FR2561130A1 - Procede et installation de traitement d'un melange comprenant un liquide, un gaz et une mousse; et application dans un procede et une installation de reaction chimique controlee entre un gaz et un liquide - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION DE TRAITEMENT D'UN MELANGE COMPRENANT UN LIQUIDE, UN GAZ ET UNE MOUSSE POUR EN SEPARER LES CONSTITUANTS INDIVIDUELS RESPECTIFS LIQUIDE ET GAZ. L'INSTALLATION COMPREND UN SEPARATEUR 1 POURVU D'AU MOINS UNE CONDUITE 2 D'AMENEE DE MELANGE A SEPARER, D'AU MOINS UNE CONDUITE DE SORTIE 8 DE LIQUIDE ET AU MOINS UNE CONDUITE 12 DE SORTIE DE GAZ; ET CARACTERISE EN CE QUE LA CONDUITE 2 D'AMENEE DE MELANGE DEBOUCHE SENSIBLEMENT HORIZONTALEMENT ET TANGENTIELLEMENT EN 14 A LA PAROI INTERNE 16 DU SEPARATEUR; DES MOYENS AUXILIAIRES 18 DE CASSAGE DE LA MOUSSE ETANT PREVUS DANS LE SEPARATEUR 1 QUI DE PREFERENCE COMPRENNENT DES MOYENS 22 DE COLLECTE DE LA MOUSSE, DES MOYENS 30 D'ACCELERATION DE LA VITESSE D'ECOULEMENT DE LA MOUSSE PROVENANT DES MOYENS DE COLLECTE ET DES MOYENS DE PROJECTION 32 DE LA MOUSSE ACCELEREE SUR LA PAROI INTERNE DU SEPARATEUR. L'INVENTION PERMET DE SEPARER ET DE CASSER EFFICACEMENT LA MOUSSE EN EVITANT UNE POLLUTION CONCOMITANTE ET S'APPLIQUE PRINCIPALEMENT DANS DES PROCEDES DE REACTION CHIMIQUE ENTRE UN GAZ ET UN LIQUIDE RESULTANT EN LA FORMATION DE MOUSSE EN VUE DE REDUIRE RADICALEMENT LE TEMPS DE REACTION TOUT EN EN CONTROLANT CETTE REACTION PRECISEMENT.

Description

La présente invention concerne essentiellement un procédé et une installation de traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse et l'appli- cation dans un procédé et une installation de réaction chimique contrôlée entre un gaz et un liquide.

Lors de certaines réactions chimiques, en particulier entre un gaz contenant un ou plusieurs éléments réagissant vec un ou plusieurs éléments contenus dans un liquide, il se produit la formation de mousse qu'il est nécessaire de séparer du liquide De même, il est nécessaire pour éviter la la pollution de l'atmosphère ainsi qu une perte appréciable en liquide, de séparer la mousse du gaz, par exemple en cassant cette mousse.

il se pose donc le problème technique d'une part de la séparation de la mousse et d'autre part de la destruction ou ou ducassage de cette mousse en ses divers constituants. Ce problème technique devient d'une importance i0#ciale dans le cas ou lors d'une réaction chimique, on produit de manière inhérente une grande quantité de mousse. La présente invention a donc pour but de résoudre ce problème technique d'une manière simple et efficace.

D#autre part, un autre problème technique réside dans Le fait qu'il faut absolument éviter lors de ce traitement de la mousse d'augmenter la consommation en énergie d'une manière radicale en introduisant des dispositifs consommateurs d'énergie et qui peuvent
r outre compliquer la mise en oeuvre du procédé et ainsi le cout de celui-ci et de la construction de l'appareillage.

La présente invention résout également pour la première fois ce probleme technique en fournissant
une solution particulierement simple qui ne nécessite pas de consommation d'enersie supplémentaire tout en augmentant que très légèrement le coût de fabrication de l'installation.

Ainsi, selon la présente invention on fournit un procédé de traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse, la mousse étant elle-même constituée de liquide et de gaz, pour en séparer les constituants individuels respectifs liquide et gaz, caractérisé en ce qu'il comprend
les étapes suivantes
- on introduit ledit mélange tangentiellement dans un séparateur de manière a réaliser une séparation du liquide de la mousse notamment par centrifugation
- on effectue un traitement secondaire du liquide dans une zone de traitement de liquide
pour casser la mousse restante et en séparer le gaz qui y est contenu
- on effectue un traitement#secondaire de la mousse dans une zone de traitement de mousse, ré sultaIit en un cassage de la mousse et en la séparer tion du liquide et du gaz.

Selon une caractéristique avantageuse de ce
procédé, le traitement de la mousse comprend une étape d'accélération de la vitesse d'écoulement de la mousse et une étape de projection de la mousse accélérée sur la paroi correspondante du séparateur.

