CA1101193A - Procede et dispositif perfectionne de lavage et de devesiculage de melanges gazeux - Google Patents
Procede et dispositif perfectionne de lavage et de devesiculage de melanges gazeuxInfo
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- CA1101193A CA1101193A CA306,501A CA306501A CA1101193A CA 1101193 A CA1101193 A CA 1101193A CA 306501 A CA306501 A CA 306501A CA 1101193 A CA1101193 A CA 1101193A
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Abstract
Perfectionnement et au dispositif au procédé permettant de réaliser 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 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 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. Le perfectionnement selon l'invention consiste à réaliser avant la zone de lavage de la colonne cyclonique une zone de lavage préliminaire dans laquelle le gaz à traiter subit une accélération et une turbulence telles qu'il se charge de fines gouttelettes avant son introduction dans la colonne cyclonique. L'invention permet d'améliorer l'absorption sans créer d'inconvénients dûs aux vésicules, et s'applique avantageusement aux absorptions accompagnées de réaction chimique et nécessitant moins d'un plateau théorique.
Description
Dans la demande ~anadienne ~o. 264.93~ du 3 novembre 1976, la demanderesse a décrit un procédé et un dispositif permettant de réaliser l'épuration de mélanges ga~eux par un liquide.
~ 'invention de la demande ci dessus apporte une solution au problème technique qui se pose chaque ~ois que l'on doit absor-ber un composé gazeux soluble dans un liquicle, par exemple l'anhy-dride sulfureux, les composés fluorés comme l'acide fluorhidrique, le tétrafluorure de silicium; elle est particulièrement adaprée aux traitements de mélanges gazeux chargés de vésicules, par exemple de P205, aux absorptions accompagnées d'une reaction chimique, ou encore à celles qui nécessitent moins d'un plateau théorique.
~ n définit un plateau theorique (cf l'~es procédés de rectification dans l'industrie chimique", par A Paris, ed. Dunod) ou, d'une façon plus générale, un élément d'échange parfait lors-que les fluides qui le quittent sont en équilibre thermodynamique ~ e problème de l'absorption est résolu d'une manière géné-rale à l'aide de colonnes ~ plateaux, ou encore de colonnes ~ gar-nissage; mais quand l'absorption s'accompagne de réaction et est susceptible de produire des encrassements et nécessitant moins d'un plateau thérorique, on préfère les colonnes vides. Dans les colonnes vides du type à simple contre-courant, l'absorp-tion est souvent insuffisante pour la taille des appareils; on connait aussi les colonnes cycloniques et l'invention appartient à ce type d'ap-pareil, où le mouvement cyclonique des gaz est produit par l'intro-duction tangentielle dans ~me colonne cylindrique e-t la sortie des ~`
gaz épurés est réalisée de façon soit axiale, soi-t tangentielle.
Dans les appareils de ce type existants, le courant gazeux est arrose par une pulvéxisation de liquide. On sait que pour que l'absorption soit efficace, la dispersion doit être la plus élevée possible c'est ce qui est réalisé dans un type d'ap-pareil9 par des pulvérisateurs de type plat. ~es gouttelettes sont alors très fines et l'absorption efficace; cependant les ~itesses , 1- ~
de gaz adoptées et la finesse des gouttelettes sont la source d'en-traînement vésiculaires impor-tants, qui doivent être éliminés dans un appareil supplémentaire. Dans un au-tre type connu de la-veur cyclonique, par exemple dans le brevet américain 3 505 788, des jets plats disposés horizon-talement et alimen-tés en liquide sous une pression élevée, réalisent une excellente dispersion. ;
Cependant dans les appareils connus, l~importance des vésicules entra~nees va de pair avec la qualité de la dispersion, donc de l'absorption et il faut souvent deux appareils pour répon-dre aux deux exigences contradictoires et obtenir un résultat ac-ceptable.
~e but de l'invention fai,sant l'objet de la demande ~`
Canadienne No. 264.938 mentionné précédemment est de réaliser dans un seul appareil, l'absorption de gaz contenant des composés solu-bles, et de fournir un gaz épuré et ne con-tenant pas de vésicules ni de poussières. ~ cet effet, la demande précitée fournit un appareil du type colonne de lavage à courant de gaz cyclonique et lavage par pulvérisation dans lequel on réalise dans une première zone de lavage la combinaison d'un couran-t cyclonique de ga~ et dlune pulvérisation verticale de haut en bas~ à la suite~ on réa-lise dans une deuxi~me zone ou zone de dévésiculage, la combinaison ~
du courant gazeux cyclonique et des parois de la colonne de manière ;-à arrêter les vésicules sous forme d'une pellicule liquide. ~a deuxième zone de la colonne ou zone de devésiculage est complètée en outre par une couronne placée de manière à arreter sur les parois la pellicule liquide entraînée.
