FR1464339A - Dispositif pour l'élimination des produits solides hors de gaz très chauds - Google Patents

Description

Dispositif pour l'élimination des produits solides hors de gaz très chauds.

La présente invention se rapporte à un dispositif pour l'élimination des produits solides présents dans des gaz de combustion très chauds.

L'appareil ou dispositif, objet de la présente invention, a été conçu plus particulièrement aux fins d'élimination des cendres volantes et produits du même genre entraînés dans les gaz créés dans les incinérateurs industriels, mais on lui trouve également une utilisation dans d'autres fours où les produits de combustion renferment des quantités excessives de matières solides.

En bref, l'appareil de ce genre utilise de l'eau courante s'écoulant par gravité sur les surfaces extérieures d'organes distants les uns des autres et disposés au droit du trajet de déplacement des gaz. Les matières solides entraînées dans le gaz viennent frapper l'eau s'écoulant et sont captées par cette eau, ce qui a pour effet de débarrasser suffisamment les gaz de leurs produits solides pour les évacuer dans l'atmosphère.

L'invention vise principalement un appareil efficace et économique tel que décrit utilisant des écrans ou rideaux d'eau courante contre lesquels viennent frapper les gaz très chauds. Les écrans sont constitués par de l'eau s'écoulant par gravité sur l'extérieur d'au moins les parois d'amont d'un certain nombre de réservoirs espacés, ayant une section transversale horizontale déterminée, et disposés en rangées décalées s'étendant, dans leur ensemble, dans le sens transversal de l'écoulement des gaz.

La présente invention vise en outre un appareil tel que décrit ci-dessus, et qui ne peut être endommagé par un arrêt de l'alimentation en eau, du fait de la température élevée des gaz et d'un manque d'eau en tant que milieu de refroidissement. Dans leur mise en oeuvre, les réservoirs sont alimentés en continu et remplis d'eau qui déborde au sommet desdits réservoirs et s'écoule sur l'extérieur d'au moins celles de leurs parois qui font face à la direction d'où arrive le courant de gaz. Si l'alimentation d'eau est arrêtée, il y a peu de risques de causer des dégâts aux appareils jusqu'à évaporation de la totalité ou de la plus grande partie de l'eau présente dans les réservoirs, ce qui assure un temps compris entre 30 minutes et 1 heure, durant lequel on peut remédier à la panne d'alimentation d'eau, ou bien réduire l'écoulement de gaz.

La présente invention vise également un tel appareil dans lequel les réservoirs distincts comportent des parois dont la hauteur est plus faible au sommet de leur côté d'amont et de leur côté d'aval, ce qui a pour effet de ne produire un débordement que sur les parois d'amont, en réduisant ainsi au minimum la quantité d'eau nécessaire à la mise en oeuvre de l'appareil.

L'invention vise encore un appareil de type décrit, dans lequel le réseau d'alimentation en eau des réservoirs est muni d'un tube vertical dans chaque réservoir, ce tube se terminant à son extrémité inférieure au voisinage du fond du réservoir. Grâce audit agencement, il se produit une circulation d'eau dans la totalité de chaque réservoir, ce qui évite toute accumulation nuisible de sédiments dans la partie inférieure du réservoir.

La présente invention vise aussi un appareil du type décrit comportant un réservoir de décantation destine à l'enlèvement d'une partie ou de la totalité des produits solides emprisonnés dans l'eau.

L'invention vise, enfin, un appareil dans lequel l'eau utilisée pour emprisonner les produits solides est recyclée dans les réservoirs de l'écran ou rideau d'eau, après s'être écoulée dans le réservoir de décantation. I1 va de soi que l'on ajoute de l'eau d'appoint pour compenser les pertes d'eau dues à l'évaporation ou à toute autre cause.

Lorsque les gaz très chauds communiquent à l'eau des propriétés acides, ce qui est le cas le plus général, l'invention vise l'addition d'un produit alcalin, comme du carbonate de sodium anhydre, dans l'eau recyclée. La demanderesse recommande principalement la présence d'un excé
dent de produit alcalin, afin que l'eau présente
dans Ie réservoir de décantation ait une caracté
ristique alcaline et, par conséquent, savonneuse.

Quand on utilise l'invention pour des incinérateurs,
l'eau savonneuse très chaude constitue un fluide
de lavage remarquable pour les véhicules de
ramassages des gadoues.