De préférence, l'étape de projection comprend une projection, selon un angle de projection déterminé, la rousse conte la paroi interne du séparateur,cet avale est de préférence csoris entre 30 et 90 et encore de préférence entre 45 et 700.

Selon une autre caractéristique intéressante du procédé selon l'invention, l'étape de traitement du liquide comprend le passage forcé du liquide sur un cane de dégazage et la récupération du gaz séparé du liquide.

La présente invention concerne également une installation de traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse, la mousse étant ellemmeme constituée de liquide et de yaz, pour en séparer les constituants individuels respectifs liquide et gaz, comprenant un séparateur pourvu d'au moins une conduite d'amenez de mélange à séparer de préférence disposeeà distance du sommet et du fond du séparateur#;; d'au moins une conduite de sortie du liquide, de préférence située vers le fond du séparateur g et d'au moins une conduite de sortie de gaz, de préférence située vers le sommet du séparateur, caractérisée en ce que la conduite d'amenée du mélange débouche sensiblement horizontalement et tangqntiellement à la paroi interne du séparateur, des-moyens auxiliaires de cassage de la mousse étant prévus dans le séparateur.

Selon une caractéristique préférée, la conduite d'amenée de mélange est légèrement inclinée vers le fond du séparateur, par rapport à l'horizonta'e, cette inclinaison étant de préférence de 0,5 à 100 encore de préférence de 1 à 30.

Selon une caractéristique préférée de cette installation, les moyens auxiliaires de cassage de la mousse comprennent des moyens de collecte de la mousse, des moyens d'accélération de la vitesse d'écoulement de la mousse provenant des moyens de collecte ; et des moyens de projection de la mousse accélérée sur la paroi interne du séparateur, qui, de préférence, est séparée physiquement de la zone d'entrée du mélange. De préférence, les moyens d'accélération et de projection de la mousse comprennent un distributeur à une ou plusieurs buses
fixes de section réduite dont l'extrémité est
conformée de manière à envoyer un jet de mousse contre
la paroi interne du séparateur.

Selon un mode de réalisation particulièrement
préféré, l'extrémité de la buse forme un angle de 30 à 800 , de préférence de 45 à 700 encore de préférence
d'environ 600 par rapport au Plan de
symétrie du séparateur passant par
le centre du séparateur et par
la partie radiale formant support de la buse.

D'autre part, cette installation comprend
également comme moyen auxiliaire précité des moyens
de passage- forcé du liquide sur un cône de dégazage
et des moyens de récupération du gaz séparé du
liquide.

La présente invention concerne également une application du procédé de l'installation précédem
ment décrit dans un procédé de réaction chimique
contrôlée entre un gaz et un liquide qui est
caractérisée en ce qu'on réalise une mise en contact
intime du liquide et du gaz dans un temps très
limité, en formant ainsi une mousse ; et en ce qu'on
sépare ensuite le gaz du liquide et en ce qu'on
traite la mousse de manière à en séparer les constituants
liquide et gaz et à contrôler précisément la réaction.

De préférence, le temps de réaction très limité
est de l'ordre de 0,01 à 1 seconde.

Selon une caracteristique préférée-de cette
application de l'invention dans un procédé de réaction
chimique, le liquide est constitué ou comprend
une lique#ur noire résultant de la fabrication de la
pâte à. papier, par exemple par gestion à la soude
ou suivant les procédés au sulfite de soude ou
suivant les procédés dits "kraft". D'autre part,
le gaz peut comprendre du dioxyde de carbone, dilué dans l'azote dans des proportions variant de 1 g en volume à 90 t en volume, ou encore au gaz effluant de combustion contenant du di-oxyde de carbone et de L'oxygène dilué dans des gaz inertes tels que l'azote, argon , etc.

De préférence la concentration du liquide en el.ément en solution participant à la réaction est faible, la concentration en silicate de soude dans la liqueur noire pouvant varier entre 0,01 % en poids et 10 -# en poids, des solutions diluées étant avantage préférées
D'autres buts, caractéristIques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière la a description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement une installation selon la la présente invention comportant essentiellement un séparateur
- la figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne de trace II-II de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une variante de réalisateur du séparateur représenté à la figure 1 de telle sorte que ce séparateur soit un séparateur multi étagé;;
- la figure a représente l'application de l'installation et du procédé selon 1' invention dans un procédé de réaction chimique entre un gaz et un liquide dans un réacteur;
- la figure 5 représente une autre variante préférée d'application selon l'invention selon laquelle la réaction chimique est réalisée dans des étages successifs comportant un séparateur selon l'invention par étage
ia figure 6 représente un autre mode de réali- sation d'une installation selon l'invention qui peut d:: ailleurs etre combine avec le mode de réalisation des figures 1 à 5 puisque selon ce mode de réalisation on prévoit un dispositif particulier de traitement du liquide qui peut etre combiné sans inconvénient avec le dispositif particulier de traitement de la mousse faisant l'objet des figures 1 à 5
- la figure 7 représente une vue agrandie d'une variante de réalisation des moyens auxiliaires de cassage de la mousse, analogue à la figure 1 ;
- la figure 8 représente une vue selon la ligne de trace Vili-Vili analogue à colle de la figure 2
- la figure 9 représente un autre mode de réalisation d'une installation selon l'invention comportant une autre variante de réalisation des moyens auxiliaires de cassage de la mousse.

