FR2714850A1

FR2714850A1 - Appareil séparateur et épurateur de la pollution d'au moins un mélange gazeux.

Info

Publication number: FR2714850A1
Application number: FR9400252A
Authority: FR
Inventors: Saget Pierre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1995-07-13

Abstract

Appareil séparateur et épurateur de la pollution d'un mélange gazeux comprenant, d'aval en amont, un rotor (12), une volute d'entrée (14) et une trémie (16) de collecte de la phase lourde. L'appareil comporte en outre une capacité ou processeur (20) de traitement intermédiaire située en aval de la volute d'entrée (14) et en amont du rotor (12). Le processeur (20) comporte au moins une volute d'extraction (22) et la trémie (16) est équipée d'un dispositif anti-retour (28) situé dans sa partie avale et à proximité de la volute d'entrée (14).

Description

La présente invention concerne un appareil séparateur et épurateur de la pollution d'au moins un mélange gazeux. Cet appareil comprend, montés d'aval en amont dans un corps fixe:
- un rotor présentant un empilage d'au moins deux plaques à ajourages et coopérant avec des moyens générant une chute de pression amont et un débit aval, le rotor générant un mouvement hélicoïdal du mélange à traiter dont le sens de rotation est le même que celui dudit rotor,
- une volute d'entrée du mélange chargé raccordée tangentiellement au corps et dont la section décroit dans le sens de la rotation du rotor,
- une trémie de collecte de la phase lourde munie d'un moyen d'évacuation forcée isolé de l'extérieur.

De tels appareils sont notamment connus par le brevet français n 2630348 et par la demande de brevet français n 2686528 qui concernent des dispositifs pour piéger ou pour soutirer la phase lourde dans un appareil de séparation centrifuge.

Ces appareils connus donnent de bons résultats, mais ne sont adaptés qu'à certains types d'aérosols et ne peuvent par conséquent être utilisés de manière efficace que pour traiter certains types de pollutions.

Il s'avère cependant qu'il existe, dans le domaine de l'épuration de l'air pollué, des cas d'une très grande diversité. En effet, les aérosols à traiter peuvent être de diverses natures (solide, liquide ou mixte) et être présents à des concentrations plus ou moins importantes. La courbe granulométrique des aérosols est aussi un paramètre essentiel. De plus, dans le cas d'aérosols solides, la mouillabilité des particules et leur tendance à l'agglomération doivent être prises en compte. Dans le cas d'aérosols liquides, c'est la tendance à la coalescence des gouttelettes qui doit être considérée.

Par ailleurs, la pollution peut être caractérisée par des données relatives au gaz à traiter telles que sa température, son débit de gaz, d'eau ou de vapeur.

Enfin, il existe des cas où la pollution est gazeuse et peut nécessiter un traitement physico-chimique, particulièrement dans le cas où sont présents du gaz carbonique, de l'oxyde de carbone, de l'anhydride sulfureux ou sulfurique, du chlore, ou encore du gaz chlorhydrique.

La présente invention a pour but de perfectionner les appareils connus pour les rendre plus polyvalents en leur permettant de traiter une grande diversité de cas, et d'utiliser la force centrifuge non seulement pour séparer des composants, mais aussi pour accélérer certaines réactions de traitement chimique.

A cet effet, L'appareil comporte, outre les éléments précités, une capacité ou processeur de traitement intermédiaire d'au moins une phase du mélange gazeux prévue dans le corps, en aval de la volute d'entrée et en amont du rotor. Le processeur comporte au moins une volute d'extraction dont la section croit dans le sens de la rotation du rotor, munie d'un moyen d'évacuation forcée isolé de l'extérieur, et la trémie est équipée d'un dispositif anti-retour situé dans sa partie avale et à proximité de la volute d'entrée.

Dans la suite, on désignera par "sens ascendant" le sens allant de l'amont vers l'aval, tandis que le "sens descendant" sera le sens inverse, de l'aval vers l'amont.