~a présente invention a pour o~jet d'apporter un per~ec-tionnement au procédé et au dispositif décrits dans la demande ~-~anadienne No 264.93~, dans le bu-t d'c~méliorer Ilabsorption sans créer d'inconvénien-ts d~s aux vésicules.
Selon la présente invention9 on réalise avant la zone de lavage de la colonne cyclonique une zone de lavage préliminaire dans ~`
~ 'invention de la demande ci dessus apporte une solution au problème technique qui se pose chaque ~ois que l'on doit absor-ber un composé gazeux soluble dans un liquicle, par exemple l'anhy-dride sulfureux, les composés fluorés comme l'acide fluorhidrique, le tétrafluorure de silicium; elle est particulièrement adaprée aux traitements de mélanges gazeux chargés de vésicules, par exemple de P205, aux absorptions accompagnées d'une reaction chimique, ou encore à celles qui nécessitent moins d'un plateau théorique.
~ n définit un plateau theorique (cf l'~es procédés de rectification dans l'industrie chimique", par A Paris, ed. Dunod) ou, d'une façon plus générale, un élément d'échange parfait lors-que les fluides qui le quittent sont en équilibre thermodynamique ~ e problème de l'absorption est résolu d'une manière géné-rale à l'aide de colonnes ~ plateaux, ou encore de colonnes ~ gar-nissage; mais quand l'absorption s'accompagne de réaction et est susceptible de produire des encrassements et nécessitant moins d'un plateau thérorique, on préfère les colonnes vides. Dans les colonnes vides du type à simple contre-courant, l'absorp-tion est souvent insuffisante pour la taille des appareils; on connait aussi les colonnes cycloniques et l'invention appartient à ce type d'ap-pareil, où le mouvement cyclonique des gaz est produit par l'intro-duction tangentielle dans ~me colonne cylindrique e-t la sortie des ~`
gaz épurés est réalisée de façon soit axiale, soi-t tangentielle.
Dans les appareils de ce type existants, le courant gazeux est arrose par une pulvéxisation de liquide. On sait que pour que l'absorption soit efficace, la dispersion doit être la plus élevée possible c'est ce qui est réalisé dans un type d'ap-pareil9 par des pulvérisateurs de type plat. ~es gouttelettes sont alors très fines et l'absorption efficace; cependant les ~itesses , 1- ~
de gaz adoptées et la finesse des gouttelettes sont la source d'en-traînement vésiculaires impor-tants, qui doivent être éliminés dans un appareil supplémentaire. Dans un au-tre type connu de la-veur cyclonique, par exemple dans le brevet américain 3 505 788, des jets plats disposés horizon-talement et alimen-tés en liquide sous une pression élevée, réalisent une excellente dispersion. ;
Cependant dans les appareils connus, l~importance des vésicules entra~nees va de pair avec la qualité de la dispersion, donc de l'absorption et il faut souvent deux appareils pour répon-dre aux deux exigences contradictoires et obtenir un résultat ac-ceptable.
~e but de l'invention fai,sant l'objet de la demande ~`
Canadienne No. 264.938 mentionné précédemment est de réaliser dans un seul appareil, l'absorption de gaz contenant des composés solu-bles, et de fournir un gaz épuré et ne con-tenant pas de vésicules ni de poussières. ~ cet effet, la demande précitée fournit un appareil du type colonne de lavage à courant de gaz cyclonique et lavage par pulvérisation dans lequel on réalise dans une première zone de lavage la combinaison d'un couran-t cyclonique de ga~ et dlune pulvérisation verticale de haut en bas~ à la suite~ on réa-lise dans une deuxi~me zone ou zone de dévésiculage, la combinaison ~
du courant gazeux cyclonique et des parois de la colonne de manière ;-à arrêter les vésicules sous forme d'une pellicule liquide. ~a deuxième zone de la colonne ou zone de devésiculage est complètée en outre par une couronne placée de manière à arreter sur les parois la pellicule liquide entraînée.