En référence à la figure If une installation de traitement d9un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse, la mousse étant elle-meme cons titubée de liquide et de gaz, pour- en séparer les constituants individuels liquide et gaz, comprend un séparateur désigné par le numéro de référence général 1, pourvu d'au moins une conduite 2 d'amenée de mélange à sépare# de préférence disposée à distance du sommet 4 et du fond 6 du séparateur, d'au moins une conduite 8 de sortie du liquide 10, de préférence située vers le fond 6 du séparateur, comme représenté, et d'au moins une conduite 12 de sortie de gaz, de préférence située vers le sommet 4 du séparateur, comme représenté.

Selon L'invention, cette installation est caractérisé en ce que la conduite 2 d'amenez du mélange débouche Cen 14) sensiblement horizontalement et tangentiellement à la paroi interne 16 du séparateur 1 ; cette installation comprend aussi des moyens auxiliaires de cassage de la mousse 18 prévus dans le séparateur 17
Selon une caractéristique préférée de 11 installation selon l'invention, la conduite 2 d'amenée de mélange est légèrement inclinée vers le fond 6 du séparateur, de préférence de 0,5 à 10 et mieux de 1 à 30.

Ainsi, par la disposition selon l'invention, on produit une centrifugation du mélange sortant de la conduite d'amenée de mélange 2 tandis que la légère inclinaison de la conduite d'amenée de mélange 2 permet d'éviter une remontée du courant de liquide en facilitant ainsi la séparation du gaz et de la mousse du liquide.

On a représenté schématiquement en 20 le chemin parcouru par le liquide sur les parois du séparateur où il perd de la vitesse et chute ensuite en fond de séparateur pour constituer la nappe de liquide 10 ayant un niveau de liquide L.

Selon la présente invention, les moyens auxiliaires 18 de cassage de la mousse comprennent des moyens de collecte 22 de la mousse et aussi du gaz. Par exemple, ces moyens de collecte 22 sont constitués par un cône dont le sommet 22a est dirigé vers le sommet 4 du séparateur et dont la base 22b est solidarisée de manière étanche à la paroi interne 16 du séparateur 1 de manière à définir au-dessus du cône 22 une zone 24 de traitement de la mousse séparée physique ment de la zone 26 d'entrée du mélange. Le sommet 22a du cône 22 comporte une ouverture 28 qui communique avec des moyens 30 d'accélération de la vitesse d'écoulement de la mousse provenant des moyens de collecte 22, et des moyens 32 de projection de la mousse accélérée sur la paroi interne 16 du séparateur qui, comme indiqué ci-dessus est séparée physiquement de la zone 26 d'entrée du mélange.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens 30 d'accélération de la vitesse d'écoulement de la mousse (en réalité il s'agit du mélange du gaz et de la mousse puisque la mousse est entraînée par le gaz) et les moyens 32 de projection de la mousse comprennent un distributeur 34 à une ou plusieurs buses 36 fixes de section réduite dont l'extrémité 36a est conformée de manière à envoyer un jet de mousse 38 comme indiqué en pointillé à la figure 2, contre la paroi interne 16 du séparateur
De préférence, chaque extrémité 36a des buses 36 forme un angle avec la paroi interne du séparateur 2.

Dans le cas représenté ou le séparateur est constitué par un cyclone de section sensiblement circulaire, chaque extrémité 36a des buses 36 forme un angle 9 déterminé par rapport au Plan de symétrie du séparateur passant par la partie centrale de la buse 36.

Cet angle déterminé est de préférence compris entre 30 et #90 encore de préférence entre 45 et -70 et est encore de préférence de l'ordre de 600.

On comprend ainsi que grâce à cette structure la composante radialeP? de la vitesse du jet de mousse (en réalité le mélange du gaz et de mousse) réalise un écrasement des bulles de mousse sur la paroi interne du séparateur tandis que la composante F2 tangentielle de la vitesse sert à la mise en rotatIon du liquide le long de la paroi interne du séparateur pour assurer et la centrifugation et la séparation du gaz et du liquide.

