EP0208696B1 - Procede de dissolution de gaz dans un liquide - Google Patents

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EP0208696B1 EP85905326A EP85905326A EP0208696B1 EP 0208696 B1 EP0208696 B1 EP 0208696B1 EP 85905326 A EP85905326 A EP 85905326A EP 85905326 A EP85905326 A EP 85905326A EP 0208696 B1 EP0208696 B1 EP 0208696B1
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Abstract

Procédé et dispositif pour mélanger et dissoudre un gaz (G) dans un liquide (F), ce dernier étant chargé sous pression à travers une plaque à injecteurs (12) dans une chambre de réaction (1), de laquelle s'écoule dans un réservoir de dissolution (2) par des orifices de sortie situés en bas sur le côté (10) un mélange de gaz (G) et de solution (L). Le gaz (G) entre par recirculation par l'intermédiaire d'orifices d'entrée (11) situés en haut à proximité de la plaque à injecteurs (12). Le réservoir de dissolution (2) est rempli à une pression moyenne jusqu'à un niveau (N1) entre les orifices d'entrée et de sortie (11, 10); la quantité de gaz (G) dissout est délivrée en suite par l'intermédiaire d'un régulateur de flux gazeux (5) et la solution (L) est évacuée du réservoir de dissolution (2) par l'intermédiaire d'une vanne de régulation (24) en tant que solution sursaturée (UL) à un faible niveau de pression. Un mode de réalisation de la plaque à injecteurs (12) avec des buses d'injection périphériques et des buses mélangeuses situées à l'intérieur est décrit. Un mode de réalisation du dispositif pour la ventilation des eaux est illustré.

Claims (16)

1. Procédé de mélange et de dissolution de gaz (G) dans un liquide (F), procédé dans le cadre duquel le liquide (F) est conduit sous une première pression élevée à une plaque d'injection (12) de laquelle il sort, à une seconde pression plus basse, dans une chambre à réaction (1) présentant une section transversale à peu prés semblable à celle de la plaque d'injection (12) et une longueur (H) correspondant à un multiple de la dimension transversale la plus faible (d) de la plaque d'injection (12), chambre dans laquelle le gaz (G) est admis à proximité de la plaque d'injection (12) de laquelle le mélange solution-gaz (GL) formé s'échappe latéralement, côté écoulement, et est collecté dans un réservoir de solution (2), dans lequel le gaz non dissous (G) se sépare de la solution (L) et à partir duquel ce gaz (G), de nouveau aspiré par le courant de liquide, entre dans la chambre à réaction (1), la solution étant évacuée du réservoir de solution (2), procédé caractérisé par le fait que dans la chambre à réaction (1), des jets d'injection, serrés et lancés à vitesse élevée, dans le secteur des parois de la chambre à réaction (1), et des jets de mélange, lents et vaporisés, dans le secteur intérieur, sont conduits au liquide (F), et que le mélange solution-gaz (GL) est accumulé, autour de la chambre à réaction (1), jusqu'à un niveau (N1), et que la chambre à réaction (1) est plongée jusqu'à environ 2/3 de sa longueur (H) au-dessous du niveau (N1), et la solution (L) évacuée à une troisième pression basse en tant que solution sursaturée (UL).
2. Procédé selon spécification 1, caractérisé par le fait que la différence de pression entre la seconde pression moyenne et la troisième pression basse est si grande qu'une bulle de gaz, d'une taille moyenne prédéterminée, se forme à la sortie de la solution sursaturée (UL) et que la différence entre la première haute pression et la seconde moyenne pression est à peu près égale à celle existant entre la seconde pression moyenne et la troisième basse pression, la résistance du courant d'affluence et du courant d'écoulement pour la solution (L) à destination du réservoir de solution (2) étant à peu près égale.
3. Procédé selon spécification 2, caractérisé par le fait qu'un courant de gaz (G) est conduit au réservoir de solution (2) ou à la chambre à réaction (1) dans une proportion - par rapport au courant de liquide - correspondant au pouvoir dissolvant à la seconde pression, et par le fait qu'une divergence d'une certaine grandeur de consigne du niveau (N1) est utilisée à la commande des relations du courant de liquide et du courant de gaz, au sens d'une réduction de divergence, le courant de gaz s'élevant lorsque le niveau (N1) dépasse la valeur de consigne, et inversement.