~a présente invention a pour o~jet d'apporter un per~ec-tionnement au procédé et au dispositif décrits dans la demande ~-~anadienne No 264.93~, dans le bu-t d'c~méliorer Ilabsorption sans créer d'inconvénien-ts d~s aux vésicules.
Selon la présente invention9 on réalise avant la zone de lavage de la colonne cyclonique une zone de lavage préliminaire dans ~`
-2~
laquelle on injecte une partie du liquide de lavage dans la colonne cyclonique, on r~gle de manière indépendante la pres-sion de pulverisation dans chaque zone de lavage, le gas à
traiter subit dans la zone preliminaire une acceleration et une turbulence telles qu'il se charge de fines gouttelettes.
On realise avantageusement la zone de lavage preli- ;
minaire grâce à un venturi muni d"ln dispositiE d'injection de liquide situe en ammont du col et à faible distance de celui-ci.
On realise géneralement l'injection de liquide dans la zone de lavage preliminaire grâce à des pulverisateurs dis-poses de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en con-tact avec le liquide.
D'une manière avantageuse, on choisit des pulverisa-teurs constitues d'une pluralite de tubulures disposees selon les rayons dlune section circulaire du venturi~, reliees d'une part à une tubulure circulaire concentrique exterieure à la section du venturi et dont les extremites libres sont situees à distance du centre. ~-Dans cette forme de realisation, on choisit de pre-ference des tubulures de longueur inegales, alternativementpetites et grandes de manieres a ce que les jets sortant des extremites libres occupent toute la section du venturi.
Dans une autre forme de realisation de la pulverisa-tion, on introduit le liquide par un ensemble de perforations donnant des jets perpendiculaires à l'axe du venturi. On trou-vera plus loin la description de telles formes de réalisation.
On introdui-t 1~ gaz à cpu~r dans la zonc de lavagc preliminaire où l'on realise la formation de fines gouttelettes. ;
A la suite, le courant gazeux charge de fines goutte-lettes est introduit dans la base de la colonne où il acquiertun mouvement cyclonique. Il entre alors dans la zone dite zone de lavage de la colonne cyclonique en contact avec une pulveri-sation verticale de liquide de haut en bas, sous fo~e de gouttes de diamètre
laquelle on injecte une partie du liquide de lavage dans la colonne cyclonique, on r~gle de manière indépendante la pres-sion de pulverisation dans chaque zone de lavage, le gas à
traiter subit dans la zone preliminaire une acceleration et une turbulence telles qu'il se charge de fines gouttelettes.
On realise avantageusement la zone de lavage preli- ;
minaire grâce à un venturi muni d"ln dispositiE d'injection de liquide situe en ammont du col et à faible distance de celui-ci.
On realise géneralement l'injection de liquide dans la zone de lavage preliminaire grâce à des pulverisateurs dis-poses de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en con-tact avec le liquide.
D'une manière avantageuse, on choisit des pulverisa-teurs constitues d'une pluralite de tubulures disposees selon les rayons dlune section circulaire du venturi~, reliees d'une part à une tubulure circulaire concentrique exterieure à la section du venturi et dont les extremites libres sont situees à distance du centre. ~-Dans cette forme de realisation, on choisit de pre-ference des tubulures de longueur inegales, alternativementpetites et grandes de manieres a ce que les jets sortant des extremites libres occupent toute la section du venturi.
Dans une autre forme de realisation de la pulverisa-tion, on introduit le liquide par un ensemble de perforations donnant des jets perpendiculaires à l'axe du venturi. On trou-vera plus loin la description de telles formes de réalisation.
On introdui-t 1~ gaz à cpu~r dans la zonc de lavagc preliminaire où l'on realise la formation de fines gouttelettes. ;
A la suite, le courant gazeux charge de fines goutte-lettes est introduit dans la base de la colonne où il acquiertun mouvement cyclonique. Il entre alors dans la zone dite zone de lavage de la colonne cyclonique en contact avec une pulveri-sation verticale de liquide de haut en bas, sous fo~e de gouttes de diamètre
- 3 -1~ 3 important qui ont u~ e~fet de collescence sur les ~ines gouttelettes formées dans la zone de lavage préliminaire.