D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention apparaîtront au fur et à mesure
de la description qui va suivre, en consultant le
dessin annexé sur lequel on a représenté, à titre
purement illustratif et non limitatif, un mode
de réalisation de l'appareil conforme aux moyens
généraux de la présente invention.

Sur ce dessin:
La figure I est une vue en elévation, avec
arrachements, d'un appareil, agencé conformé
ment à la présente invention, vu du côté d'amont
du courant de gaz dont on doit éliminer les pro
duits solides en suspension;
La figure 2 est une coupe, à plus grande échelle,
prise suivant 2-2 de la figure 1;
La figure 3 est une coupe partielle, à plus grande
échelle, prise suivant 3-3 de la figure 1
La figure 4 est une coupe transversale, à
beaucoup plus grande échelle, de l'un des réser
voirs à écran ou rideau d'eau utilisés dans l'in Invention
La figure 5 est une vue composite, en perspec
tive, des parties supérieures de l'un des réservoirs
à écran d'eau de la rangée d'amont et de deux
réservoirs de la rangée d'aval;
La figure 6 est un schéma représentant le
réseau ou dispositif utilisant l'appareil objet de
la présente invention.

En examinant maintenant les figures 1 à 3,
on peut voir qu'on a référencé 10 un carneau
ou passage pour les gaz de combustion très chauds
provenant d'un incinérateur ou autre four. Ce
passage est délimité par des parois Iatérales en matière réfractaire, représentées schématique
ment en II et 12, par un soI 13 espar un toit 14.

Le passage 10 s'étend entre une chambre de com
bustion (non représentée) et une cheminée ou
autre structure du même genre.

Des réservoirs allongés et verticaux, 15 et 16,
s'étendent depuis un seuilmcline 17 (fig. 2) disposé
sur le sol I3 Jusqu'à un toit supérieur adjacent 14.

Les réservoirs 15 et 16 sont maintenus en
position sur le soI par des cornières 18 qui sont
fixées au seuiI 17.

Lesdits réservoirs sont disposés de manière à
être écartés les uns des autres en deux rangées
espacées disposées transversalement au sens
d'écoulement des gaz très chauds. Le sens d'écou
lement est indiqué par les flèches 20, visibles sur
les figures 2 et 3. On a iIIustre les réservoirs 15
comme étant situés dans la rangée d'amont, et
les réservoirs 16 - comme étant situés dans la
rangée d'aval. Les réservoirs d'une rangée donnée sont décalés par rapport à ceux de l'autre rangée, comme représenté sur les figures 1 et 3.

Si l on veut obtenir le maximum d'efficacité, il faut queleas bords latéraux des réservoirs de l'une des rangées débordent légèrement sur ceux des réservoirs de l'autre rangée, par rapport au sens d'écoulement des gaz, disposition qui est très clairement représentée sur la figure I et qui fait apparaître les - réservoirs comme présentant une paroi ininterrompue aux gaz d'écoulement. Il va de soi que cette paroi permet I'écoulement des gaz du fait de l'espace séparant les deux rangées de réservoirs espacés (fig. 2 et 3).

Chacun des réservoirs 15 et 16 présente une section transversale trapézoïdale, - comme représenté sur les figures 3 et 4. Les paroirs opposées, et non parallèles, 25 et 26, font un angle d'environ 45 par rapport à la paroi large 27. Comme représenté, ces parois non parallèles sont venues d'un bloc avec la petite paroi 28.

L'extrémité inférieure de chaque tube 30 se termine au voisinage du fond du réservoir (fig. I et 2). Comme on peut le voir, on amène de l'eau en continu dans les réservoirs 15 et 16 par les tubes 30 et la position des extrémités inférieures de ces tubes au voisinage des fonds des réservoirs fait s'écouler l'eau sur la totalité de la hauteur desdits réservoirs. Cette disposition empêche la formation de sédiments nuisibles dans les fonds des réservoirs ainsi que la création de points chauds nuisibles dans l'appareil.

Les extrémités supérieures des tubes 30 s'étendent au-delå des bords supérieurs - des réservoirs 15 et 16 et, dans le mode de réalisation de la présente invention, qui a été représenté, sont engagées dans une structure appropriée du toit 14 du four et, par conséquent, maintiennent ces réservoirs en position verticale, à l'espacement voulu. Des organes appropriés, comme des fers en U, ou des cornières 32, sont montés dans une ouverture transversale 33 du toit 14 et sont raccordés avec les parties d'extrémité supérieure des tubes 30. L'ouverture du toit est fermée par une plaque couvercle 34, empêchant l'échappe- ment des gaz très chauds.