La capacité ou processeur de traitement intermédiaire se situe donc entre l'entrée des gaz chargés et le rotor qui constitue un dispositif de séparation finale. Le processeur est parcouru par le gaz chargé dans le sens ascendant alors qu'il s'y produit un premier phénomène de séparation centrifuge se traduisant par la descente de produits séparés le long de la paroi périphérique du corps. Comme on le verra dans la suite, le processeur peut comporter plusieurs types de modules de lavage aptes à effectuer un traitement physico-chimique du gaz chargé.

La disposition connue de la volute d'entrée permet une entrée tangentielle ou, dans le cas d'une volute élémentaire, une entrée semi-tangentielle du gaz chargé dans le corps de l'appareil. La présence, en au moins un exemplaire, de la volute d'extraction constitue un point important de l'appareil. En effet, cette volute d'extraction dont la section croît en sens inverse de la section de la volute d'entrée permet une évacuation intermédiaire de la pollution séparée dans le processeur et dans le rotor. Ceci présente l'avantage de protéger les gaz chargés qui entrent par la volute d'entrée contre une re-pollution par les éléments polluants séparés dans le processeur et dans le rotor. On peut, particulièrement dans le cas où comme on le verra dans la suite le processeur comporte plusieurs modules de lavage superposés les uns aux autres, prévoir plusieurs volutes d'extraction qui protègent chaque module de lavage contre la re-pollution.

Le dispositif anti-retour situé dans la partie aval de la trémie et à proximité de la volute d'entrée permet également de protéger les gaz chargés entrant contre la re-pollution par la phase lourde séparée collectée par la trémie, puisqu'il piège cette phase lourde séparée dans la trémie en l'empêchant de remonter vers l'aval.

Le processeur peut être équipé d'un module de lavage simple comprenant une succession de buses d'injection de liquide de lavage réparties le long de sa paroi, et un dispositif de distribution hélicoïdal de ce liquide de lavage comprenant un noyau central qui participe à l'entretien du vortex engendré par le rotor et une succession de distributeurs hélicoïdaux séparant les tranches successives de buses d'injection. Ces distributeurs sont constitués par des pales obliques montées fixes sur la paroi du processeur et dirigées vers le noyau central.

Ce noyau central peut être constitué par un arbre central rotatif qui tourne dans le même sens que l'arbre du rotor.

Pour utiliser davantage la force centrifuge, le processeur peut comporter un module de lavage axial rotatif qui comprend un arbre central rotatif tournant dans le même sens que l'arbre du rotor et un dispositif d'éjection centrifuge du liquide du lavage associé à cet arbre rotatif.

Le module de lavage simple et le module de lavage axial peuvent être associés et donc superposés dans le corps du processeur ou être utilisés séparément.

Le processeur peut également comporter un module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge comprenant une enceinte délimitée par des plaques perforées et une multitude d'éléments solides de faible dimension et masses spécifiques contenues dans cette enceinte et libres en mouvement.

Ce module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge comprend également un arbre central rotatif tournant dans le même sens que l'arbre du rotor et muni d'un dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage. Ainsi, les éléments solides sont entraînés en mouvement perpendiculairement au sens d'éjection du liquide de lavage, ce qui améliore l'efficacité de ce dernier.

Le processeur peut en outre comporter un module de lavage de finition, dit à plateau cylindrique, prévu dans sa partie avale, c'est-à-dire directement avant le rotor. Ce module de lavage de finition comprend un arbre central rotatif tournant dans le même sens que l'arbre du rotor, une pluralité de cylindres concentriques en tôle micro-perforée s'étendant axialement et solidaires en rotation de l'arbre rotatif précité, et un dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage. Ce module de lavage de finition est monté dans la partie avale du processeur car la pluralité de cylindres concentriques qu'il comporte entretient la progression vers le bas du vortex.