Selon une caractéristique également préférée de l'invention, l'extrémité 36a ou nez des buses 36 est légèrement inclinée vers le bas du séparateur et est de préférence inclinsdwun angle(2 )de 0,5 à 100 mieux de 1 à- 30 , de manière à éviter une remontée du courant de liquide.

Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, on prévoit aussi des moyens antivortex 40 sur la paroi latérale du cône 22 situé du côté du distributeur 34 de manière à limiter la vitesse du liquide. D'autre part on prévoit une conduite 42 de transfert du liquide accumulé en 44 autour du cône 22 vers le fond 6 du séparateur et qui comporte une vanne 46 ou analogue permettant un transfert commandé à volonté manuellement ou automatiquement.

On comprend ainsi que selon l'invention on traite efficacement la mousse de manière à la séparer en ses constituants respectifs liquide et gaz.

Ainsi, pratiquement la totalité du liquide est récupérée au fond du séparateur et évacuée par la conduite 8.

De préférence, on prévoit sur la conduite 8 un dispositif 50 d'analyse du liquide pour en déterminer un/ou
plusieurs paramètre déterminé, ce dispositif étant décrit plus en détaIl plus loin en référence à la figure 3.

Naturellement, la conduite 12 de sortie de gaz est également pourvue d'une vanne 52 ou analogue servant à régler la pression à l'intérieur du sépara- teur 1.

Selon un mode de réalisation préféré utilise dans le cas lecasde mousse difficile à casser, et en réferene à la figure 3 l'étape de traitement de la mousse n'est plu réaliséen un seul étage 24 de séparation de gaz/mousse comme représenté à la figure 1 mais ik un nombre n d'étage de séparation gaz/mousse qui peuvent être tous Identique s comme représenté à la figure 3. 3
Ainsi, à la figure 3, on a reporté les memes numéros de référence mur les parties identiques à la figure 1. D'autre part, pour les dispositifs d'un stage donné, on a rajouté en indice le numéro de l'étage. Ainsi, le distributeur 30 de l'étage n est référencé 30n.

Grâce à ce mode de réalisation, il est ainsi possible de casser tout type de mousse quelle que soit la difficulté de cassage de la mousse. D'autre part,il est bien entendu que les dimensions de chaque moyen auxiliaire (18) de chaque étage dépendent du volume de gaz véhiculer, de la quantité de mousse restante entraînée par ce gaz et également au degré de séparation de la mousse qui est requis.

Naturellement, le nombre n d'étage peut varier dans de largo limites.

En référence ci lc figure 4, on a représenté une application de l'installation selon l'invention faisant objet des figures 1 et 2 dans un procédé de réaction chimique contrôlée entre un gaz et un liquide. Ainsi, les numéros de référence du séparateur de la figure 1 sont reportes de manière inchangée sur la figure 4. Il est clair que par cette application, on peut également utiliser le séparateur mufti étage faisant l'objet de la figure 3 sans aucun problème.

Ainsi, dans cette application, l'installation comprend en amont de la conduite 2 d'amenée du mélange un réacteur 60 comportant au moins une conduite 62 d'amenée de gaz et au moins une conduite 64 'amenée de liquide. Naturellement, chaque conduite est pourvue respectivement d'une vanne 66, 68 permettant de contrôler précisément le débit du gaz ou du liquide respectivement introduit dans le réacteur 60.

Le gaz contient un ou plusieurs éléments réagissant en proportion variable au sein de gaz inerte vis à vis du liquide. Par exemple, il peut s'agir de gaz carbonique dilué dans l'azote en des proportions variant de 1 % en volume à 90 % en volume, ou encore de gaz effluant de combustion contenant du di-oxyde de carbone et de 1 1oxygène dilué dans des gaz inertes tels que l'azote, argon, etc.

Le liquide contrent également un ou plusieurs éléments organiques et/ou minéraux en solution dans un liquide solvant qui ne participe pas à la rection
Par exemple, et dans l'application préférée, le liquide solvant est de l'eau et les éléments en solution sont des silicates de soude, des lignates de soude et des composés organiques alcalins tels que ceux qui sont contenus dans les liqueurs noires résultant de la fabrication de la pâte à papier, soit par digustion à la soude soit suivant les procédés au sulfite de soude soit encore les procédés dits Kraft.