~ e courant cyclonique de gaz chargé de gouttes contenan-t les composés solubles entre ensuite dans l~espace libre de la colon- ;
ne cyclonique ou zone de dévésiculage. Co~me dans le procédé de la demande Canadienne précitée les particules liquides en suspen-sion sont plaquées sur les parois, arrêtées par la couronne e-t réunies aux liquides que l'on recueille au bas de la colonne ~ e liquide recuei]li au bas de la colonne est, dans un mode général d'application, évacué en totalité
Dans un mode préféré de réalisation en continu, on recy- ~
cle le liquide à la pulvérisation et on en évacue une partie que `-llon remplace par un débit équivalen-t de liquide d'appoint.
On règle la pression des di~férentes introductions de liquide comme dans le brevet principal, entre 0,1 et 3 bars, en fonction de la taille des gouttelettes que l'on désire obtenir.
` Comme dans la demande ~anadienne No. 264.938, on peut disposer à la suite de la colonne cyclonique de llinvention au !:~
moins une deuxième colonne cyclonique du m8me type, que l'on place avantageusement au-dessus de la première.
On recueille séparément les liquides au bas de chaque ap-- pareil; on recueille un courant de gaz épuré a la sortie de la colonne cyclonique munie de la zone de lavage préliminaire, ou, éventuellemen-t, à la sortie de la dernière colonne cyclonique; ce courant de gaz est épuré pratiquement en totalité ae ses composés solubles, il ne contient ni vésicules ni poussières.
On consta-te de plus que le perfectionnement apporté par `
la zone de lavage préliminaire a pour résultat de perme-t-tre une ab-sorption accrue des composés solubles, et en conséquence un rende- -ment d'absorption plus élevé. On peu-t attribuer ce résultat entre autre, à l~augmenta-tion de la surface d~absorption spéci~ique ob- -tenue par la division du liquide en ~ines gouttelettes, ce qui ':
_4_ . . . ~ . . .
J~1~3 améliore la dif~usion dans le film gazeux.
On avait en effet déjà signalé que la qualité de l'absorp-tion dans un liquide dépend de la finesse de la dispersion de ce liquide9 mais qulune dspersion très fine avait pour inconvénient la ~ormation de vésicules indésirab:Les. Selon la demande Ganadien-ne No. 264.9389 on réalisait dans un seul appareil l'absorption, le dépou`ssiérage et le dévésiculage ~ lappareil de la présente invention améliore l~absorption sans créer d'inconvénients dûs aux vésicules. ~es deux résultats, dépoussiérage et dévésiculage sont conservés.
~ 'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip-tion ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'appareil de llinvention ainsi que son fonctionnement, en référence aux dessins, donné à titre d'exemple nullement limitatif. Dans ces dessins:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un appareil confor-me à l'invention;
- la figure 2 représente en détail un mode préféré de réalisation du dispositif de pulvérisation;
- - la figure 3 est une coupe selon le plan AA, du dispo-sitif de pulvérisation ci-dessus; et - les figures 4 et 5 représentent en coupe deux autres modes préférés de réalisation du dispositif de pulvérisation.
On voit figure 1 une vue en coupe d'une colonne cylin-drique verticale 1 qui3 comporte un conduit 2 pour l'entrée tangen~
tielle du courant de gaz. Ici les gaz à traiter entrent en 2 apras avoir été introduits en 2' dans la zone de la~age préliminaire où
ils subissent une accéleration, une forte turbulence et se chargent .
de fines gouttelettes. ~es gaz chargés de fines gouttelettes ac-quièrent dans la zone 3 un mouvement cyclonique; ils parcourent d'abord la zone de lavage 4, puis la zone vide 5 où ils sont dévé- -sicu~és avant d'etre évacués par la sortie 7. ~es liquides sont recueillis à la base 6 de la colonne d'où ils sont ~ci recyclés aux pulvérisateurs 8 et 8'.
_5_ ``` l~C~ 93 On voit en 8' l'admission d'une partie du liquide de lavage à la zone de lavage préliminaire) qui est réalisée dans le venturi 20, à proximi-té du col 21, au moyen du dispositif d'injec- ;
tion 22. De l'eau d'appoint peut ê-tre injectées au besoin par On voit figure 2 le déXail d'un dispositif avantageux de pulvérisation 22 (1) qui est situé dans le plan AA perpendicu- .
laire à l'axe du venturi et proche du col 21.
~a figure 3 est une cupe selon le plan AA, du di.spositif - de pulvérisation 22 (1) qui est alimenté en liquide de pulvérisa tion au moyen de la tubulure 8'a. On voi-t en 23, une tubulure cir-culaire ~ui alimente les tubes injecteurs 24 et les tubes injecteurs 25 qui sont ici chacuns au nombre de trois. Le nombre et la dimen-sion des tubes injecteurs sont choisis selon les carac-téristiques de l'appareil et du gaz à traiter sans sortir du cadre de l'invention.
