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"PERFECTIONNEMENTS AUX DEPOUSSIEREURS ELECTROSTATIQUES A CONDENSATION DE VAPEUR"
La présente invention a trait aux appareils pour le dépoussiérage électrostatique des gaz aveo condensation de vapeur sur les poussières. Dans les appareils du genre en question, le gaz, préalablement saturé de vapeur et sursa- turé de brouillard, traverse un ou plusieurs Venturi montés en parallèle et qui lui impartissent une brusque détente
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entraînant un refroidissement, de sorte qu'une partie de la vapeur mélangée au gaz se oondense sur les particules de pous- sière sous la forme d'une mince pellicule d'eau.. En raison de l'état de sursaturation du gaz,
cette pellicule ne se ré- évapore pas immédiatement à la sortie du Venturi de sorte que la poussière ainsi mouillée et transformée en gouttelettes à noyau solide peut aisément être précipitée par le moyen d'un filtre électrostatique approprié. On peut en partioulier dis- poser une électrode dans la partie divergente du Venturi lui- même pour recueillir les particules au plus près du débouché du col de oelui-oi,
Les appareils du. genre en question ont donné de bons résultats. On peut toutefois leur reprocher que la tension qu'on peut appliquer à l'électrode ou au système d'électrodes ainsi monté à la sortie du Venturi, doit être maintenue à une valeur relativement faible si l'on veut éviter des amorçages aveo les parois.
Cet inconvénient résulte de la présence de gouttelettes liquides qui correspondent au brouillard de sur- saturation du gaz et aux particules enrobées d'eau. Du fait de la faible tension de l'éleotrode, l'ionisation des parti- cules de poussière ne s'effectue pas dans les conditions les plus favorables et par oonséquent la précipitation n'est pas parfaite.
En vue de remédier à cet inoonvénient, l'appareil suivant l'invention comporte des moyens propres à impartir au gaz qui traverse le Venturi un mouvement de relation rapide autour de l'axe de oelui-oi de manière à précipiter les plus grosses gouttelettes liquides et les particules humides oontre la pa- roi sous l'effet de la force centrifuge. De ce fait l'électrode centrale se trouve dans une zone beaucoup moins humide et l'on
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peut donc lui appliquer une tension plus élevée en toute sécu- rité. D'autre part les gouttelettes projetées contre la paroi arrivent à former sur oelle-ci un film qui s'écoule en direc- tion du bas en entraînant les poussières enrobées, ce qui dis- pense d'un arrosage particulier desdites parois.
Bien entendu l'appareil peut comporter tout dispositif accessoire approprié, tel que des laveurs disposés en aval du filtre électrostatique pour achever de retenir les particules humides ionisées.
Sur le dessin annexé :
Fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'un appareil suivant une première forme d'exécution de l'invention comportant une électrode axiale unique engagés en grande partie dans le divergent du Venturi.
Fig. 2 représente une deuxième forme d'exécution suivant laquelle l'électrode centrale est disposé* dans un Ven- turi seoondaire monté en série aveo le premier.
En fig. 1 on a indiqué en 1 l'arrés de gaz à épurer.
Cette arrivée débouohe dans une chambre à l'intérieur de laquelle se trouvent des dispositifs de pulvérisation 3 appro- priés propres à assurer la saturation de ce gaz en vapeur d'eau et sa sursaturation par le moyen d'un fin brouillard de gout- telettes liquides. L'extrémité inférieure de la chambre 2 est raccordée à l'entrée de la partie convergente 4 d'un Venturi dont la partie divergente 5 aboutit à une chambre collectrice 6 à l'intérieur de laquelle est disposé le support 7 d'une électrode reotiligne axiale.8 qui s'engage en grande partie dans le divergent 5. Dans la ohambre 6 s'ouvre la soxtie 9 de gaz épuré.
D'autre part le bas de cette chambre comporte un dispositif d'évacuation approprié 10 (écluse, vanne, etc,,,)
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par lequel on peut extraire le liquide chargé de poussière qui.se ramasse dans la chambre.
Immédiatement en aval du col du Venturi 4-5 est prévu un aubage 11 propre à mettre le gaz en rotation rapide autour de l'axe général de l'appareil.