Ainsi, lorsqu'un module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge est également présent, le fait que le module de lavage de finition soit placé en aval de ce dernier en augmente l'efficacité. Le module de lavage de finition assure simultanément un mélange de gaz et d'air ainsi qu'une séparation d'eau polluée vers la périphérie du corps du processeur.

Pour l'un quelconque des modules de lavage qui viennent d'être rapidement décrits, et dans le cas où un arbre central rotatif est mis à contribution, celui-ci est avantageusement constitué par un prolongement amont de l'arbre du rotor.

Le rotor peut être équipé d'un dispositif améliorant le refoulement des produits séparés vers l'amont. A cet effet, certaines plaques du rotor au moins comportent un prolongement annulaire s'étendant à partir de leur périphérie dans un plan radial, ces prolongements annulaires présentant des redressements qui forment des pales obliques inclinées par rapport aux plans radiaux. Des lames fixes sont solidaires de la paroi interne du corps du rotor et s'étendent obliquement à partir de plans radiaux intercalaires, intercalés entre les plans radiaux des prolongements annulaires, dans un sens opposé au sens d'inclinaison des pales obliques.

Une ou plusieurs jupes en tôle perforée s'étendant axialement à partir de la périphérie des plaques du rotor peuvent également être présentes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit de l'appareil, du processeur et du rotor. La description se réfere aux figures annexées sur lesquelles:
- la figure 1 est une vue d'ensemble de l'appareil,
- la figure 2 représente la volute d'entrée en coupe selon la ligne
II-II de la figure 1,
- la figure 3 représente une volute d'extraction en coupe selon la ligne III-III de la figure 1,
- la figure 4 représente une partie du processeur équipé d'un module de lavage simple,
- la figure 5 représente la disposition des buses d'injection en vue selon la ligne V-V de la figure 4,
- la figure 6 représente une partie du processeur équipé d'un module de lavage axial rotatif selon une première variante,
- la figure 7 représente une partie du processeur équipé d'un module de lavage axial rotatif selon une seconde variante,
- la figure 8 représente une partie du processeur équipé d'un module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge,
- la figure 9 est une vue partielle d'un module de lavage de finition à plateau cylindrique,
- la figure 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la figure 9,
- la figure 11 représente une plaque du rotor en élévation selon une première variante,
- la figure 12 représente en coupe verticale un empilage de plaques dans le corps du rotor,
- la figure 13 est une vue de dessus de la figure 12,
- la figure 14 représente le détail A de la figure 12,
- la figure 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la figure 14,
- la figure 16 représente le détail B de la figure 13.

La figure 1 montre un appareil séparateur et épurateur de la pollution d'au moins un mélange gazeux comprenant, monté d'aval en amont dans un même corps fixe 10, un rotor 12, une capacité ou processeur de traitement intermédiaire 20, une volute d'entrée 14 et une trémie de collecte 16. Le rotor 12 présente un empilage d'au moins deux plaques à ajourages que l'on décrira dans la suite de manière plus précise en référence aux figures 11 à 16. Ce rotor coopère avec des moyens (non représentés) générant une chute de pression amont et un débit aval, et génère un mouvement hélicoïdal du mélange à traiter dont le sens de rotation est évidemment le même que celui de ce rotor. Ainsi, la totalité de l'appareil est mise en dépression de telle sorte que, de manière connue, la vitesse de rotation du mélange à traiter est supérieure à celle du rotor, d'où l'efficacité du traitement centrifuge.

Pour faciliter la compréhension, on a séparé sur la figure 1 le rotor 12, le processeur 20 et l'ensemble constitué par la volute d'entrée 14 et la trémie de collecte 16. Il va de soi que ces diverses parties sont toutes solidaires les unes des autres dans le corps 10.

En fait, l'appareil comprend trois zones de séparation, puisqu'unie première séparation du mélange à traiter est effectuée dès la volute d'entrée 14, qu'une deuxième séparation, éventuellement accompagnée d'un traitement physico-chimique, se poursuit dans le processeur 20 et que la séparation finale est réalisée dans le rotor 12.