Les extrémités supérieures des divers tubes 30 sont raccordées par des tubes courbes 35 à un collecteur d'alimentation 36. On a représenté des obturateurs réglables individuels 38 aux raccordements existants entre les tubes courbes 35 et le collecteur 36.

Comme on peut le voir, pendant la mise en oeuvre de l'appareil, de I'eau est fournie en continu, avec le débit nécessaire, au collecteur 36, sous une pression relativement faible. L'eau s'écoule par les obturateurs réglables - ou vannes 38, les tubes courbes 35 et les tubes 30 jusque dans les fonds des réservoirs 15 et 16 et remplit ces réservoirs en les faisant déborder. L'eau qui déborde s'écoule par gravité sur l'extérieur de certaines ou de toutes les parois des réservoirs et les gaz très chauds qui se déplacent dans le carneau ou passage 10 viennent en contact avec cette eau.

Le sol 13 est pourvu de rigoles d'écoulement 40 et 41 (fig. 2) qui recueillent l'eau ayant débordé ainsi que les matières solides emprisonnées et qui les dirigent jusqu'à un réservoir de décantation 42 (fig. 6). Une canalisation d'évacuation 43, ou autre organe du même genre, disposée dans le réservoir 42, facilite l'évacuation périodique des matières solides déposées par l'eau.

En examinant maintenant la figure 5, on peut voir que les réservoirs 15 et 16 comportent des structures différentes et qu'ils sont orientés en sens inverse dans les deux rangées représentées.

Comme mentionné plus haut, les réservoirs 15 sont situés dans la rangée d'amont, c'est-à-dire dans la première rangée que rencontrent les gaz très chauds se déplaçant. Ces réservoirs 15 sont orientés de manière que les parois parallèles étroites 28 soient orientées vers l'amont. Du fait de cette orientation, les parois non parallèles 25 et 26 font également face vers l'amont et les grandes parois parallèles 27 sont orientées vers l'aval. Comme représenté sur la figure 5 de façon volontairement exagérée, les bords supérieurs des parois 25, 26 et 28 des réservoirs 15 sont un peu moins hauts que ceux des parois d'aval 27. Grâce à cela, le débordement et l'écoulement extérieur de Peau hors des réservoirs n'ont lieu que sur les parois 25, 26 et 28, comme indiqué par les flèches 45.

Les réservoirs 16, qui sont orientés en sens inverse, dans la rangée d'aval, ont leurs grandes parois parallèles 27 qui font face vers l'amont.

Les bords supérieurs des parois 27 des réservoirs 16 sont situés à un niveau légèrement inférieur à celui des bords supérieurs des parois d'aval 25, 26 et 28, ce qui a pour effet que l'eau ne déborde et ne s'écoule que sur les parois 27, comme indiqué par les flèches 47.

Étant donné que les bords supérieurs des réservoirs 15 et 16 sont agencés de la manière qu'on vient de décrire, l'écoulement d'eau est limité aux parois d'amont, ce qui réduit au minimum la quantité d'eau utilisée et contribue à l'économie d'eau.

En examinant maintenant la figure 6, on peut voir une représentation schématique d'un réseau ou dispositif complet utilisant l'appareil objet de l'invention. Un réservoir d'alimentation 50 reçoit l'eau déja utilisée depuis le réservoir de décantation 42 et l'eau d'appoint qui provient d'une alimentation 51. Dans les cas où les gaz très chauds confèrent à l'eau une caractéristique acide, on ajoute un produit alcalin, comme du carbonate de sodium anhydre, à partir d'une source d'alimentation, comme par exemple le réservoir 52.

Une pompe à moteur 55 amène de l'eau sous pression relativement faible depuis le réservoir 50 par les tubes 56 et 57 jusqu'au collecteur d'alimentation 36, à partir duquel l'eau est dirigée par les tubes courbes 35 jusqu'aux tubes distincts 30 situés à l'intérieur des réservoirs correspondants 15 et 16. Comme on l'a déjà dit, l'eau remplit complètement les réservoirs 15 et 16 et déborde aux bords supérieurs de ceux-ci. L'eau s'écoule par gravité sur les surfaces extérieures d'au moins les parois d'amont du réservoir et est soumise à l'action des gaz très chauds qui se déplacent dans le passage 10. Pour leur plus grande partie, les matières solides et les divers produits constitutifs solubles renfermés dans les gaz sont emprisonnés et dissous dans l'eau s'écoulant et, en même temps que l'eau, sont reçus dans les rigoles 40 et 41 qui débouchent dans le résérvoir de décantation 42. Les eaux usées provenant du réservoir 42 sont ramenées au réservoir d'alimentation 50 par le conduit 60.