~a figure 4 représente en coupe un autre dispositif de pulvérisation 22 (2) dans lequel le liquide de lavage est introduit en 87b et est réparti dans une tubulure 26, portan-t un ensemble de six perforations dont une seule est visible en 27~ -La figure 5 représen-te en coupe un autre disposi-tif de -pulvérisation 22 (3) dans lequel le liquide de lavage est intro~
duit en 8 et est réparti dans une couronne extérieure 28, dtoù il est introduit dans le venturi au mo~en de perforations don-t deux sont visibles en 29.
: A titre d'exemple, on traite dans un dispositif selon l'invention, du -type tel que représenté figures 1~ 2 et 3, un mélan- .
ge de gaz qui contient comme principale impureté du tétrafluorure de silicium Si~4.
- On cons-tate que les ga~. sortant contiennent moins de 10 mg de ~/m3.
Si on fait fonctionner le dispositif en l'absence du venturi on constate que les mêmes gaz à la sortie contiennent 40 mg de ~/m3.
Dans les deux cas, il ne contiennent ni vésicules ni poussières.
~XEMP~E
... .
Dans le meme dispositif que ci-dessus, on trai*e des gaz provenant du refroidissement d'une cuve d'attaque phosphorique.
I.es gaz, dont le débit est 124.000 m3/h, sont ~ une température de 65C à l'entrée du venturi; ils ont une teneur en fluor de 250 mg/m3.
IJe venturi comprend 6 cannes de la~age avec un débLt de 16,7 m3/h par canne, soit au total 100,2 m3/h. ~a perte de charge est 185 mm de colonne d'eau. ~a pression de marche est 0,7 bars, la vitesse des gaæ es-t 50 m/seconde au col du venturi; les gaz entrent dans la colonne; la perte de charge est 60 mm de colonne dteau; une rampe de pulvérisation avec 6 pulvérisateurs débite 20 m3/h pour chaque pulvérisateur.
~e gaæ à la sortie ont une teneur en fluor de 6,9 mg/m3.
~e montage d'une zone de lava~e préliminaire en amont d'une colonne cyclonique selon le perfectionnement objet de la ;~
présente invention, permet donc d'améliorer le rendement de lavage Un tel montage peut permettre aussi~ pour une efficacité
égale de lavage, de réduire la taille de la colonne cyclonique en diminuant la hauteur de la zone de lavage.
Il peut encore permettre de rédui~e le nombre de colonnes ~-~
en série comme décri-t dans la demande Canadienne No. 264.9387 tovt en obtenant le même rendement d'épuration. In conduit donc ~ un ;~
gain d'investissement.
~'association laveur venturi et cololme cyclonique pré-sente aussi dans de nombreux cas, l'avantage d'une implantatlon réduite et facile.
I,es applications du dispositif perfectionné décrit la présente demande, sont sensiblement les mmes que celles de la demande ~anadienne No. 264.938, particuliarement dans le traitement : .
`- 11;~}1 lL93 des mélanges gazeux provenant de la fabrica-tion des engrais, de l'assainissement des cuves d~attaque phosphorique, ou des appareils de concentration d'acide phosphorique ou encore de la défluoration -des gaz des ateliers de fabrication de fluosilica-te. ~ -' -8- ~
. .
~ e courant cyclonique de gaz chargé de gouttes contenan-t les composés solubles entre ensuite dans l~espace libre de la colon- ;
ne cyclonique ou zone de dévésiculage. Co~me dans le procédé de la demande Canadienne précitée les particules liquides en suspen-sion sont plaquées sur les parois, arrêtées par la couronne e-t réunies aux liquides que l'on recueille au bas de la colonne ~ e liquide recuei]li au bas de la colonne est, dans un mode général d'application, évacué en totalité
Dans un mode préféré de réalisation en continu, on recy- ~
cle le liquide à la pulvérisation et on en évacue une partie que `-llon remplace par un débit équivalen-t de liquide d'appoint.
On règle la pression des di~férentes introductions de liquide comme dans le brevet principal, entre 0,1 et 3 bars, en fonction de la taille des gouttelettes que l'on désire obtenir.
` Comme dans la demande ~anadienne No. 264.938, on peut disposer à la suite de la colonne cyclonique de llinvention au !:~
moins une deuxième colonne cyclonique du m8me type, que l'on place avantageusement au-dessus de la première.