L'efficacité de la volute d'entrée 14 comme première zone de séparation est dûe au fait qu'elle permet l'entrée du mélange chargé tangentielle ment au mouvement hélicoïdal généré par le rotor et que, par conséquent, ce mélange chargé est dès son entrée soumis à la force centrifuge.

L'appareil est muni d'une sortie supérieure 13 pour le gaz dépollué, tandis que la trémie 16 de collecte de la phase lourde est munie d'un moyen d'évacuation forcée 18 isolé de l'extérieur, comprenant par exemple une écluse ou un siphon de sortie. Dans la mesure où l'ensemble de l'appareil doit rester en dépression, il est impératif que ce moyen d'évacuation isole la trémie de l'extérieur pour éviter les rentrées d'air par l'orifice inférieur.

Le processeur 20 comporte au moins une volute d'extraction 22 également munie d'un moyen d'évacuation forcée isolé de l'extérieur, comprenant par exemple une conduite 24 de sortie de la volute 22 raccordée à une écluse ou à un siphon de sortie 26.

Le rotor 12 peut également être équipé d'une sortie 9, par exemple une goulotte de collecte, raccordée à un moyen d'évacuation forcée 1 1 isolé de l'extérieur.

Par référence aux figures 2 et 3 qui représentent respectivement en coupe la volute d'entrée 14 et la volute d'extraction 22, on voit que la section de ces volutes croît en sens contraire. La section de la volute d'entrée 14 décroît dans le sens de la rotation du rotor 12 indiqué par la flèche d'entrée, tandis que celle de la volute d'extraction 22 croît dans le sens de la rotation du rotor 12 indiqué par la flèche de sortie. La volute d'entrée 14 peut être équipée de buses 15 d'injection de liquide de lavage réparties sur sa paroi interne. Cette injection de liquide de lavage permet de réaliser un pré-traitement physico-chimique du mélange à traiter dès son entrée dans le corps 10 de l'appareil.

La ou les volutes d'extraction 22 permettent d'évacuer au moins une partie de la pollution séparée dans le processeur 20 afin d'éviter une re-pollution du mélange entrant par la volute d'entrée 14. Toujours dans ce but, la trémie 16 est équipée d'un dispositif anti-retour 28 situé dans sa partie avale et à proximité de la volute d'entrée 14. Ce dispositif anti-retour permet d'éviter que la face lourde séparée et déjà présente dans la trémie 16 de collecte ne puisse remonter pour se mélanger au gaz entrant par la volute 14.

Comme on le voit sur la figure 1, ce dispositif anti-retour peut comporter des pales radiales 28 montées fixes et qui constituent un ensemble de surfaces hélicoïdales.

Le processeur 20 est parcouru par le mélange chargé de l'amont vers l'aval et il s'y produit un premier phénomène de séparation centrifuge qui se traduit par la descente vers l'amont de produit séparé le long de la paroi périphérique 21 du corps 10, au niveau du processeur 20.

Cette séparation centrifuge peut être dûe uniquement au vortex engendré par le rotor, mais également dans certains cas au vortex engendré par une transmission mécanique. A cet effet, on a représenté en traits interrompus sur la figure 1 un arbre central rotatif 32 qui s'étend dans le processeur et tourne dans le même sens que l'arbre 30 du rotor. Cet arbre central rotatif peut être muni de pales 34 montées sensiblement radiales.

L'arbre central rotatif 32 peut être raccordé à l'arbre 30 du rotor ou être constitué par un prolongement de cet arbre 30 s'étendant jusque dans le processeur 20.

De manière à inciter le mélange entrant à tourner dans le sens du mouvement hélicoïdal engendré par le rotor, la volute d'entrée peut être suivie vers l'aval par une rampe inclinée 17.

