposee axialement au-dessus de la premiere ou encore vers un fut vide, ou encore vers une cheminee verticale.
Un element d'obturation 18 est vu figure 7 depuis -la direction D, indiquee figure 8, la paroi de la colonne supposee enlevee. Les gaz s'echappent en 7. On voit figure 8 une vue depuis la direction perpendiculaire a D, du même element 18, qu:i est represente ici muni d'un element de sortie 19 permettant l'évacuation du liquide de ruissellement, , :
9~i avec un dispositif antivortex 20.
Dans tous les cas, le dispositif peut être muni eventuellement d'un type connu permettant de réaliser un devesiculage supplemen~aire.
Le dispositif de l'invention dans l'une ou l'autre ;
de ses variantes permet un lavage très pousse des gaz, aucun compose soluble n'etant rejete à l'atmosphere, il realise aussi le devesiculage et le dépoussierage dans le même appareil, de sorte qu'il permet de respecter les normes relatives a la pollution. L'appareil est moins volumineux que les appareils connus qui traitent un volume comparable de melanges gazeux.
Un autre avantage dans le cas o~ on realise une absorption avec reaction chimique, est que le courant cyclo-nique empêche tous les depots sur les parois.
L'appareil de l'invention peut s'appliquer à
l'absorption, au devesiculage et au dépoussierage de tous composés gazeux solubles présents dans un mélange gazeux, et plus particulierement, dans le traitement des melanges gazeux provenant par exemple de la calcination des tripoly-phosphates, de la fabrication des engrais, de l'assainisse-ment des cuves d'attaque phosphorique ou des appareils de concentration d'acide phophorique ou encore de la defluora- ~
tion des gaz des ateliers de fabrication de ~luosilicates. `-~ -Exemple: dans la colonne du type representé figure 1, on traite un melange gazeux provenant d'une fabrication de tripolyphosphate de soude. Ce melange gazeux qui contient pour 141.6~8 kg/h, 36 kg d'acide fluorhydrique et 5.033 kg de melange CO2 et SO2, est traité par la pulvérisation en deux nappes d'arrosage de 160 m3/h d'une solution de soude contenant 72 kg de soude, NaOH, qui est recyclee et main-tenue a un pH cle 6,7 a une température de 80C.
.. :
~ ~ 8 - ~
,,~, .. . . . . . . . ...... . . .
Z~916 Les gaz sortant par une cheminee axiale contiennent moins de 10 mg de F/N m3, avec une perte de charge de 100 mm -~
de colonne d'eau. On ne note pas d'incrustations.
. ! ~
" ~
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;,' ' _ 9 --- . .- - .. .... . . . . .
Claims (21)
1. Procédé permettant de réaliser l'épuration de gaz contenant des composés solubles dans un liquide, dans un dispositif du type colonne de lavage par pulvérisation d'un courant gazeux cyclonique, caractérisé en ce que l'on réalise dans une première zone ou zone de lavage, la combinaison d'un courant gazeux cyclonique et d'une pulvérisation verticale de liquide de haut en bas, dans une deuxième zone vide de la colonne ou zone de dévésiculage la combinaison du courant gazeux cyclonique et des parois de la colonne de manière à
arrêter les vésicules sous forme de pellicule liquide et on empêche l'entraînement de la pellicule liquide jusqu'à la sortie des gaz au moyen d'un anneau plat fixé par son bord externe à la paroi de la colonne et solidaire d'un corps cylindrique vertical.
arrêter les vésicules sous forme de pellicule liquide et on empêche l'entraînement de la pellicule liquide jusqu'à la sortie des gaz au moyen d'un anneau plat fixé par son bord externe à la paroi de la colonne et solidaire d'un corps cylindrique vertical.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'on réalise la pulvérisation verticale de liquide au moyen de pulvérisateurs à cône plein.
en ce que l'on réalise la pulvérisation verticale de liquide au moyen de pulvérisateurs à cône plein.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la pulvérisation verticale de liquide au moyen de pulvérisateurs plats.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la pulvérisation verticale de liquide au moyen de pulvérisateurs disposés de manière à ce que le jet de liquide occupe toute la section de la zone de lavage de la colonne.