On recueille séparément les liquides au bas de chaque ap-- pareil; on recueille un courant de gaz épuré a la sortie de la colonne cyclonique munie de la zone de lavage préliminaire, ou, éventuellemen-t, à la sortie de la dernière colonne cyclonique; ce courant de gaz est épuré pratiquement en totalité ae ses composés solubles, il ne contient ni vésicules ni poussières.
On consta-te de plus que le perfectionnement apporté par `
la zone de lavage préliminaire a pour résultat de perme-t-tre une ab-sorption accrue des composés solubles, et en conséquence un rende- -ment d'absorption plus élevé. On peu-t attribuer ce résultat entre autre, à l~augmenta-tion de la surface d~absorption spéci~ique ob- -tenue par la division du liquide en ~ines gouttelettes, ce qui ':
_4_ . . . ~ . . .
J~1~3 améliore la dif~usion dans le film gazeux.
On avait en effet déjà signalé que la qualité de l'absorp-tion dans un liquide dépend de la finesse de la dispersion de ce liquide9 mais qulune dspersion très fine avait pour inconvénient la ~ormation de vésicules indésirab:Les. Selon la demande Ganadien-ne No. 264.9389 on réalisait dans un seul appareil l'absorption, le dépou`ssiérage et le dévésiculage ~ lappareil de la présente invention améliore l~absorption sans créer d'inconvénients dûs aux vésicules. ~es deux résultats, dépoussiérage et dévésiculage sont conservés.
~ 'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip-tion ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'appareil de llinvention ainsi que son fonctionnement, en référence aux dessins, donné à titre d'exemple nullement limitatif. Dans ces dessins:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un appareil confor-me à l'invention;
- la figure 2 représente en détail un mode préféré de réalisation du dispositif de pulvérisation;
- - la figure 3 est une coupe selon le plan AA, du dispo-sitif de pulvérisation ci-dessus; et - les figures 4 et 5 représentent en coupe deux autres modes préférés de réalisation du dispositif de pulvérisation.
On voit figure 1 une vue en coupe d'une colonne cylin-drique verticale 1 qui3 comporte un conduit 2 pour l'entrée tangen~
tielle du courant de gaz. Ici les gaz à traiter entrent en 2 apras avoir été introduits en 2' dans la zone de la~age préliminaire où
ils subissent une accéleration, une forte turbulence et se chargent .
de fines gouttelettes. ~es gaz chargés de fines gouttelettes ac-quièrent dans la zone 3 un mouvement cyclonique; ils parcourent d'abord la zone de lavage 4, puis la zone vide 5 où ils sont dévé- -sicu~és avant d'etre évacués par la sortie 7. ~es liquides sont recueillis à la base 6 de la colonne d'où ils sont ~ci recyclés aux pulvérisateurs 8 et 8'.
_5_ ``` l~C~ 93 On voit en 8' l'admission d'une partie du liquide de lavage à la zone de lavage préliminaire) qui est réalisée dans le venturi 20, à proximi-té du col 21, au moyen du dispositif d'injec- ;
tion 22. De l'eau d'appoint peut ê-tre injectées au besoin par On voit figure 2 le déXail d'un dispositif avantageux de pulvérisation 22 (1) qui est situé dans le plan AA perpendicu- .
laire à l'axe du venturi et proche du col 21.
~a figure 3 est une cupe selon le plan AA, du di.spositif - de pulvérisation 22 (1) qui est alimenté en liquide de pulvérisa tion au moyen de la tubulure 8'a. On voi-t en 23, une tubulure cir-culaire ~ui alimente les tubes injecteurs 24 et les tubes injecteurs 25 qui sont ici chacuns au nombre de trois. Le nombre et la dimen-sion des tubes injecteurs sont choisis selon les carac-téristiques de l'appareil et du gaz à traiter sans sortir du cadre de l'invention.
~a figure 4 représente en coupe un autre dispositif de pulvérisation 22 (2) dans lequel le liquide de lavage est introduit en 87b et est réparti dans une tubulure 26, portan-t un ensemble de six perforations dont une seule est visible en 27~ -La figure 5 représen-te en coupe un autre disposi-tif de -pulvérisation 22 (3) dans lequel le liquide de lavage est intro~
duit en 8 et est réparti dans une couronne extérieure 28, dtoù il est introduit dans le venturi au mo~en de perforations don-t deux sont visibles en 29.
