Procédé, pour retirer électrostatiquement une matière en suspension dans un liquide
La présente invention a pour objets un procédé pour retirer électrostatiquement une matière en suspension dans un liquide, et un appareil pour sa mise en oeuvre, notamment pour le traitement d'huiles d'hydrocarbure. Ce procédé s'applique au retrait de matières étrangères en suspension dans d'autres liquides présentant des caractéristiques électriques analogues, notamment une haute résistance électrique.
On a déjà proposé dans ce but d'employer un appareil électrique comportant des électrodes alternativement mises à la terre et chargées, la disposition étant analogue à celle d'un dispositif électrostatique tel que ceux employés pour le traitement de gaz. L'un des buts de la présente invention est de fournir un appareil ayant une capacité de séparation supérieure à celles des appareils existant actuellement et dans lequel le montage des électrodes est plus compact.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'on amène le liquide à traiter sous forme d'une série uniforme de courants dans une chambre, qu'on soumet ces courants à un champ électrique continu et à haute tension engendré par plusieurs électrodes parallèles, toutes reliées à la même source de courant continu, et qu'on retire le liquide traité par un conduit et la matière en suspension séparée par un deuxième conduit de sortie.
L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de traitement dans laquelle est monté un groupe d'électrodes planes, parallèles et également espacées, toutes ces électrodes étant reliées à une source de courant continu à haute tension.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 en est une coupe transversale.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes analogues d'une deuxième forme d'exécution.
En référence à la fig. 1, le liquide à traiter est amené dans une chambre 11, par un tuyau 12, s'étendant sur toute la longueur d'un dispositif à électrodes et pourvu d'une série d'ouvertures 13 de dimension telle qu'une distribution uniforme de liquide soit assurée sur toute la longueur de la chambre. Le liquide à traiter monte à travers une grille horizontale 14 mise à la terre, ensuite à travers plusieurs électrodes planes 15 constituées par des grilles disposées parallèlement à une certaine distance les unes des autres et chargées à une haute tension en courant continu, et ensuite à travers une deuxième grille horizontale 16 mise à la terre, à partir de laquelle le liquide, maintenant libéré de matière étrangère en suspension, passe dans des ouvertures 17 d'un tuyau de sortie 18 analogue au tuyau d'admission 12, mais de diamètre plus grand.
Cette disposition des tuyaux d'admission et de sortie assure un écoulement de liquide per pendiculairement aux électrodes et une distribution uniforme de cet écoulement le long de la chambre.
Deux parois 20 mises à la terre déterminent la zone de traitement de l'appareil et pourraient aussi être constituées par les parois extrêmes de la chambre. Le retrait de la matière étrangère en suspension dans le liquide en traitement s'effectue entre les électrodes planes parallèles également espacées 15, qui sont toutes chargées au même potentiel de courant continu.
L'action du champ électrique sur l'émulsion est de faire s'unir les gouttelettes de matière étrangère en suspension dans le liquide en traitement, lesquelles, lorsqu'elles atteignent une grandeur convenable, tombent au fond de la chambre sous l'action de la force de la pesanteur. Le procédé engendre également un mouvement violent du liquide en traitement entre les électrodes 15.
Les électrodes 15 doivent être plates, et aussi parallèles que possible l'une par rapport à l'autre, dans les limites des difficultés de fabrication, et exemptes de saillies. Elles peuvent être constituées par des treillis métalliques, des grilles métalliques dilatées, perforées ou de toute forme régulière permettant le passage du liquide à traiter. La matière dont sont fabriquées les électrodes est déterminée par des considérations de corrosion qui dépendent de la matière à traiter.
Le nombre d'électrodes 15 est déterminé par la matière subissant l'opération, le degré de séparation désiré et la quantité de liquide qu'on désire traiter, avec un minimum de deux électrodes.
La tension appliquée aux électrodes 15 est déterminée par leur espacement, puisque pour tout espacement donné, il existe une tension optimum. Le jeu entre les électrodes chargées 15 et tout corps avoisinant mis à la. terre dépend de la tension à laquelle elles sont portées et devrait suffire tout simplement pour empêcher une décharge d'arc à travers le liquide jusqu'aux parties mises à la terre de l'appareil, étant donné qu'un jeu trop grand aura pour résultat que du liquide contournera le dispositif d'électrodes.