Selon l'invention on ne donne pas de restriction à la concentra##ion en élément en solution participant å la réaction. Par exemple, la concentration en silicate de soude dans la liqueur noire peut varier de 0,01 2 en poids à 10 % en poids. Toutefois, le procédé est mieux appliqué à des solutions diluées sans que cela soit restrictif
En général, le liquide contient un ou plusieurs éléments d'origine organique ou minérale qui sont des agents moussants, c'est-à-dire qui provoquent ou favorisent une importante formation de mousse lorsque le liquide est intimement divisé dans le gaz. Par exemple, dans l'application préférée, la liqueur noire contient de la soude et il est connu que son brassage avec de l'air ou avec un gaz tel que ceux déjà décrits provoquent la formation d'une grande quantité de mousse, le volume de la mousse pouvant re présente1#jusqu'à 1,5 à 2 fois ou plus le volume du liquide.

Selon la présente invention, le procédé de réaction chimique contrôlée est caractérisé en ce qu'on réalise une mise en contact intime du liquide et du gaz dans un temps très limité, en formant ainsi une mousse et en ce qu'on sépare ensuite le gaz du liquide en détruisant la mousse de manière à contrôler précisément la réaction.

De préférence, ce temps de réaction très limité est de l'ordre de 0,01 à 1 seconde ce qui permet d'obtenir un contrôle de la réaction très précis entre certains éléments réagissant du gaz et du liquide, ce temps de réaction étant suffisant grâce à la mise en contact intime du gaz et du liquide augmentant la surface spécifique d'échange.

Dans l'application préférée de carbonatation de liqueur noire par un gaz tel que précédemment décrit, on fait réagir dans le réacteur 60 le silicate de soude et la soude libre dissout dans la liqueur noire avec le gaz carbonique contenu dans le gaz introduit par la conduite 66, à l'exclusion de tout ou partie de la réaction de lignates de soude, par exemple avec le gaz carbonique.

Dans ce cas, on contrôle le degré d'avancement de la réaction en détectant le pH de la solution de liqueur noire puisque ce pH baisse lors du contactage du gaz avec la ligueur noire.

Le contrôle précis de la réaction est obtenu selon la présente invention par la séparation du gaz du liquide, ce qui a pour effet de stopper la réaction entrele gaz et le liquide.

Ainsi, la combinaison du séparateur i selon l'invention avec le réacteur 60 est déterminante pour contrôler- la réaction chimique réalisée dans le réacteur 60.

Et pour se faire, il suffit de détecter et d'analyser un ou plusieurs paramètre déterminant du liquide grâce à la présence du dispositif d'analyse 50 sur la conduite 8 de sortie du liquide du séparateur 1.

Ainsi, dans le cadre de l'application préférée de carbonatation d'uneliqueur noire, le dispositif d'analyse 50 est un pi metre permettant de déterminer avec précision le pH de la liqueur noire carbonatée sortant par la conduite 8 du séparateur 1
Si ce pH est trop élevé, on augmente le débit de gaz introduit -dans le réacteur 60 et si ce pH est trop bas, on diminue ce débit de gaz.

On peut donc constater que cette installation selon l'intJention se prête admirablement à un traitement automatisé qui est donc aisément programmable à volonté.

Naturellement, au lieu du pHg on peut détecter et analyser un autre paramètre déterminant le degré d'avancement de la réaction et il peut s'agir par exemple de la dêtermination de l'indice de réfraction c1u liquide, de la couleur du liquide, ou bien sa densité
ot/ou encore d' autres paramètres physiques ou.

chimiques aisément mesurables
Naturellement, on peut effectuer la réaction dans le auteur 60 à une pression inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique.

Si la réaction a lieu à une pression inférieure à la pression atmosphérique, la mise en dépression est faite par aspiration du gaz ayant réagi sortant du séparateur par la conduite 12 à l'aide de dispositif bien connusde pompage de gaz.

Il est à noter que la réaction se poursuit dans la conduite 2 d'amenée du mélange réaction nel depuis le réacteur 60 jusque dans le séparateur 1 et il doit en être tenu compte
L'invention est applicable à un nombre important de réaction chimique et plus spécialement#dans le cas de réaction entre gaz et liquide ou la quantité de gaz est beaucoup plus importante que celle du liquide, par exemple de 2 à 50 volumes de gaz pour un volume de liquide et ou la teneur en élément réagissant du gaz est faible, par exemple de 1 % à 50 t.

D'une façon générale, plus la quantité de gaz par rapport au liquide est élevée, plus il est difficile de mettre en contact ces deux fluides, et il est souvent nécessaire de ramener ce rapport dans des limites acceptables.

Pour ce faire, on préconise alors la solution représentée à la figure 5 et qui consiste a effectuer un contactage du gaz et du liquide dans des étages successifs de réaction. Ainsi, en rérence à la figure 5, l'installation de la figure 4 constitue la première partie ou partie. de gauche et on a donc reporté les mêmes numéros de référence. On observe que le liquide sortant par la conduite 8 du séparateur 1 est alors relié par une conduite 2tri4 à un réacteur 260 constituant un deuxième étage de réaction alimenté en gaz frais ou non puis une conduite 262 tandis que le mélange réactionnel sortant de ce deuxième étage réactionnel 260 est introduit dans un deuxième séparateur 201 analogue au séparateur 1.De même, le liquide sortant par la conduite 208 du séparateur 201 passe dans un appareil d'analyse 250 et est introduit dans un autre réacteur constituant un troisième étage réactionnel portant ainsi le numéro de référence 360, par une conduite 364 ou du gaz frais ou non
est introduit par la conduite d'amenée 362.