Le fonctionnement est le suivant :
Le gaz qui entre dans le Venturi 4-5 est complètement saturé en vapeur d'eau et il renferme en outre un fin brouil- lard de sursaturation. Au passage du col du Venturi une frac- tion importante de la pression statique de ce gaz est trans- fomée en pression dynamique, cette transformation s'aooompa- gnant d'un refroidissement brusque qui provoque une forte con- densation d'eau sur les particules de poussière renfermées par le gaz. Ces particules sont ainsi recouvertes d'une pel- licule d'eau et se présentent en pratique comme des gouttelet- tes à noyau solide intérieur.
Dans l'aubage 11 le mélange de gaz pur, de vapeur d'eau encore à l'état gazeux, de gouttelet- tes liquides provenant du brouillard et de gouttelettes liquidée à noyau intérieur provenant de la oondensation sur les pous- sières, est mis en état de rotation rapide autour de l'axe de l'appareil, de sorte qu'il descend dans le divergent 5 suivant un parcours hélicoïdal. De ce fait les gouttelettes liquides, soumises à une accélération centrifuge élevée tendent à con- centrer vers la paroi et contre oelle-oi en libérant ainsi la zone axiale dans laquelle est située l'électrode 6. Les ris- ques d'amorçage entre cette électrode et la paroi sont par oonséquent réduits et la tension électrique mise en oeuvre peut être relativement élevée.
Le champ électrostatique résul- tant de cette tension ionise les fines particules enrobées d'eau et favorise par conséquent leur dépôt contre la paroi.
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Il se forme ainsi sur dette dernière un film liquide qui descend en entraînant les poussières précipitées éleotrosta- tiquement. Ce liquide est vidangé par le dispositif d'évacuation 10, tandis que le gaz épuré sort par la partie 9.
La forme d'exécution de fig. 2 se distingue de celle de fig. 1 par la présence d'un Venturi secondaire 12, de faible longueur, disposé immédiatement en aval du Venturi principal 4-5. A l'intérieur du divergent de ce Venturi secondaire est prévue une électrode d'ionisation réalisée sous la forme d'un réseau oohique 13 porté par un support 14 approprié. Le Venturi secondaire 12 débouche dans uns chambre collectrice 15 renfer- mant un dispositif laveur constitué, à la façon habituelle, par une rampe de pulvérisation 16 associée à des surfaces de dépôt 17.
Au-dessous de ce dispositif laveur 16-17 s'ouvre la sortie 9 de gaz épuré, tandis que le bas de la chambre est re- lié à un dispositif d'évaouation, ici réalisé sous la forme d'une canalisation 18 aboutissant $ un récipient collecteur approprié agencé de manière à former joint hydraulique.
Le fonctionnement reste substantiellement le même que celui décrit en référence à fig. 1. Toutefois l'électrode 13 est située en un point où le gaz subit une seconde détente et où. par conséquent les poussières sont mieux enrobées d'eau tout en étant sollicitées en direction de la paroi par la force centrifuge, particulièrement intense au col de ce Venturi se- condaire. Le pulvérisateur 16 placé dans le champ polarisant oréé entre l'électrode 13 et les surfaces 17 attire éleotrosta- tiquement les poussières enrobées d'eau qui auraient éohappé à la précipitation centrifuge et électrostatique.
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"IMPROVEMENTS FOR ELECTROSTATIC VAPOR CONDENSING DUST COLLECTORS"
The present invention relates to apparatus for the electrostatic dedusting of gases with vapor condensation on the dust. In the devices of the type in question, the gas, previously saturated with steam and supersaturated with mist, passes through one or more Venturi mounted in parallel and which give it a sudden expansion.
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causing cooling, so that part of the vapor mixed with the gas oondenses on the dust particles in the form of a thin film of water. Due to the supersaturated state of the gas,
this film does not immediately re-evaporate at the outlet of the Venturi so that the dust thus wetted and transformed into droplets with a solid core can easily be precipitated by means of a suitable electrostatic filter. In particular, it is possible to place an electrode in the divergent part of the Venturi itself to collect the particles as close as possible to the outlet of the neck of oelui-oi,
The devices of the. genre in question have given good results. However, we can reproach them that the voltage that can be applied to the electrode or to the system of electrodes thus mounted at the outlet of the Venturi, must be kept at a relatively low value if we want to avoid starting with the walls. .