Dans le cas où un traitement physico-chimique du mélange chargé s'avère nécessaire, le processeur peut être muni d'un ou plusieurs modules de lavage présents seuls ou superposés les uns aux autres. Dans ce cadre, le processeur 20 peut comprendre un module de lavage simple 40 illustré par les figures 4 et 5 La figure 4 représente en trait mixtes le rotor 12 pour bien indiquer que le module de lavage simple est présent en amont du rotor, dans le corps fixe 10.

Le module de lavage simple 40 comprend une succession de buses 42 d'injection de liquide de lavage régulièrement réparties le long de la paroi 21 du corps 10 au niveau du processeur 20 et organisées par tranches d'au moins deux buses disposées obliquement par rapport à la paroi 21 et dans des régions sensiblement diamétralement opposées. Comme on le voit sur la figure 5, cette disposition des buses d'injection 42 permet de couvrir sensiblement toute la section du processeur par le liquide pulvérisé par ces buses.

Le module de lavage simple comprend en outre un dispositif de distribution hélicoïdale de liquide de lavage pulvérisé par les buses d'injection 42 qui comprend un noyau central 44 et une succession de distributeurs hélicoïdaux séparant les tranches successives de buses d'injection 42. Ces distributeurs 46 sont constitués par des pales obliques 48 montées fixes sur la paroi 21 et dirigées vers le noyau central 44. Ces pales obliques transforment le mouvement de l'amont vers l'aval du gaz en mouvement hélicoïdal favorable à la bonne répartition du liquide de lavage pulvérisé par les buses 42.

Le noyau central 44 peut être fixe comme sur la figure 4 ou peut être constitué par un arbre central rotatif tournant dans le même sens que l'arbre 30 du rotor. Le module de lavage simple peut également comporter un dispositif 49 d'injection du liquide de lavage vers l'arbre 30 du rotor 12.

Pour en favoriser l'accessibilité, les buses d'injection 42 sont de préférence montées dans des "chapelles" extérieures permettant leur démontage et leur remontage rapide.

Le processeur 20 peut comporter un module de lavage axial rotatif 50, 60 qu'on décrit maintenant en référence aux figures 6 et 7. Ce module de lavage axial rotatif 50, 60 comprend un arbre central rotatif 52, 62 tournant dans le même sens que l'arbre du rotor et un dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage associé à cet arbre central rotatif.

Selon une première variante du module de lavage axial rotatif 50, illustrée par la figure 6, l'arbre central rotatif 52 est creux. Le dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage comporte des moyens 54 d'injection de ce liquide à l'intérieur de l'arbre central rotatif 52 et des orifices de pulvérisation 56 régulièrement répartis à la surface de cet arbre.

Les moyens 54 d'injection peuvent comporter des conduites amenant le liquide de lavage sous pression à l'intérieur de l'arbre central rotatif 52. Le liquide de lavage est pulvérisé par les orifices 56 grâce à la pression qui règne dans l'arbre creux et à la force centrifuge. La figure 6 montre en outre un palier 58 de maintien de l'arbre 52 dans le corps fixe.

Si on se réfere maintenant à la figure 7, on décrit une seconde variante de réalisation d'un module de lavage axial rotatif 60. Selon cette variante, le dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage comporte un empilage de collerettes de distribution 64 montées sur l'arbre central rotatif 62 et des moyens 66, 68 de distribution du liquide de lavage dans les collerettes de distribution. Les moyens de distribution peuvent comprendre une canalisation principale 66 connectée à des canalisations secondaires 68 qui aboutissent chacune dans une des collerettes de distribution 64. Cette éjection du liquide de lavage à partir d'arrivées fixes complétées par les collerettes de distribution présente l'avantage de communiquer une vitesse tangentielle plus élevée au liquide donc d'accroître l'énergie et l'homogénéité de la distribution.

On peut également réaliser une variante intermédiaire en combinant l'arbre central rotatif creux 52 aux collerettes de distribution 64.