4. Procédé selon spécification 3, caractérisé par le fait que la chute de pression entre la seconde pression moyenne et la troisième basse pression est si grande que des bulles de gaz de 0,2 à 2 mm de diamètre se forment à la sortie de la solution sursaturee (UL) leur diamètre étant choisi en fonction d'une flottation aussi rapide que possible de matières en suspension contenues dans une pièce d'eau (W).
5. Procédé selon spécification 4, caractérisé par le fait que la chute de pression entre la seconde, moyenne, pression et la troisième, basse, pression est si grande que des bulles de gaz d'un diamètre inférieur à 0,2 mm se forment à la sortie de la solution sursaturée (UL), et que le courant de la solution sursaturée (UL) est mélangé avec un courant partiel de liquide (FT) plusieurs fois plus élevé, avant son évacuation dans une pièce d'eau (W), de sorte que les bulles se dissolvent en grande partie avant l'évacuation.
6. Procédé selon l'une des spécifications de 1 à 5, caractérisé par le fait qu'aux fins d'oxydation et/ou de stérilisation du liquide (F) ou de la pièce d'eau (W) une partie, au moins, du gaz (G) consiste en chlore ou en ozone.
7. Procédé selon l'une des spécifications de 1 à 5, caractérisé par le fait qu'aux fins d'acidification ou de neutralisation du liquide (F) ou de la pièce d'eau (W), au moins une partie du gaz (G) consiste en gaz carbonique ou, respectivement, en gaz ammoniac.
8. Dispositif de mélange et de dissolution de gaz (G) dans un liquide (F), présentant une plaque d'injection (12), équipée de plusieurs rangs de buses (13,14), laquelle est reliée, côté courant d'affluence, avec une conduite d'amenée (3) pour le liquide (F) se trouvant sous une première, haute, pression, et, côté écoulement, avec une chambre à réaction (1), présentant une longueur (H) plusieurs fois supérieure à la dimension transversale la plus faible (d) de la plaque d'injection (12) et pourvue dans le secteur de la plaque d'injection (12) d'orifices d'entrée (11) pour le gaz (G) et, à proximité de l'extrémité opposée à la plaque d'injection (12), d'orifices de sortie (10) pour le mélange solution-gaz, laquelle chambre est entourée d'un réservoir de solution (2), ayant un volume de plusieurs fois supérieur à celui de la chambre à réaction et une longueur de plusieurs fois supérieure à la longueur de celle-ci, la chambre à réaction (1, 1A) étant disposée dans le secteur supérieur du réservoir de solution (2), auquel le gaz (G) peut être amenée par une commande, et lequel est raccordé, à sa partie inférieure, à une soupape (24) réglable, caractérisé par le fait que les buses (13) de la rangée disposée en bordure sont conçues sous forme de buses d'injection et les buses (14) disposées à l'intérieur sous forme de de buses de mélange, et qu'à hauteur d'un niveau (N1), à mi- hauteur de la chambre à réaction (1), un serre- regard (9) ou un indicateur de niveau (M, M1) est installé sur le réservoir de solution (2) et raccordé à un dispositif de commande (ST, ST1), dont le signal de sortie actionne une soupape de dosage (5, 5A) de sorte que la solution (L) s'accumule jusqu'au niveau (N1).
9. Dispositif selon spécification 8, caractérisé par le fait que les buses d'injection consistent en forures cylindriques, dont la longueur est de plusieurs fois supérieure à leur diamètre (d1), et les buses de mélange, cylindriques en amont et coniques en aval, s'évasent p.ex. jusqu'au double de leur diamètre.