Le milieu réactionnel, qui contient donc un mélange de liquide, de gaz et de mousse est amené par la conduite 302 dans le séparateur 301 qui est, comme le séparateur 201,de la même construction essentielle que le séparateur 1. Pour le deuxième et le troisième étage, on a donc reprz les mêmes numéros de référence que pour le premier étage si ce n'est que les chiffres de référence ont augmente pour le deuxième étage 200 et pour le troisième de 300. Pour assurer une bonne circulation du liquide, on prévoit naturellement divers moyens de pompage tels que 70, 270 et 370.

On comprend aisément qu'avec cette installation comportant des étages successifs de réaction, on peut contrôler précisément le degré d'avancement de la réaction.

En référence à la figure 6, on a représenté un autre mode de réalisation d'une installation selon la présente invention pour le traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et de la mousse constituée elle aussi de liquide de gaz
Selon ce mode de réalisation, la conduite 402 d'amenée de mélange dans le séparateur 401 débouche comme dans le premier mode de réalisation tangentiellement dans le séparateur 401.

Le séparateur 401 comprend des moyens auxi#liaires de cassage de la mousse 418 prévus dans le séparateur 401.

Selon un mode de réalisation préféré, ces moyens auxiliaires 418 comprennent des moyens 420 de passage forcé du liquide sur un cône de degazage 422 et des moyens 424 de recupération du gaz séparé du liquide. Comme représentés,les moyens 420 de passage forcé du liquide sont constitués par un cône dont le sommet est dirigé vers le fond 406 du séparateur 401, ce sommet étant ouvert pour définir un passage 426 au-dessus du sommet 422a du cône de dégazage 422. Les parois internes du cône 420 comportent de préférence des moyens antivortex 428, tels que des ailettes antivortex
Grâce à cette structure, on obtient une séparation efficace de la mousse du liquide.

Naturellement, par la conduite de sortie 412 de gaz, on sort un mélange de gaz et de mousse qui est amené de préférence dans un deuxième séparateur constituant un deuxième étage de séparation 501 qui peut être de même construction que le séparateur401 où on recommence la même opération. Ceiteinstallation peut comporter de cette manière n étages de séparation.

Le liquide recueilli dans chaque étage, tel que le deuxième étage ast ramené dans l'étage précédent par une conduite telle que la conduite 503 aboutissant vers le fond de l'étage de séparation précédent, ici le fond 406 du séparateur 401#.

A la fin, on obtient donc un gaz sortant par la conduite, telle que la conduite 512,débarassé ue mousse.

il est à noter que les caractéristiques essentielles de l'invention résident aussi dans le fait que l'on peut utiliser la structure décrite à la figure 6 pour la partie inférieure des- séparateurs faisant l'objet des figures 1 à 5, en combinaison avec la structure décrite dans la partie supérieure des séparateurs des figures 1 à 5 de manière à obtenir un traitement optimal de la mousse ou du mélange gaz plus mousse et du liquide ou du mélange liquide plus mousse afin d'obtenir d'une part en fond du séparateur un liquide essentiellement sans mousse et donc sans gaz et au sommet du séparateur un gaz essentiellement sans mousse et donc essentiellement sans liquide.

On peut donc constater que la présente invention réside encore essentiellement, dans le cas de la combinaison avec un réacteur, dans le fait que chaque réaction est productrice d'une grande quantité de mousse et que chaque réaction est suivie d'une separation intégrale du liquide de la mousse puis Je récupération controlable du liquide des mousses par des moyens purement statiques, ce qui permet d'éviter des pertes en liquide importantes, ou meme à la limite de les annuler complètement tout en n'augmentant pas les besoins énergétiques de l'installation ce qui en constitue un avantage technique déterminant au regard des installations antérieurement connues.

Naturellement, l'invention comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons.