: A titre d'exemple, on traite dans un dispositif selon l'invention, du -type tel que représenté figures 1~ 2 et 3, un mélan- .
ge de gaz qui contient comme principale impureté du tétrafluorure de silicium Si~4.
- On cons-tate que les ga~. sortant contiennent moins de 10 mg de ~/m3.
Si on fait fonctionner le dispositif en l'absence du venturi on constate que les mêmes gaz à la sortie contiennent 40 mg de ~/m3.
Dans les deux cas, il ne contiennent ni vésicules ni poussières.
~XEMP~E
... .
Dans le meme dispositif que ci-dessus, on trai*e des gaz provenant du refroidissement d'une cuve d'attaque phosphorique.
I.es gaz, dont le débit est 124.000 m3/h, sont ~ une température de 65C à l'entrée du venturi; ils ont une teneur en fluor de 250 mg/m3.
IJe venturi comprend 6 cannes de la~age avec un débLt de 16,7 m3/h par canne, soit au total 100,2 m3/h. ~a perte de charge est 185 mm de colonne d'eau. ~a pression de marche est 0,7 bars, la vitesse des gaæ es-t 50 m/seconde au col du venturi; les gaz entrent dans la colonne; la perte de charge est 60 mm de colonne dteau; une rampe de pulvérisation avec 6 pulvérisateurs débite 20 m3/h pour chaque pulvérisateur.
~e gaæ à la sortie ont une teneur en fluor de 6,9 mg/m3.
~e montage d'une zone de lava~e préliminaire en amont d'une colonne cyclonique selon le perfectionnement objet de la ;~
présente invention, permet donc d'améliorer le rendement de lavage Un tel montage peut permettre aussi~ pour une efficacité
égale de lavage, de réduire la taille de la colonne cyclonique en diminuant la hauteur de la zone de lavage.
Il peut encore permettre de rédui~e le nombre de colonnes ~-~
en série comme décri-t dans la demande Canadienne No. 264.9387 tovt en obtenant le même rendement d'épuration. In conduit donc ~ un ;~
gain d'investissement.
~'association laveur venturi et cololme cyclonique pré-sente aussi dans de nombreux cas, l'avantage d'une implantatlon réduite et facile.
I,es applications du dispositif perfectionné décrit la présente demande, sont sensiblement les mmes que celles de la demande ~anadienne No. 264.938, particuliarement dans le traitement : .
`- 11;~}1 lL93 des mélanges gazeux provenant de la fabrica-tion des engrais, de l'assainissement des cuves d~attaque phosphorique, ou des appareils de concentration d'acide phosphorique ou encore de la défluoration -des gaz des ateliers de fabrication de fluosilica-te. ~ -' -8- ~
. .
Claims (16)
1. Procédé permettant de réaliser l'épuration de gaz contenant des composes solubles dans un liquide, dans un dispo-sitif du type colonne de lavage par pulvérisation d'un courant gazeux cyclonique, dans lequel 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 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, caractérisé en ce que on réalise avant la zone de lavage de la colonne cyclonique une zone de lavage préliminaire dans laquelle on injecte une partie du liquide de lavage de la colonne cyclonique, on règle de manière indépendante la pression de pulvérisation dans chaque zone de lavage, le gaz à traiter subit dans la zone de lavage préliminaire une accélération et une turbulence telles qu'ils se charge de fines gouttelettes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'on règle de manière indépendante la pression des différentes introductions de liquide entre 0,1 et 3 bars.
en ce que l'on règle de manière indépendante la pression des différentes introductions de liquide entre 0,1 et 3 bars.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'on réalise la zone de lavage préliminaire grâce à
un venturi muni d'un dispositif d'injection de liquide situe en amont du col et à faible distance dudit col.
en ce que l'on réalise la zone de lavage préliminaire grâce à
un venturi muni d'un dispositif d'injection de liquide situe en amont du col et à faible distance dudit col.