10. Dispositif selon spécification 9, caractérisé par le fait que la plaque d'injection (12), radiale et équidistante, est pourvue de plusieurs couronnes de buses (13, 14), disposées concentriquement et réparties, sur les cercles, de l'intérieur à l'extérieur, de préférence en nombre de 1, 8,16, 16, les dimensions étant de 2 mm pour chaque diamètre de buse entrée (d1, d2), 6 mm pour l'épaisseur de la plaque (Dp), 25 mm environ pour le rayon de la plaque (r), et la plaque d'injection (12) étant, de préférence, fixée, de façon amovible, sur le cylindre (16), par un épaulement intérieur (18a) à l'aide d'un manchon taraudé (18).
11. Dispositif selon spécification 9, caractérisé par le fait que la chambre à réaction (1) consiste en un cylindre (16), fermé, à son extrémité par une plaque de chicane (17) et pourvu, à une certaine hauteur (h1) au-dessus de celle-ci, hauteur correspondant à peu près au rayon (r) de cette dernière, de forures servant d'orifices de sortie (10), opposant au mélange solution-gaz une résistance de courant considérablement plus faible que la plaque d'injection (12), et présentant, à proximité de la plaque d'injection (12) des forures en tant qu'orifices d'entrée 11, dont la section transversale totale correspond à peu près au 1/3 de la section transversale totale des orifices de sortie (10).
12. Dispositif selon spécification 9, caractérisé par le fait que la chambre à réaction (1A) est fermée par une première plaque de chicane (17A), au-dessus de laquelle, latéralement, de préférence deux tubulures (60) sont prévues, lesquelles sont conduites, coudées vers le haut, jusqu'à 1/3 de la hauteur (H) de la chambre à réaction, et au-dessus des extremités de sortie (60A) desquelles, à un intervalle (h3) du 1/4 de la hauteur (H) de la chambre à réaction, une seconde plaque de chicane (61) est disposée, dépassant, de tous côtés, les sections transversales de sortie.
13. Dispositif selon spécification 8, caractérisé par le fait qu'une conduite de gaz (4) est conduite dans le réservoir de solution (2) en passant par une soupape de dosage (5) et une soupape de retenue (6), et que la conduite de décharge (25) est raccordée, par l'intermédiaire d'une soupape de réglage (24) ou d'un papillon, à une conduite (26) aux fins d'évacuation de la solution sursaturée (UL), et que, en amont de la conduite de décharge (25), un tube d'écoulement vertical (63) est disposé, dont la longueur correspond à peu près au double de la longueur (H) de la chambre à réaction et de l'extrémité supérieure duquel plusieurs, tubes collecteurs, deux par exemple, (62) conduisent jusqu'à proximité du fond du réservoir et dans la paroi de clôture supérieur duquel des forures étroites (64) sont pratiquées pour assurer le passage du gaz.
14. Dispositif selon l'une des spécifications de 8 à 13, caractérisé par le fait que elle-ci est montée sur un corps flottant (S), en commun avec une pompe (P) et un compresseur (K) et/ou un accumulateur de gaz comprimé, et que, côté pression, la conduite d'amenée de liquide (3) est reliée à la pompe (P) et la conduite de gaz (4) avec le compresseur (K) et/ou l'accumulateur de gaz comprimé, et que la pompe (P) est reliée, côté aspiration, avec un panier d'aspiration (SK), à proximité du corps flottant et que la solution sursaturée d'air ou de gaz (UL) est évacuée, par l'intermédiaire d'une conduite (26) et, le cas échéant, d'un tube de distribution (27) à une profondeur prédéterminée pour chaque cas, au-dessous du corps flottant (5).
15. Dispositif selon spécification 8, caractérisé par le fait que la plaque d'injection (12) est reliée, côté courant d'amenée, à une pompe (P), à la tubulure d'aspiration (70) de laquelle une conduite d'amenée d'air (71) est raccordée, reliée elle-même, à son extrémité, à une tubulure de dosage (SA), commandée, aux fins de réglage du niveau constant (N1), par l'intermédiaire de la commande (St1) qui est reliée, côté entrée, à l'indicateur de niveau (M1).
16. Dispositif selon spécification 15, caractérisé par le fait que la tubulure d'aspiration est pourvue d'une soupape de dosage (72), reliée à un réservoir de stockage (73) pour floculant.
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