CH466818A - Procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé

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CH466818A
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Description

Procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé Dans differentes industries et, notamment, dans le domaine du traitement des eaux, il est souvent necessaire de gazéifier un liquide pour obtenir des reactions chimiques ou biologiques particulières, pour saturer le liquide avec un gaz, ou encore pour eliminer des matie- res en suspension vers la surface du liquide par flottai soll, etc.
Generalement, cette gazeification est réalisée par in sufflation de gaz sous pression dans la masse liquide ou par projection du liquide dans une ambiance gazeuse ou encore à l'aide d'agitateurs rotatifs en combinaison avec une insufflation de gaz sous pression en dessous des pales de l'agitateur.
La presente invention a pour objet un procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux caractérisé en ce qu'on diffuse le fluide gazeux directement dans un volume reduit de la masse liquide à traiter et en ce qu'on propulse ce volume reduit de liquide traite dans le reste de la masse liquide brute.
L'invention a egalement pour objet une installation pour la mise en ceuvre du procédé indiqué ci-dessus, installation comprenant un bassin destine à contenir le liquide à traiter, une conduite d'amenée du liquide brut au bassin et une conduite d'évacuation du liquide traité, une pompe rotative centrifuge pour disperser le fluide gazeux dans le liquide, un organe de brassage en forme d'hélice disposé sous la pompe et entraîné parle même arbre à partir du meme moteur, la conduite d'amenée de fluide gazeux à la pompe formant un tube de guidage autour de l'arbre plongeant dans le liquide. L'installation selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend une virole entourant la pompe avec jeu et dont un prolongement tubulaire vers le bas entoure l'organe de brassage, cette virole etant entièrement noyée dans le bassin, le tout etant dispoé de maniere que la pompe n'injecte directement du fluide gazeux que dans un volume reduit du liquide à traiter, limité par la virole, ce volume reduit etant ensuite propulsé par l'hélice dans le reste du bassin.
Le dessin annexé represente, schematiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de 1' installation selon l'invention.
La figure unique de ce dessin montre 1' installation selon une vue en coupe axiale.
En référence au dessin, cette installation comprend un bassin, ou cuve, 1 destine à contenir le liquide 2 à traiter. Cette cuve 1 est de préférence de section cir- culaire. Au centre de la cuve 1 est disposee une virole 3 ouverte à sa partie supérieure et dont le bord 4 se trouve en dessous du niveau constant 5 du liquide 2. Le fond 6 de la virole 3 est de forme tronconique et aboutit en son centre à un prolongement tubulaire 7 dirigé vers le fond 8 de la cuve 1 qui est en forme de tremie egalement tronconique dans la forme d'exécution représentée. La virole 3 qui peut, par exemple, etre construite en tôle ou en element de ciment ou autre matiere, est concentrique à un tube de guidage 9 disposé dans l'axe du bassin 1. La virole 3 est relief au tube de guidage 9 par des supports 10. A l'intérieur du tube de guidage 9 est loge un arbre 11 destine à etre entraîné par un moteur electrique 12 porte par l'extrémité supérieure du tube 9. Le tube de guidage 9 est muni d'une ouverture 13 d'aspiration de gaz situee au-dessus du niveau 5 du liquide 2. A sa partie inférieure, le tube de guidage 9 presente une collerette 14 portant à sa périphérie un certain nombre de nervures 15 destindes à constituer le diffuseur d'une pompe centrifuge dont la roue 16 est partie par l'arbre 11. Cette collerette 14 et le diffuseur 15 constituent, en fait, un demi-corps de pompe. La roue 16 est en forme de disque muni à sa face supérieure de nervures radiales 17. En bout de l'arbre 11, au-dessous de la roue 16, est disposde une helice 18 constituant un organe de brassage ou de propulsion du liquide.
Le liquide à traiter est amene dans le bassin 1 par une conduite 19 débouchant à l'intérieur de la virole 3.
Une conduite d'évacuation 20 du liquide traité est raccordée à la partie inférieure du bassin 1, c'est-ä-dire à proximite du fond 8 de celui-ci. La hauteur du trop-plein 21 que forme cette conduite d'évacuation 20 détermine le niveau 5 du liquide 2 dans le bassin 1.
La virole 3, le tube de guidage 9 et le moteur 12 d'entrainement de l'arbre 11, de la roue 16 et de l'hélice 18, sont supportes au centre du bassin 1 par des entretoises, ou rails de support, 23 disposees diamétralement au-dessus du bassin 1.