This disadvantage results from the presence of liquid droplets which correspond to the gas supersaturation mist and to the water coated particles. Due to the low voltage of the electrode, the ionization of the dust particles does not take place under the most favorable conditions and therefore the precipitation is not perfect.
In order to remedy this drawback, the apparatus according to the invention comprises means suitable for imparting to the gas which passes through the Venturi a movement of rapid relation around the axis of oelui-oi so as to precipitate the largest liquid droplets and wet particles against the wall under the effect of centrifugal force. As a result, the central electrode is located in a much less humid area and we
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can therefore apply a higher voltage to it in complete safety. On the other hand, the droplets projected against the wall manage to form thereon a film which flows in the direction of the bottom, entraining the coated dust, which eliminates the need for special spraying of said walls.
Of course, the apparatus may include any suitable accessory device, such as washers arranged downstream of the electrostatic filter to complete the retention of the ionized wet particles.
On the attached drawing:
Fig. 1 is a schematic longitudinal section of an apparatus according to a first embodiment of the invention comprising a single axial electrode engaged largely in the diverging part of the Venturi.
Fig. 2 shows a second embodiment in which the central electrode is placed * in a secondary Venturi mounted in series with the first.
In fig. 1 indicated in 1 the arrés of gas to be purified.
This inlet opens into a chamber inside which there are suitable spraying devices 3 suitable for ensuring the saturation of this gas with water vapor and its supersaturation by means of a fine mist of droplets. liquids. The lower end of the chamber 2 is connected to the inlet of the converging part 4 of a Venturi, the divergent part 5 of which ends in a collecting chamber 6 inside which the support 7 of a reotilinear electrode is arranged. axiale.8 which engages mainly in the divergent 5. In the ohambre 6 opens the soxtie 9 of purified gas.
On the other hand, the bottom of this chamber has an appropriate evacuation device 10 (lock, valve, etc ,,,)
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by which we can extract the liquid charged with dust which collects in the chamber.
Immediately downstream from the neck of the Venturi 4-5, a blade 11 is provided which is suitable for putting the gas in rapid rotation around the general axis of the device.
The operation is as follows:
The gas entering the Venturi 4-5 is completely saturated with water vapor and also contains a fine mist of supersaturation. As it passes through the Venturi neck, a large fraction of the static pressure of this gas is transformed into dynamic pressure, this transformation occurring with a sudden cooling which causes a strong con- densation of water on the pipes. dust particles trapped by gas. These particles are thus covered with a film of water and in practice appear as droplets with a solid inner core.
In the blading 11 the mixture of pure gas, of water vapor still in the gaseous state, of liquid droplets coming from the mist and of liquid droplets with an inner core coming from the oondensation on the dust, is put in a state of rapid rotation around the axis of the apparatus, so that it descends in the diverging part 5 following a helical path. As a result, the liquid droplets, subjected to a high centrifugal acceleration tend to concentrate towards the wall and against it, thus freeing the axial zone in which the electrode 6 is located. The risks of ignition between this wall. electrode and the wall are therefore reduced and the electrical voltage used can be relatively high.
The electrostatic field resulting from this voltage ionizes the fine particles coated with water and consequently promotes their deposition against the wall.
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A liquid film is thus formed on the last debt, which descends, entraining the electro-statically precipitated dust. This liquid is drained by the evacuation device 10, while the purified gas exits through part 9.
The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 by the presence of a secondary Venturi 12, of short length, placed immediately downstream of the main Venturi 4-5. Inside the diverging part of this secondary Venturi is provided an ionization electrode produced in the form of an oohic network 13 carried by a suitable support 14. The secondary Venturi 12 opens into a collecting chamber 15 containing a washing device consisting, in the usual way, of a spray boom 16 associated with deposit surfaces 17.
Below this washing device 16-17 opens the outlet 9 of purified gas, while the bottom of the chamber is connected to a evaouation device, here made in the form of a pipe 18 leading to $ a suitable collecting container arranged so as to form a hydraulic seal.
The operation remains substantially the same as that described with reference to FIG. 1. However, the electrode 13 is located at a point where the gas undergoes a second expansion and where. consequently the dust is better coated with water while being urged towards the wall by the centrifugal force, particularly intense at the neck of this secondary Venturi. The sprayer 16 placed in the polarizing field oréé between the electrode 13 and the surfaces 17 electro-statically attracts the dust coated with water which would have escaped the centrifugal and electrostatic precipitation.