Par exemple, en référence aux figures 7 et 8, on a représenté une var-iante de réalisation des moyens auxiliaires 18 de cassage de la mousse entraînée par le gaz. Selon cette variante de réalisation, les moyens (32) de projection de la mousse sont au nombre de 2, ici donc deux buses 36 dont la partie centrale est diamétralement opposée comme clairement visible aux figures 7 et 8 et dont l1extrémité 36a est disposée en opposition comme également clairement visible aux figures 7 et 8. A la figure 8, on a représenté la décomposition de la force de projection F en ses composantes radiales Fi et tangentielles F2. On a également représenté l'angle @ que fait l'extrémité 36a de la buse avec la partie centrale 36.Il est à noter que cette partie centrale 36 qui est de section réduite constitue une partie principale des moyens (30) d'accélérati on de la vitesse d'écoulement de la mousse provenant des moyens de collecte 22. Selon cette variante de réalisation, il est à noter que les
moyens anti-vortex 40 sont diamétralement opposés et décalés de 900 par rapport aux parties principales des buses 36. D'autre part, on voit bien à la figure 7 que l'extrémité 36a des buses 36 est inclinée vers le bas d'un angle ss . Ces valeurs sont les mêmes que celles indiquées précédemment dans le cas du mode de réalisation des figures 1 et 2.

En référence à la figure 9, on a représenté un autre mode de réalisation d'un séparateur selon l'invention.

Selon ces modes de réalisation, le séparateur 601 comprend une conduite d'amenée de mélange 602 débouchant tangentiellement en 614 dans le séparateur.

Selon ce mode de réalisation, cette conduite d'amenée 602 débouche dans la partie supérieure du séparateur, c'est-à-dire non loin du sommet 604 du séparateur 601. Dans le séparateur, sont prévus des moyens auxiliaires 618 de cassage de la mousse qui comprennent selon ce mode de réalisation préféré des moyens 620 de passage forcé du liquide sur un cône de dégazage 622. Comme le mode de réalisation de la figure 8, des moyens 624 de récupération du gaz séparé du liquide sont également prévus. Selon ce mode de réalisation, ces moyens 624 sont constitués par une conduite solidarisée du sommet du cône de dégazage 622 qui comporte une ouverture appropriée 623 tandis que l'extrémité libre 624a de la conduite 624 constituants les moyens de récupération du gaz débouche dans la conduite 612 de sortie du gaz du séparateur 601.Naturellement, la section de la conduite 624 est
plus réduite que la section de la conduite de sortie 612 afin de permettre d'évacuer le gaz séparé de liquide autour du cône de dégazage 622 et au-dessus de celui-ci. De préférence, et comme représenté, on prévoit un deuxième étage de séparation réalisé selon la même structure et donc on a reporté les mêmes numéros de référence augmentés de 100. On observera que ce deuxième étage de séparation et une de dimension nettement plus réduite puisque la plus grande quantité de mélange a été traitée dans le premier étage 601. Comme dans le mode de réalisation de la figure 8, on prévoit une conduite de retour de liquide 708 entre le deuxième étage 701 et le premier étage 601. De même que le premier mode de réalisation précédent, la conduite 608 de sortie du liquide du premier étage 601 du séparateur est pourvu de l'appareil d'analyse 650 comme dans le cas des modes de réalisation précdents. Un tel app#areil peut également être prévu sur la conduite 708 de retour du liquide du deuxième étage, ceci étant également possible pour le mode de réalisation de la figure 6. Il est à noter que selon ce mode de réalisation, les moyens anti-vortex 628, 728 sont disposés près de l'ouverture 626, 726 respectivement des moyens 620 de passage forcé de liquide, qui sont constitués comme dans le mode de réalisation précédent par un cône à sommet dirigé vers le fond du séparateur.

On obtient de cette manière une séparation très efficace du gaz du liquide ainsi que le cassage ou la destruction de la mousse pour la séparer en ces constituants individuels gaz et liquide comme pour les modes de réalisation précédents.

Selon l'invention le liquide peut être formé d'un ou plusieurs liquides non miscibles en émulsions.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse, la mousse étant elle-même constituée d'un liquide et de gaz,pour en séparer les cons tituants individuels respectifs liquide et gaz, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes

- on introduit ledit mélange tangentiellement dans un séparateur de manière à réaliser une séparation du liquide de la mousse notamment par centrifugation;;

- on effectue un traitement secondaire du liquide dans une zone de traitement de liquide pour casser la mousse @@@@@@@ en séparer le gaz qui y est contenu

- on effectue un traitement secondaire de la mousse dans une zone de traitement de mousse résultant en un cassage de la mousse et en la séparation du liquide du gaz.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement de la mousse comprend une étape d:accélération de la vitesse d'ecoulement de la mousse et étape de projection de la mousse accélérée sur la paroi correspondante du séparateur

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que t ' are de projection comprend une projection selon un angle de

rojection déterminé, de la mousse contre la paroi interne du séparateur de préférence compris entre 30 et 90 mieux entre 45 et 700.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérise en ce que l'étape de traitement du liquide comprend le passage forcé du liquide sur un cône de dégazage et la récupération du gaz séparé du liquide.