Dans une installation caractéristique, dans laquelle les gaz très chauds sont à une température d'environ 982 OC, du côté entrée de l'écran ou rideau d'eau, la température peut baisser jusqu'à environ 343 OC du côté évacuation. De ce fait, le taux d'évaporation est comparativement élevé et, dans l'installation, on a observé qu'il y avait environ 30 % de l'eau amenée aux réservoirs qui étaient perdus par évaporation. Il va de soi qu'on ajoute au réseau, à partir de la source d'alimentation 51, une quantité correspondante d'eau d'appoint.

Après plusieurs recyclages depuis la mise en route, I'eau présente dans le réservoir de décantation 42 de l'installation décrite prend une température d'équilibre d'environ 60 OC. Quand on utilise un léger excès de produits alcalins, comme du carbonate de sodium anhydre, l'eau portée à cette température présente une caractéristique savonneuse et constitue un fluide idéal pour laver, par exemple, les camions collecteurs de gadoues.

On remarquera que l'appareil objet de l'invention n'utilise pas d'ajutages de pulvérisation avec l'écran ou rideau d'eau. Ceci présente un avantage, étant donné que les ajutages ont tendance à se colmater avec les produits solides renfermés dans les gaz ainsi que par corrosion.

L'appareil objet de la présente invention présente un facteur de sécurité important vis-a-vis d'une panne d'alimentation en eau. Comme on l'a déjà dit, les dégâts causés aux réservoirs n'ont guère de risque de se produire avant évaporation de la plus grande partie, sinon de la totalité, de l'eau contenue dans ces derniers. Le temps nécessaire à l'évaporation complète permet de remédier aux pannes d'alimentation en eau, ou bien de réduire le débit de gaz très chauds.

Le fait d'avoir disposé les réservoirs espacés en au moins deux rangées espacées, ceux-ci étant décalés et débordant les uns sur les autres, a pour effet que la quasi-totalité des gaz très chauds vient en contact avec l'eau s'écoulant. Les réservoirs ont une section transversale et un espacement tels que la résistance à l'écoulement des gaz reste à un niveau satisfaisant. En d'autres termes, l'appareil objet de l'invention ne produit pas de contre-pression nuisible gênant l'écoulement des gaz.

Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre purement illustratif et non limitatif et que l'homme de l'art pourra y apporter toutes variantes et modifications sans sortir pour cela de son cadre général.

RÉSUMÉ
La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un appareil perfectionné destiné à l'élimination des produits solides renfermés dans des gaz très chauds, l'appa- reil susvisé présentant les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison
10 Il comporte un réservoir allongé et vertical, dont la section droite horizontale est trapézoïdale et dont les parois opposées, qui ne sont pas parallèles, convergent l'une vers Vautre depuis celle des deux parois parallèles qui est la plus grande, en faisant un angle d'environ 45O par rapport à cette dernière paroi;
20 La paroi parallèle la plus étroite et les parois opposées précitées, qui ne sont pas paral lèles, ont des bords supérieurs qui sont à un niveau inférieur à celui du bord supérieur de la paroi parallèle la plus large;
30 La paroi parallèle la plus large a son bord supérieur qui est à un niveau plus faible que les bords supérieurs des autres parois;
4O Le réservoir est pourvu d'un tube vertical, dont l'extrémité inférieure se termine près du fond dudit réservoir;
50 L'appareil est pourvu de plusieurs réservoirs allongés et verticaux agencés comme décrit, réservoirs qui sont écartés les uns des autres en formant deux rangées espacées et transversales au sens d'écoulement des gaz très chauds, les réservoirs d'au moins la rangée d'amont ayant celle de leurs parois parallèles qui est la plus étroite et leurs parois convergentes disposées en faisant face vers l'amont, les reservoirs d'une des rangées étant décalés par rapport à ceux de l'autre rangée; des dispositifs assurent une alimentation d'eau continue de ces réservoirs, grâce à quoi, l'eau déborde et s'écoule sous l'action de la pesanteur à l'extérieur d'au moins celles des parois qui font face à l'amont;
60 Les reservoirs de la rangée d'aval ont leur paroi parallèle la plus large qui fait face vers l'amont;
7O Les parois d'amont des réservoirs ont leurs extrémités supérieures qui sont à un niveau inférieur à celui de leurs parois d'aval, grâce à quoi l'eau ne déborde que sur les parois d'amont;
8 Les bords latéraux des réservoirs d'une rangée débordent sur ceux des réservoirs décalés de l'autre rangée;
90 Les dispositifs qui assurent une alimentation continue d'eau à ces réservoirs comprennent un tube vertical placé dans chaque réservoir et dont l'extrémité inférieure se termine près du fond dudit réservoir;
100 Le dispositif assurant une alimentation d'eau continue aux réservoirs comprend : un réservoir de décantation; un dispositif dirigeant l'eau qui déborde et les produits solides emprisonnés jusqu'au réservoir de décantation; un réservoir d'alimentation; un dispositif amenant l'eau qui provient de ce réservoir de décantation jusqu'au réservoir d'alimentation précité; un dispositif amenant une quantité d'eau d'appoint jusqu'au réservoir d'alimentation, et, enfin, des dispositifs amenant Peau qui provient de ce réservoir d'alimentation jusqu'aux réservoirs allongés précités;
110 Des dispositifs alimentent en produits alcalins le réservoir de décantation.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (6)

