CH521169A - Procédé de réglage d'un jet de gouttelettes d'eau projeté à l'intérieur d'une tour de conditionnement de fumées - Google Patents

Description

  
 



   Procédé de réglage d'un jet de gouttelettes d'eau projeté à l'intérieur d'une tour de conditionnement de fumées
Dans les procédés chimiques dans lesquels les fumées des fours contiennent des poussières provenant d'une condensation et présentant une granulométrie très fine, on utilise avantageusement des   précipftateurs    électro statiques pour séparer ces poussières. Si les poussières sont de haute résistance, le fonctionnement des précipitateurs électrostatiques est grandement facilité lorsque la teneur des fumées en vapeur d'eau peut être augmentée.



  Ceci a un effet sur les propriétés diélectriques du gaz et sur les propriétés des poussières car celles-ci absorbent l'eau par exemple du fait de leur propriété hygroscopique.



   L'augmentation de l'humidité des poussières même de l'ordre de quelques dixièmes de pour-cent change la résistivité et les propriétés mécaniques des poussières dans une mesure considérable.



   On emploie généralement pour effectuer ce conditionnement des fumées, des tours spéciales dans lesquelles le gaz est introduit à une extrémité puis extrait à l'autre et dans lesquelles de l'eau est injectée à l'état atomisé à l'extrémité côté entrée. Il est désirable d'injecter l'eau de telle manière que les fumées et les gouttelettes d'eau soient intimement liées, à l'exception des couches limites en contact avec les parois de la tour. Dans ces couches limites, il est préférable de maintenir la teneur en eau à une valeur faible pour éviter que les poussières ayant adhéré aux parois ne s'humidifient en formant de ce fait des couches adhérentes très dures.



   Habituellement, au moins dans les procédés discontinus, la quantité de gaz et sa température ne sont pas constantes de sorte que la quantité d'eau requise pour effectuer le conditionnement doit être réglée. De plus, le type de l'écoulement dans la tour pourra changer avec la vitesse du gaz à l'entrée. La limite de mouillage, c'està-dire l'emplacement sur les parois de la tour où les gouttelettes se précipitent, ou l'endroit où la vapeur se condense sur les poussières se déplacera vers le haut lorsque la vitesse diminue si on ne prend pas des mesures adéquates qui font précisément l'objet de l'invention.



   Une solution théoriquement parfaite consisterait par exemple en un diaphragme (iris) faisant varier la section d'entrée ou en des moyens pour modifier les dimensions de la tour en diamètre et en longueur.



   Lorsque le gaz a traversé le raccord d'entrée, l'écoulement est caractérisé par un jet qui s'évase et l'angle d'évasement augmente quand la vitesse diminue, de sorte que la distance entre le raccord d'entrée et l'emplacement où le jet de gaz remplit entièrement la tour diminue si la vitesse diminue. Pour une tour de dimensions données l'angle d'ouverture du jet, et le temps pendant lequel une particule de gaz reste dans le jet entre l'orifice d'entrée et l'emplacement où le jet heurte la paroi diminuent quelque peu avec la vitesse du gaz à l'entrée, c'est-à-dire avec une réduction de la charge.



   L'invention est basée sur la constatation que le mouillage des parois peut être évité lorsque les gouttelettes d'eau introduites dans les fumées présentent un parcours d'évaporation d'autant plus court que la vitesse d'entrée est plus réduite, c'est-à-dire que la charge diminue.



   L'objet de l'invention est ainsi un procédé de réglage d'un jet de gouttelettes   d'eau    projeté à l'intérieur d'une tour de conditionnement de fumées provenant de fours et contenant des poussières récupérables au moyen de précipitateurs électrostatiques, ces tours étant équipées de dispositifs atomiseurs comportant au moins une tuyère et actionnés au moyen d'un fluide gazeux sous pression, caractérisé en ce que la pression du fluide gazeux est maintenue constante et en ce qu'on fait varier la pression de l'eau à l'entrée dans la tuyère.



   Le raccourcissement du chemin d'évaporation est obtenu en diminuant le diamètre des gouttelettes et en augmentant leur vitesse par rapport au gaz. Le rapport entre la surface d'évaporation et la masse des gouttelettes  augmente si le diamètre diminue. En outre, du fait de la diminution du diamètre hydraulique et de l'augmentation de la vitesse, le coefficient de transfert de chaleur augmente.