5. Installation de traitement d'un mélange comprenant un liquide, un gaz et une mousse, la mousse étant elle-même constituée d'un liquide et de gaz, pour en séparer les cons tituants individuels,respectifs, liqt#ide et gaz, comprenant un séparateur (1) pourvu d'au moins une conduite (2) d'amenée le mélange à séparer de préférence à distance du sommet et du fond du séparateur, au moins une conduite de sortie (8) de liquide de préférence située vers le fond du séparateur# et au moins une conduite (12) de sortie de gaz de préférence située vers le sommet du séparateur, caractérisée en ce que la conduite (2) d'amenée du mélange débouche sensiblement horizontalement et tangentiellement (14) à la paroi interne (16) du séparateur rlf; desmoyersauxlliaire (18) de cassage de la mousse étant prévusdans le séparateur (1).

6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la conduite (2) d'amenée de mélange est légèrement inclinée vers le fond du séparateur, de préférence de tC à 10% encore de préférence de 1 à 38.

7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens auxiliaires (18) comprennent des moyens (22) de collecte de la mousse; des moyens (30) d'accélération de la vitesse d'écoulement de la mousse provenant des moyens de collecte et des moyens de projection (32) de la mousse accélérée sur la paroi interne (16) du séparateur (1), qui, de préférence est séparéede la zone 26? d'entrée du mélange.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens (30) d'accé1ération de la vitesse d'écoulement de la mousse et les moyens de projection (32 > comprennent un distributeur (34) à une ou plusieurs buses (36) fixe de section réduite dont l'extrémité (36a) est conformée de manière à envoyer un jet de mousse (38) contre la paroi interne (15) du séparateur (1).

9. Installation selon la revendication 8, dans laquelle le séparateur (1) présente en coupe une section sensiblement circulaire, caractérisée en ce que l'extrémité (36a) des buses (36) forment un angle de 30 à 90 , de préférence de 45 à 700, par rapport au plan de symétrie du séparateur passant par le centre du séparateur et par la partie radiale (36} formant support de la buse.

10. Installation selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que les moyens auxiliaires 18 de cassage de la mousse comprennent des moyens (420, 520, 620, 720) de passage forcé du liquide sur un cône de dégazage (422, 522, 622, 722) et des moyens (424, 524, 624, 724) de récupération du gaz séparé du liquide.

li Installation selon l'une des revendications 5 c. 10, caractérisée en ce que le séparateur est un séparateur multi-etage.

12.Application du procédé sur l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou de l'installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 dans un procédé e réaction chimique contrôlée entre un gaz et un liquide, caractérisée en ce qu'on réalise une mise en contact intime du liquide et du gaz dans un temps très limité, en formant ainsi une mousse ; et on sépare ensuite le gaz du liquide, en cassant egalement la mousse pour en séparer également le gaz du liquide, de manière à contrôler précisément la réaction

13.Application selon la revendication ,2, caractérisée en ce qu'elle comprend le contrôle de la réaction par la détection et -l'analyse dans le liquide séparé d'un ou plusieurs paramètre déterminant le degré d'avancement de la réaction, par exemple le pE du liquide, la couleur du liquide, l'indice de reracu tion, sa densité et/ou tout autre paramètre physico-chimique - aisémm# mesurable, de préférence dans un poids de carbonatation de la liqueur noire.

14. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou de l'installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 dans une installation de réaction chimique contrôlée entre un gaz et un liquide,caractérisée en ce qu'elle comprend un réacteur (60) comprenant une conduite (62) d'amenée de gaz , une conduite (64) d'amenée de liquide et une conduite de sortie (2) de mélange de gaz, de liquide et de mousse, elle-meme constituée de gaz et de liquide, ladite conduite de sortie étant reliée au séparateur précité (1).

15. Application selon la revendication 14, caractérisée en ce que le liquide est une liqueur noire résultant de la fabrication de la pâte à papier, par exemple de la digestion-à la soude ou suivant les procédés au sulfite de soude ou suivant les procédés dit Kraft, de préférence et la concentration en silicate de soude dans la liqueur noire est comprise dans le domaine allant de 0,01 % en poids à 10 % en poids.

16. Application selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que le réacteur est un réacteur multi-étages (60 ; 260; 360).

17. Application selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisée en ce que la conduite (8 ; 208 308 ; 408 ; 608) de sortie du liquide du séparateur est pourvue d'un appareil (50 ; 250 ; 350 ; 450 ; 650) de détection et d'analyse dans le liquide séparé d'un ou pleurs paramètre déterminant le degré d'avancement de la réaction, par exemple le pH du liquide, la couleur du liquide, indice -de réfraction, sa densité et/ou tout autre paramètre physico-chimique aisément mesurable.