**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. gaz reste à un niveau satisfaisant. En d'autres termes, l'appareil objet de l'invention ne produit pas de contre-pression nuisible gênant l'écoulement des gaz. Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre purement illustratif et non limitatif et que l'homme de l'art pourra y apporter toutes variantes et modifications sans sortir pour cela de son cadre général. RÉSUMÉ La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un appareil perfectionné destiné à l'élimination des produits solides renfermés dans des gaz très chauds, l'appa- reil susvisé présentant les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison 10 Il comporte un réservoir allongé et vertical, dont la section droite horizontale est trapézoïdale et dont les parois opposées, qui ne sont pas parallèles, convergent l'une vers Vautre depuis celle des deux parois parallèles qui est la plus grande, en faisant un angle d'environ 45O par rapport à cette dernière paroi;
1. 20 La paroi parallèle la plus étroite et les parois opposées précitées, qui ne sont pas paral lèles, ont des bords supérieurs qui sont à un niveau inférieur à celui du bord supérieur de la paroi parallèle la plus large;
2. 30 La paroi parallèle la plus large a son bord supérieur qui est à un niveau plus faible que les bords supérieurs des autres parois;

   4O Le réservoir est pourvu d'un tube vertical, dont l'extrémité inférieure se termine près du fond dudit réservoir;
3. 50 L'appareil est pourvu de plusieurs réservoirs allongés et verticaux agencés comme décrit, réservoirs qui sont écartés les uns des autres en formant deux rangées espacées et transversales au sens d'écoulement des gaz très chauds, les réservoirs d'au moins la rangée d'amont ayant celle de leurs parois parallèles qui est la plus étroite et leurs parois convergentes disposées en faisant face vers l'amont, les reservoirs d'une des rangées étant décalés par rapport à ceux de l'autre rangée; des dispositifs assurent une alimentation d'eau continue de ces réservoirs, grâce à quoi, l'eau déborde et s'écoule sous l'action de la pesanteur à l'extérieur d'au moins celles des parois qui font face à l'amont;
4. 60 Les reservoirs de la rangée d'aval ont leur paroi parallèle la plus large qui fait face vers l'amont;

   7O Les parois d'amont des réservoirs ont leurs extrémités supérieures qui sont à un niveau inférieur à celui de leurs parois d'aval, grâce à quoi l'eau ne déborde que sur les parois d'amont;

   8 Les bords latéraux des réservoirs d'une rangée débordent sur ceux des réservoirs décalés de l'autre rangée;
5. 90 Les dispositifs qui assurent une alimentation continue d'eau à ces réservoirs comprennent un tube vertical placé dans chaque réservoir et dont l'extrémité inférieure se termine près du fond dudit réservoir;
6. 100 Le dispositif assurant une alimentation d'eau continue aux réservoirs comprend : un réservoir de décantation; un dispositif dirigeant l'eau qui déborde et les produits solides emprisonnés jusqu'au réservoir de décantation; un réservoir d'alimentation; un dispositif amenant l'eau qui provient de ce réservoir de décantation jusqu'au réservoir d'alimentation précité; un dispositif amenant une quantité d'eau d'appoint jusqu'au réservoir d'alimentation, et, enfin, des dispositifs amenant Peau qui provient de ce réservoir d'alimentation jusqu'aux réservoirs allongés précités;

   110 Des dispositifs alimentent en produits alcalins le réservoir de décantation.