Le fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus est le suivant : le liquide à gazéifier s'écoule par la conduite 19 à l'intérieur de la virole 3. Le niveau 5 du liquide 2 à traiter correspond à la hauteur du trop-plein 21. Le gaz à introduire dans le liquide 2 est amené à l'ouverture d'aspiration 13 aménagée dans le tube 9. Lorsque le moteur 12 tourne, ilmet en rotation la roue de pompe 16, d'une part, et l'hélice 18, d'autre part. Selon le sens de rotation du moteur 12, le liquide est refoulé du fond du bassin 1 vers l'intérieur de la virole 3 à travers le prolongement tubulaire 7 entourant l'hélice 18 (dans le sens indiqué par les flèches en trait plein représentées sur la moitié gauche de la figure). Le liquide passe ainsi par un espace reduit 22 entourant le diffuseur 15. Lors de ce passage dans cet espace reduit 22, le gaz projeté par la roue de pompe 16 et ses ailettes 17 à travers le diffuseur 15, est finement disperse dans l'espace 22 dans lequel le liquide à traiter est obligé de passer. Il s'ensuit donc un mélange intime du gaz et du liquide, mélange qui monte à l'intérieur de la virole 3. Le gaz non dissous dans le liquide s'échappe alors à la surface 5 du liquide. La duree de contact gazliquide depend ainsi de la distance entre l'espace 22 et la surface 5 du liquide 2. si l'on désire prolonger la durée de contact gaz-liquide, on fait fonctionner le moteur 12 en sens inverse comme représenté sur le cote droit de la figure (flèches en pointillé). Le sens du courant résultant de la propulsion de l'hélice 18 est alors inversé. Le liquide entre par le haut de la virole 3, passe dans l'es- pace reduit 22 pour etre gazéifié, le melange gaz-liquide etant ensuite refoulé par l'hélice 18 vers le fond 8 du bassin 1. On remarque ainsi que plus le prolongement tubulaire 7 sera long et le fond 8 du bassin 1 à plus grande distance de l'espace 22, plus grande sera la durée de contact du melange gaz-liquide. En effet, le gaz non dissous dans le liquide doit remonter entre la virole 3 et le bassin 1 avant d'arriver à la surface 5 où il peut s'échapper.
Il est évident qu'en variant la vitesse de rotation du moteur 12, on peut régler le volume d'introduction de gaz et le debit de brassage du liquide.
Le bassin, ou cuve, 1 peut être fermé à sa partie sup6rieure si la nature des gaz à introduire dans la masse liquide l'exige. Ceci peut être le cas par exemple si le gaz est un gaz toxique, un gaz rare ou un gaz explosif à récupérer et à faire circuler en circuit fermé à l'intérieur de l'installation. Par contre, si 1' installation n'est utilisee que pour une simple aération d'une masse liquide, le bassin 1 peut etre ouvert.
L'avantage du procédé décrit ci-dessus reside en particulier dans le fait que le liquide à traiter est oblige de circuler et de passer à proximité directe de l'injection du gaz en assurant ainsi une gazeification uniforme de la masse liquide, sans créer des zones préférentielles de gazéification, comme c'est le cas avec les procédés classiques. Cet avantage est d'autant plus marqué que seul un volume réduit de la masse liquide 2 est traité à la fois par diffusion de gaz, c'est-ä-dire uniquement le volume contenu à l'intérieur de la virole 3. Le traitement se poursuit bien entendu par la propulsion de cette masse liquide primaire traitée dans la masse liquide secondaire 2 encore à l'état brut.
En outre, selon le sens de circulation du liquide propulsé par l'hélice 18 on peut, selon les conditions de traitement désirées, raccourcir ou prolonger la durée de contact entre le liquide et le gaz, ceci simplement en faisant circuler le liquide dans le sens montant ou dans le sens descendant à l'intérieur de la virole 3. Bien entendu, le moteur electrique 12 devra etre prdvu pour pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation et, éventuellement, à différents régimes de rotation selon le degré de diffusion de gaz que l'on désire obtenir.
REVENDICATIONS I. Procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux, caractérisé en ce qu'on diffuse le fluide gazeux directement dans un volume réduit de la masse liquide (2) à traiter et en ce qu'on propulse ce volume reduit de liquide traite dans le reste de la masse liquide brute.