4. Procédé selon la revendication 3, caractésisé
en ce que l'on réalise l'injection de liquide dans la zone de lavage préliminaire grâce à des pulvérisateurs disposés de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en contact avec le liquide.
en ce que l'on réalise l'injection de liquide dans la zone de lavage préliminaire grâce à des pulvérisateurs disposés de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en contact avec le liquide.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé
en ce que l'on réalise l'injection de liquide dans la zone de lavage préliminaire grâce à des pulvérisateurs constitues d'une pluralité de tubulures disposées selon des rayons d'une section circulaire du venturi, reliées d'une part à une tubulure circu-laire concentrique extérieure à la section du venturi et dont les extrémités libres sont situées à distance du centre.
en ce que l'on réalise l'injection de liquide dans la zone de lavage préliminaire grâce à des pulvérisateurs constitues d'une pluralité de tubulures disposées selon des rayons d'une section circulaire du venturi, reliées d'une part à une tubulure circu-laire concentrique extérieure à la section du venturi et dont les extrémités libres sont situées à distance du centre.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on introduit le liquide par un ensemble de perforations donnant des jets perpendiculaires à l'axe du venturi.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le gaz à épurer dans la zone de lavage préliminaire où l'on réalise la formation de fines gouttelettes, on introduit le gaz charge de fines goutelettes dans la base de la colonne où il acquiert un mouvement cyclonique, on met en contact le courant gazeux cyclonique charge de fines goutte-lettes au contact d'une pulvérisation verticale de liquide de haut en bas sous forme de gouttes de diamètre plus important qui ont un effet de coalescence sur les fines gouttelettes for-mées dans la zone de lavage préliminaire, on introduit le cou-rant gazeux cyclonique dans la zone de dévésiculage, où les particules liquides en suspension sont plaquées sur les parois, arrêtées par la couronne et réunies aux liquides, on recueille le liquide de lavage au bas de la colonne et on recueille à
l'extrémité supérieure de la colonne le gaz épuré des poussiè-res, des vésicules et des composés solubles avec un rendement d'épuration améliore.
l'extrémité supérieure de la colonne le gaz épuré des poussiè-res, des vésicules et des composés solubles avec un rendement d'épuration améliore.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on évacue en totalité les liquides recueillis.
9. Procédé selon la revendication 7, 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.
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.
10. 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, comprenant de bas en haut le long de la colonne, un conduit d'entrée des gaz dispose tangentiellement à la colonne, une zone de lavage comportant des moyens de pulveri-sation verticale de liquide de haut en bas, une zone de dévé-siculage permettant le contact du courant gazeux cyclonique avec les parois de la colonne de manière à arrêter les vési-cules sous forme d'une pellicule liquide, une couronne placée de manière à arrêter la pellicule liquide et un conduit de sortie des gaz épurés, caractérisé en ce qu'il comporte avant la zone de lavage de la colonne cyclonique une zone de lavage préliminaire dans laquelle le gaz à traiter subit une accélé-ration et une turbulence telles qu'il se charge de fines goutte-lettes avant son introduction dans la colonne cyclonique.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé
en ce que la zone de lavage préliminaire comporte des moyens d'injection d'une partie du liquide de lavage de la colonne cyclonique.
en ce que la zone de lavage préliminaire comporte des moyens d'injection d'une partie du liquide de lavage de la colonne cyclonique.
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé
en ce que la zone de lavage préliminaire comporte un venturi muni d'un dispositif d'injection de liquide situe en amont du col et à faible distance dudit col.
en ce que la zone de lavage préliminaire comporte un venturi muni d'un dispositif d'injection de liquide situe en amont du col et à faible distance dudit col.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé
en ce que le dispositif d'injection est constitué de pulvéri-sateurs disposés de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en contact avec le liquide .
en ce que le dispositif d'injection est constitué de pulvéri-sateurs disposés de manière à ce que toute la veine gazeuse soit en contact avec le liquide .
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que les pulvérisateurs sont contitués d'une pluralité
de tubulures disposées selon des rayons d'une section circu-laire du venturi, reliées d'une part à une tubulure circulaire concentrique extérieure à la section du venturi et dont les extrémités libres sont situées à distance du centre.
en ce que les pulvérisateurs sont contitués d'une pluralité
de tubulures disposées selon des rayons d'une section circu-laire du venturi, reliées d'une part à une tubulure circulaire concentrique extérieure à la section du venturi et dont les extrémités libres sont situées à distance du centre.
15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé
en ce que le dispositif d'injection comprend un ensemble de perforations donnant des jets perpendiculaires à l'axe du ven-turi.
en ce que le dispositif d'injection comprend un ensemble de perforations donnant des jets perpendiculaires à l'axe du ven-turi.
16. Dispositif selon la revendication 10, caracterise en ce qu'il comporte des moyens de reglage indépendants de la pression de pulvérisation dans chaque zone de lavage.
Applications Claiming Priority (2)
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