   Pour obtenir un diamètre des gouttelettes plus faible, et une vitesse relative plus grande, par rapport au gaz, il est nécessaire de fournir une énergie plus grande pour l'atomisation, cette énergie étant obtenue en maintenant la pression de l'air constante également si la quantité d'eau est réduite.



   Dans   toutes- les    tuyères d'atomisation connues, les dimensions des gouttelettes dépendent de l'énergie spécifique utilisée pour atomiser l'eau. Les tuyères hydrauliques produisent donc généralement des gouttelettes plus grandes si la pression diminue,   c'est-à-dire -Si    le débit d'eau à travers la tuyère diminue. A charge partielle, c'est-à-dire pour une quantité de gaz réduite, qui nécessite donc comme on l'a vu plus haut un chemin d'évaporation réduit, ce type de tuyère est donc extrêmement défavorable. Pour des tuyères où l'évaporation de l'eau est effectuée à l'aide d'air comprimé, d'un autre gaz ou de vapeur, on peut en générai appliquer une énergie spécifique supérieure à celle des tuyères hydrauliques.



  Dans la plupart des cas, une différence de pression constante est maintenue entre l'eau et le milieu atomiseur sur toute la marge de capacité de la tuyère. Ce fait permet d'économiser de l'énergie pour l'atomisation, et en même temps de maintenir les dimensions des gouttelettes à une valeur constante.



   Dans le procédé selon l'invention on maintient constante la pression du milieu atomiseur. La quantité de ce milieu augmentera, bien que très peu, lorsque le débit d'eau diminuera, du fait d'une diminution de la chute de pression dans la partie où se fait le mélange. La pression dans la tuyère légèrement étranglée qui fournit l'air augmentera. L'énergie spécifique d'atomisation, c'està-dire la quantité d'énergie du milieu atomiseur par unité de masse d'eau fournie, augmente progressivement si le débit d'eau diminue. Ceci est un effet de l'invention.



  Une diminution de la charge produit des gouttelettes de dimensions réduites et de vitesse supérieure par rapport aux fumées, si on compare aux exécutions antérieures utilisant les tuyères mentionnées. Cette relation permet de raccourcir substantiellement le chemin d'évaporation à une vitesse de gaz diminuée dans la tour de conditionnement et ainsi d'éviter le mouillage de la tour. En maintenant une pression d'air constante aux tuyères d'atomisation, on obtient également que la diffusion du jet dans l'espace, donc dans la tour garde la même allure, de sorte que la tendance des gouttelettes à être dispersées à faible charge est contrecarrée par l'énergie que présente réellement le milieu atomiseur.



   L'ajustement du degré de conditionnement des fumées à une valeur constante dépendant des conditions de service peut être réalisé assez simplement par le système qui va être exposé ci-dessous. Le débit d'eau est commandé par un dispositif qui détecte la température des fumées à leur sortie, sans qu'il soit nécessaire d'influencer la quantité d'eau en fonction de la quantité de milieu atomiseur.



   Cette simplification de l'automatique de commande constitue un avantage malgré le fait que la consommation de milieu atomiseur est maintenue constante à tous les régimes de la tour, alors qu'on pourrait obtenir une diminution de la puissance consommée avec les méthodes de commande usuelles. Ces facteurs de dépense ne revêtent cependant qu'une importance secondaire tandis que la sécurité obtenue grâce à l'invention contre les interruptions dues au mouillage des parois de la tour revêt une importance économique très grande. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Procédé de réglage d'un jet de gouttelettes d'eau projeté à l'intérieur d'une tour de conditionnement de fumées provenant de fours et contenant des poussières récupérables au moyen de précipitateurs électrostatiques, ces tours étant équipées de dispositifs atomiseurs comportant au moins une tuyère et actionnés au moyen d'un fluide gazeux sous pression, caractérisé en ce que la pression du fluide gazeux est maintenue constante et en ce qu'on fait varier la pression de l'eau à l'entrée dans la tuyère.

   SOUS -REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la pression de l'eau est réglée par un signal issu d'un organe détecteur sensible à la température régnant à la sortie ou à l'entrée de la tour.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la pression de l'eau est réglée par un signal issu d'un organe détecteur sensible à la température d'une boule mouillée placée à l'entrée ou à la sortie de la tour.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le fluide gazeux atomisant est de l'air comprimé, ou de la vapeur d'eau.