II. Installation pour la mise en uvre du procédé selon la revendication I, comprennnt un bassin (1) destine à contenir le liquide à traiter, une conduite d'amenée du liquide brut au bassin (1) et une conduite (20) d'évacuation du liquide traité, une pompe rotative centrifuge (16) pour disperser le fluide gazeux dans le liquide (2), un organe de brassage (18) en forme d'hélice disposé sous la pompe (16) et entraîné par le même arbre (11) à partir du même moteur (12), la conduite d'amenée de fluide gazeux à la pompe (16) formant un tube de guidage (9) autour de l'arbre (11) plongeant dans le liquide, caracterisee en ce qu'elle comprend une virole (3) entourant la pompe (16) avec jeu et dont un prolongement tubulaire (7) vers le bas entoure 1' organe de brassage (18), cette virole (3) étant entièrement noyée dans le bassin (1), le tout étant disposé de manière que la pompe (16) n'injecte directement du fluide gazeux que dans un volume reduit du liquide à traiter (2), limité par la virole (3), ce volume reduit etant ensuite propulsé par l'hélice (18) dans le reste du bassin (1).
SOUS-REVENDICATIONS 1. Instalaltion selon la revendication II, caractérisée en ce que le moteur (12) est susceptible d'entraîner la pompe (16) et l'hélice (18) dans les deux sens, le choix d'un sens de rotation permettant une mise en contact du volume reduit traite avec le liquide brut (2) sur un plus long chemin que dans le sens inverse.
2. Installation selon la revendication II et la sons- revendication 1, caractérisée en ce que la conduite (19) d'amenée du liquide brut (2) debouche à l'Intérieur de la virole (3), la conduite (20) d'évacuation ayant son entre à proximité du fond (8) du bassin (1).
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (5)

  1. WARNUNG* Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen *.
    disposde une helice 18 constituant un organe de brassage ou de propulsion du liquide.
    Le liquide à traiter est amene dans le bassin 1 par une conduite 19 débouchant à l'intérieur de la virole 3.
    Une conduite d'évacuation 20 du liquide traité est raccordée à la partie inférieure du bassin 1, c'est-ä-dire à proximite du fond 8 de celui-ci. La hauteur du trop-plein 21 que forme cette conduite d'évacuation 20 détermine le niveau 5 du liquide 2 dans le bassin 1.
    La virole 3, le tube de guidage 9 et le moteur 12 d'entrainement de l'arbre 11, de la roue 16 et de l'hélice 18, sont supportes au centre du bassin 1 par des entretoises, ou rails de support, 23 disposees diamétralement au-dessus du bassin 1.
    Le fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus est le suivant : le liquide à gazéifier s'écoule par la conduite 19 à l'intérieur de la virole 3. Le niveau 5 du liquide 2 à traiter correspond à la hauteur du trop-plein 21. Le gaz à introduire dans le liquide 2 est amené à l'ouverture d'aspiration 13 aménagée dans le tube 9. Lorsque le moteur 12 tourne, ilmet en rotation la roue de pompe 16, d'une part, et l'hélice 18, d'autre part. Selon le sens de rotation du moteur 12, le liquide est refoulé du fond du bassin 1 vers l'intérieur de la virole 3 à travers le prolongement tubulaire 7 entourant l'hélice 18 (dans le sens indiqué par les flèches en trait plein représentées sur la moitié gauche de la figure). Le liquide passe ainsi par un espace reduit 22 entourant le diffuseur 15. Lors de ce passage dans cet espace reduit 22, le gaz projeté par la roue de pompe 16 et ses ailettes 17 à travers le diffuseur 15, est finement disperse dans l'espace 22 dans lequel le liquide à traiter est obligé de passer. Il s'ensuit donc un mélange intime du gaz et du liquide, mélange qui monte à l'intérieur de la virole 3. Le gaz non dissous dans le liquide s'échappe alors à la surface 5 du liquide. La duree de contact gazliquide depend ainsi de la distance entre l'espace 22 et la surface 5 du liquide 2. si l'on désire prolonger la durée de contact gaz-liquide, on fait fonctionner le moteur 12 en sens inverse comme représenté sur le cote droit de la figure (flèches en pointillé). Le sens du courant résultant de la propulsion de l'hélice 18 est alors inversé. Le liquide entre par le haut de la virole 3, passe dans l'es- pace reduit 22 pour etre gazéifié, le melange gaz-liquide etant ensuite refoulé par l'hélice 18 vers le fond 8 du bassin 1. On remarque ainsi que plus le prolongement tubulaire 7 sera long et le fond 8 du bassin 1 à plus grande distance de l'espace 22, plus grande sera la durée de contact du melange gaz-liquide. En effet, le gaz non dissous dans le liquide doit remonter entre la virole 3 et le bassin 1 avant d'arriver à la surface 5 où il peut s'échapper.
    Il est évident qu'en variant la vitesse de rotation du moteur 12, on peut régler le volume d'introduction de gaz et le debit de brassage du liquide.
    Le bassin, ou cuve, 1 peut être fermé à sa partie sup6rieure si la nature des gaz à introduire dans la masse liquide l'exige. Ceci peut être le cas par exemple si le gaz est un gaz toxique, un gaz rare ou un gaz explosif à récupérer et à faire circuler en circuit fermé à l'intérieur de l'installation. Par contre, si 1' installation n'est utilisee que pour une simple aération d'une masse liquide, le bassin 1 peut etre ouvert.
    L'avantage du procédé décrit ci-dessus reside en particulier dans le fait que le liquide à traiter est oblige de circuler et de passer à proximité directe de l'injection du gaz en assurant ainsi une gazeification uniforme de la masse liquide, sans créer des zones préférentielles de gazéification, comme c'est le cas avec les procédés classiques. Cet avantage est d'autant plus marqué que seul un volume réduit de la masse liquide 2 est traité à la fois par diffusion de gaz, c'est-ä-dire uniquement le volume contenu à l'intérieur de la virole 3. Le traitement se poursuit bien entendu par la propulsion de cette masse liquide primaire traitée dans la masse liquide secondaire 2 encore à l'état brut.
    En outre, selon le sens de circulation du liquide propulsé par l'hélice 18 on peut, selon les conditions de traitement désirées, raccourcir ou prolonger la durée de contact entre le liquide et le gaz, ceci simplement en faisant circuler le liquide dans le sens montant ou dans le sens descendant à l'intérieur de la virole 3. Bien entendu, le moteur electrique 12 devra etre prdvu pour pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation et, éventuellement, à différents régimes de rotation selon le degré de diffusion de gaz que l'on désire obtenir.
    REVENDICATIONS I. Procédé de traitement d'un liquide au moyen d'un fluide gazeux, caractérisé en ce qu'on diffuse le fluide gazeux directement dans un volume réduit de la masse liquide (2) à traiter et en ce qu'on propulse ce volume reduit de liquide traite dans le reste de la masse liquide brute.
    II. Installation pour la mise en uvre du procédé selon la revendication I, comprennnt un bassin (1) destine à contenir le liquide à traiter, une conduite d'amenée du liquide brut au bassin (1) et une conduite (20) d'évacuation du liquide traité, une pompe rotative centrifuge (16) pour disperser le fluide gazeux dans le liquide (2), un organe de brassage (18) en forme d'hélice disposé sous la pompe (16) et entraîné par le même arbre (11) à partir du même moteur (12), la conduite d'amenée de fluide gazeux à la pompe (16) formant un tube de guidage (9) autour de l'arbre (11) plongeant dans le liquide, caracterisee en ce qu'elle comprend une virole (3) entourant la pompe (16) avec jeu et dont un prolongement tubulaire (7) vers le bas entoure 1' organe de brassage (18), cette virole (3) étant entièrement noyée dans le bassin (1), le tout étant disposé de manière que la pompe (16) n'injecte directement du fluide gazeux que dans un volume reduit du liquide à traiter (2), limité par la virole (3), ce volume reduit etant ensuite propulsé par l'hélice (18) dans le reste du bassin (1).
    SOUS-REVENDICATIONS
    1. Instalaltion selon la revendication II, caractérisée en ce que le moteur (12) est susceptible d'entraîner la pompe (16) et l'hélice (18) dans les deux sens, le choix d'un sens de rotation permettant une mise en contact du volume reduit traite avec le liquide brut (2) sur un plus long chemin que dans le sens inverse.
  2. 2. Installation selon la revendication II et la sons- revendication 1, caractérisée en ce que la conduite (19) d'amenée du liquide brut (2) debouche à l'Intérieur de la virole (3), la conduite (20) d'évacuation ayant son entre à proximité du fond (8) du bassin (1).
  3. 3. Installation selon la revendication II et les sousrevendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure du tube (9) de guidage de l'arbre (11) porte une collerette évasée (14) constituant un demi-corps de pompe au-dessus de la roue de pompe (16), cette colle rette (14) etant munie de nervures radiales (15) formant un diffuseur autour de la roue de pompe (16).
  4. 4. Installation selon la revendication II et les sousrevendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie principale de la virole (3), qui est en forme general de cylindre vertical, est reliee à son prolongement tubulaire (7) entourant l'hélice (18) par une partie tronconique (6).
  5. 5. Installation selon la revendication II et les sousrevendications 1 à 4, caractérisée en ce que le fond (8) du bassin (1) est en forme de tremie dont la zone infe- rieure se trouve en regard dudit prolongement cylindrique (7).
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