5.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise l'entrée des gaz au moyen d'un conduit de section rectangulaire placé tangentiellement à la colonne dont l'intersection avec la paroi de la colonne porte une partie plate de protection du liquide de ruissellement.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée des gaz est réalisée en outre par un tube vertical cylindrique muni d'une série d'ouvertures et protégé
du liquide de ruissellement au moyen d'un réservoir annulaire.
du liquide de ruissellement au moyen d'un réservoir annulaire.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie du courant gazeux cyclonique est réalisée suivant l'axe de la colonne.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la sortie du courant gazeux cyclonique est réalisée tangentiellement à la colonne.
en ce que la sortie du courant gazeux cyclonique est réalisée tangentiellement à la colonne.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie du courant gazeux cyclonique est réalisée au moyen d'un élément d'obturation permettant d'arrêter, de recueillir et d'évacuer en dehors de la colonne les liquides et de laisser passer le courant de gaz en lui conservant son mouvement cyclonique.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on évacue en totalité les liquides recueillis.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on évacue une partie des liquides recueillis et on recycle le reste à titre de liquide de pulvérisation en remplaçant le débit évacué par un débit équivalent de liquide d'appoint.
12. Procédé selon les revendications 2,3 ou 4, caractérisé en ce que l'on règle de manière indépendante les pressions des différents pulvérisateurs entre 0,1 et 3 bars.
13. Dispositif permettant de réaliser l'épuration de gaz contenant des composés solubles dans un liquide, du type colonne de lavage par pulvérisation d'un courant gazeux cyclonique, caractérisé en ce qu'il comprend de bas en haut le long de la colonne, un conduit d'entrée des gaz disposé
tangentiellement à la colonne, une zone de lavage comportant des moyens de pulvérisation verticale de liquide de haut en bas, une zone vide de dévésiculage permettant le contact du courant gazeux cyclonique avec les parois de la colonne de manière à arrêter les vésicules sous forme d'une pellicule liquide, un anneau plat fixé par son bord externe à la paroi de la colonne et solidaire d'un corps cylindrique vertical de manière à arrêter la pellicule liquide et un conduit de sortie des gaz épurés.
tangentiellement à la colonne, une zone de lavage comportant des moyens de pulvérisation verticale de liquide de haut en bas, une zone vide de dévésiculage permettant le contact du courant gazeux cyclonique avec les parois de la colonne de manière à arrêter les vésicules sous forme d'une pellicule liquide, un anneau plat fixé par son bord externe à la paroi de la colonne et solidaire d'un corps cylindrique vertical de manière à arrêter la pellicule liquide et un conduit de sortie des gaz épurés.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation verticale de liquide sont constitués par des pulvérisateurs à cône plein.
15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation verticale de liquide sont constitués par des pulvérisateurs plats.
16. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation verticale de liquide sont constitués par des pulvérisateurs disposés de manière à ce que le jet de liquide occupe toute la section de la zone de lavage de la colonne.
17. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la base de la colonne est équipée de moyens permettant de recueillir les liquides.
18. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que le conduit d'entrée des gaz comprend un conduit de section rectangulaire placé tangentiellement à la colonne dont l'intersection avec la paroi de la colonne porte une partie plate de protection du liquide du ruissellement.
en ce que le conduit d'entrée des gaz comprend un conduit de section rectangulaire placé tangentiellement à la colonne dont l'intersection avec la paroi de la colonne porte une partie plate de protection du liquide du ruissellement.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que le conduit d'entrée de gaz comporte en outre un tube vertical cylindrique muni d'une série d'ouvertures et protégé du liquide de ruissellement au moyen d'un réservoir annulaire.
20. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le conduit de sortie des gaz épurés est disposé dans l'axe de la colonne.
21. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que le conduit de sortie des gaz épurés est disposé
tangentiellement à la colonne.
en ce que le conduit de sortie des gaz épurés est disposé
tangentiellement à la colonne.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |