Procédé pour disperser des particules de liquide dans un courant gazeux porteur de particules solides, et installation pour la mise en oeuvre dudit procédé
Le présent brevet a pour objet un procédé pour disperser des particules de liquide dans un courant gazeux porteur de particules solides, s'écoulant à travers une canalisation comprenant un tronçon présentant une partie convergente suivie d'une partie divergente, caractérisé en ce que lesdites particules de liquide sont dispersées dans ledit courant gazeux par l'effet de la force centrifuge.
Le brevet a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'installation selon l'invention pour la mise en oeuvre de formes d'exécution du procédé, également données à titre d'exemple.
La fig. I est une vue en coupe d'une première forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 sont des vues partielles en coupe de deux autres formes d'exécution.
La fig. 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la fig. 3, de la troisième forme d'exécution.
La fig. 5 est une vue de détail de la première forme d'exécution.
L'installation représentée à la fig. 1 comprend un tube Venturi C disposé verticalement et traversé par le courant gazeux de bas en haut. Ce tube est relié par une de ses extrémités à une conduite A d'amenée du courant gazeux porteur de particules solides et, par son autre extrémité, à une conduite
B pour l'évacuation du courant.
Comme représenté à la fig. 5, le tube Venturi comprend une partie convergente 1 d'entrée du courant gazeux, dont les parois forment avec l'axe du tube un angle b de, par exemple, 220. La petite base du cône tronqué formé par la partie 1 est reliée à une partie 2 de forme cylindrique formant la gorge du tube Venturi. Cette partie 2 est elle-même reliée à une partie divergente 3 en forme de cône tronqué, dont les parois forment avec l'axe du tube un angle a de, par exemple, 70. Comme on le voit à la fig. 1, la conduite A est reliée au tube C par un coude D.
Un générateur centrifuge de micro-brouillard, entraîné par un arbre 5 actionné par un moteur 6 monté sur la face extérieure du coude D, est monté coaxialement au Venturi. Le corps 4 du générateur est retenu en position à l'entrée de la partie convergente 1 du Venturi par un collier 7 porté par des bras 8. Le rotor 9 du générateur centrifuge est constitué par un disque perforé radialement et relié à une conduite 10 d'amenée du liquide à disperser.
Le rotor 9 est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube Venturi, dans la partie convergente de ce dernier.
Le fonctionnement de cette installation est le suivant:
Le courant gazeux porteur de particules solides arrive par la conduite et traverse le tube Venturi C à grande vitesse, pour arriver dans la conduite B d'évacuation. Le générateur centrifuge actionné par le moteur 6 disperse, par son rotor 9 tournant à grande vitesse, des particules du liquide en les projetant suivant un plan perpendiculaire à l'axe du tube Venturi. Les particules de liquide projetées agissent sur les particules solides en suspension dans le courant gazeux, aussi bien par le phénomène d'impact que de diffusion, de façon à les agglomérer.
Comme représenté au dessin, les particules de liquide projetées par le rotor 9 décrivent à l'intérieur du tube Venturi des trajectoires à allure de vortex , représentées en 11.
La tubulure B est reliée à un dispositif de captation des particules solides agglomérées (non représenté).
Dans l'installation représentée à la fig. 2, le courant gazeux contenant les particules solides se déplace verticalement de haut en bas dans le tube
Venturi. La disposition de tous les organes est, en principe, la même que celle de l'installation des fig.
1 et 5, sauf que le corps 4 du générateur centrifuge de micro-brouillard est monté dans la paroi du coude
D, et l'arbre Sa du rotor 9 est monté dans un palier 7a relié aux parois du coude par des bras 8a.
Le fonctionnement est le même que celui décrit pour la fig. 1.
Dans cette forme d'exécution de l'installation selon les fig. 3 et 4, le coude D des installations précédentes est remplacé, à l'entrée du tube Venturi, par une chambre circulaire E, dans laquelle est disposé le générateur centrifuge avec son corps 4 et son rotor 9. L'axe du rotor 9 se confond avec ceux de la chambre E et du tube Venturi. Le courant gazeux contenant les particules solides arrive par la conduite A raccordée à la chambre E par une pièce F faisant pénétrer tangentiellement le courant gazeux dans la chambre E, comme représenté à la fig. 4.
Par suite de cette disposition, le courant gazeux reçoit un mouvement de rotation dans la chambre
E indiqué par la flèche R1 et le sens de rotation du rotor 9 du générateur centrifuge de micro-brouillard, indiqué par la flèche R2, est choisi en sens contraire de celui du courant gazeux.
Le fonctionnement est le même que celui décrit pour la fig. 1. Toutefois, le rotor 9 du générateur étant disposé dans la chambre E, c'est-à-dire en amont de la partie convergente 1 du tube Venturi
C, les particules de liquide agissent sur les particules solides en suspension dans le courant gazeux par le phénomène de diffusion.
Il est clair que le fonctionnement de l'installation sera le même si le tube Venturi est disposé horizontalement.
Les générateurs centrifuges de micro-brouillard utilisés dans les installations décrites permettent d'obtenir des courbes de distribution granulométriques très aiguës (particules de taille homogène) sans faire intervenir la pression propre du liquide ou un fluide gazeux auxiliaire. Dans les installations décrites, les rotors des générateurs pourraient tourner à une vitesse comprise entre 3000 et 50000 tours/minute, suivant les cas. Le degré de pulvérisation du liquide est une fonction de la vitesse périphérique v = R. R (* vitesse angulaire). Ainsi, toutes autres conditions étant égales, la pulvérisation produite par un rotor de 10 cm de diamètre tournant à 30 000 tours/minute sera supérieure à celle d'un rotor de 4 cm. de diamètre tournant à 50 000 tours/ minute.
L'installation pourrait également comprendre, en série ou en parallèle avec le premier, un deuxième tube Venturi pourvu d'un générateur centrifuge de micro-brouillard, si le coefficient d'augmentation de la taille moyenne des particules agglomérées du courant gazeux n'est pas suffisant avec un seul tube
Venturi.
L'application du procédé de la présente invention est particulièrement intéressante lorsqu'on désire provoquer l'agglomération de fines particules solides (en vue de leur séparation ultérieure) en suspension dans des courants gazeux à propriétés spéciales (corrosives, dangereuses ou détonantes). En effet, dans ce procédé, il n'y a pas d'introduction d'un gaz auxiliaire pour produire la dispersion des particules de liquide. On peut appliquer le procédé aux suspensions de fines particules des gaz de synthèse (dégoudronnage) ou aux dispersions de poussières dans les gaz de hauts fourneaux.