Les électrodes 15 sont alimentées par une source de courant continu à haute tension, qui peut être constituée de toute façon connue et dont la plage de tension peut aller de 5 à 50 kilovolts, selon la matière en traitement, l'espacement des électrodes, etc., cette plage pouvant même, dans certaines conditions, être encore plus étendue.
La grille mise à la terre 14 n'est pas une partie indispensable du dispositif de traitement, puisque la réunion des gouttelettes est effectuée par les électrodes à haute tension 15 et pourrait se faire sans la grille 14. Cette grille, toutefois, remplit une fonction indispensable en créant sous elle-même (sur le dessin) un espace électriquement neutre 22 où il n'existe aucun mouvement du liquide grâce au champ électrique des électrodes 15. Ceci facilite le dépôt de la matière étrangère séparée et empêche le champl électrique d'amener la matière étrangère séparée à se mélanger de nouveau avec le liquide en traitement.
La grille 16 mise à la terre remplit une fonction analogue à celle de la grille 14 en créant un espace mort 23 au-dessus de cette grille (sur le dessin). L'action de cet espace mort 23 est d'empêcher le transport de grosses gouttelettes de matière étrangère dans le dispositif de sortie, qui pourrait se produire par suite du violent mouvement du liquide causé par le champ électrique à partir de l'électrode supérieure 15 de la série.
L'action des grilles 14 et 16 mises à la terre est, par conséquent, de limiter la perturbation causée par les électrodes 15 à la zone de traitement.
L'espacement des grilles 14 et 16 mises à la terre des électrodes à haute tension 15 est déterminé par la tension desdites électrodes et doit seulement être suffisant pour empêcher l'éclatement d'étincelles. Les deux grilles 14 et 16 peuvent être en des matières similaires à celle des électrodes à haute tension 15 et doivent être exemptes de saillies sur les côtés faisant face auxdites électrodes. Le profil sur leur côté opposé n'a aucune importance.
La deuxième forme d'exécution est représentée aux fig. 3 et 4 et est essentiellement la même que celle déjà décrite, mais dans ce cas, la zone de traitement est divisée, par des plaques en acier longitudinales et transversales 24 et 25, mises à la terre en un certain nombre de compartiments dans chacun desquels est suspendu un groupe d'électrodes chargées parallèles 15', de sorte que chaque compartiment constitue une unité complète et que l'appareil comprend plusieurs unités semblables opérant en parallèle. L'avantage de cet appareil est que les électrodes 15' ont une surface plus petite et, que par consé quent, il est plus facile d'en assurer la rigidité nécessaire. Il existe une grandeur minimum pour de telles unités en vue d'un rendement optimum.
Aux fig. 3 et 4, les grilles mises à la terre 14' et 16' et les deux parois 20' sont analogues à celles de la fig. 1.
Dans l'appareil décrit, beaucoup d'émulsions, en particulier des huiles d'hydrocarbure, peuvent être traitées à la température atmosphérique, mais dans le cas d'émulsions à forte viscosité, il est nécessaire d'élever la température afin de réduire la viscosité.
L'appareil est représenté sous une forme qui convient pour le retrait de matières étrangères en suspension, de poids spécifique plus élevé que celui du liquide dans lequel elles sont en suspension. Dans le cas de matières étrangères en suspension, de poids spécifique inférieur à celui du liquide dans lequel elles se trouvent, il est simplement nécessaire de renverser le récipient entier, ainsi que le sens d'écoulement.
Quoique l'appareil soit représenté avec des élec- trodes planes horizontales et avec un écoulement vertical du liquide, on se rend compte qu'il fonctionnerait également avec les électrodes disposées verticalement et le liquide s'écoulant horizontalement.
Si la matière étrangère en suspension est sous une forme solide, on peut obtenir une émulsion, susceptible d'être traitée par le procédé décrit, en lavant tout d'abord le liquide dans une solution dans laquelle la matière étrangère est soluble, ladite solution n'étant toutefois pas elle-même soluble ou miscible à un degré quelconque avec le liquide dans lequel elle est en suspension.
REVENDICATIONS :
I. Procédé pour retirer électrostatiquement une matière en suspension dans un liquide, caractérisé par le fait qu'on amène le liquide à traiter sous forme d'une série uniforme de courants dans une chambre, qu'on soumet ces courants à un champ électrique continu et à haute tension engendré par plusieurs électrodes parallèles, toutes reliées à la même source de courant continu, et qu'on retire le liquide traité par un conduit de sortie et la matière en suspension séparée par un deuxième conduit de sortie.