A cet effet, une collerette 64 peut être montée sous chaque orifice 56 de distribution du liquide de lavage. En utilisant toujours les moyens d'injection 54 décrits à la figure 6, on peut donc pulvériser le liquide de lavage par l'intermédiaire des collerettes 64 qui, comme on l'a indiqué précédemment, communiquent une vitesse tangentielle élevée à ce liquide.

Conjointement au module de lavage simple ou au module de lavage axial rotatif qui viennent d'être décrits, le processeur peut également comporter un module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge 70 illustré par la figure 8. Bien entendu, ce module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge 70 peut également être prévu seul dans le corps du processeur 20.

Il comprend une enceinte 72 délimitée axialement par deux plaques perforées 74 et 76, respectivement placées en aval et en amont, solidaires du corps fixe 10 et s'étendant radialement à partir de la paroi interne 21 de ce corps fixe. L'enceinte 72 est délimitée radialement par cette paroi 21 d'une part et par une paroi perforée 78 concentrique à cette paroi 21 d'autre part. La paroi perforée 78 joint entre elles les plaques perforées 74 et 76. Ce module de lavage 70 compend également une multitude d'éléments solides 80 de faibles dimensions et masse spécifique contenus dans l'enceinte 72 et libres en mouvement dans cette enceinte. Un arbre central rotatif 82 tournant dans le même sens que l'arbre 30 du rotor 12 est également présent et se trouve dans la cavité cylindrique 84 délimitée radialement par la paroi perforée 78. La paroi supérieure 86 de cette cavité 84 constituée par le prolongement vers le centre de la plaque perforée 74 est avantageusement non perforée, de manière à obliger l'intégralité du gaz en mouvement vers l'aval à passer dans l'enceinte 72. L'arbre central rotatif 82 est muni d'un dispositif 88 d'éjection centrifuge du liquide de lavage. Ce dispositif 88 d'éjection centrifuge peut être constitué par l'un des dispositifs illustrés aux figures 6 et 7.

On peut également prévoir un dispositif complémentaire 90 d'éjection du liquide de lavage pour pulvériser ce liquide à travers la plaque perforée amont 76. Afin de favoriser la bonne répartition du liquide de lavage et des éléments solides 80 dans le mouvement hélicoïdal engendré par le rotor, on peut prévoir, dans l'enceinte 72, un ou plusieurs distributeurs hélicoïdaux 92 du type décrit à la figure 4.

Dans ce module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge 70, le gaz à laver monte vers l'aval et croise sensiblement à angle droit la trajectoire moyenne du liquide de lavage éjecté par le dispositif d'éjection 88.

Comme pour les autres modules de lavage, ce croisement à angle droit se traduit par une dispersion supplémentaire du liquide et un contact accru avec le gaz. Les éléments solides 80 suivent globalement le mouvement hélicoïdal du gaz chargé, de sorte que le croisement à angle droit du liquide de lavage et de ce gaz s'effectue au niveau de la surface de ces éléments solides 80. Ceux-ci constituent donc autant de surfaces réceptives aux impuretés contenues dans le gaz chargé. les mouvements relatifs de ces éléments 80 qui peuvent conduire à des chocs favorisent leur décolmatage continu. Par suite de l'existence du champ centrifuge dû au vortex du rotor aval, les éléments 80 peuvent avoir tendance à s'accumuler vers la périphérie de l'enceinte 72. Cest pourquoi il est préférable que non seulement leurs dimensions, mais aussi leurs masses spécifiques soient très faibles afin que la montée du gaz suffise à les maintenir en mouvement dans cette enceinte 72.

Ces éléments solides 80 peuvent présenter une enveloppe sensiblement sphérique et une importante surface de contact. De manière évidente, plus la surface de contact des éléments solides 80 est importante, plus ceux-ci sont aptes à jouer leur rôle de récepteurs des impuretés contenues dans le gaz chargé. Ils sont par exemple constitués par une multitude d'anneaux de faibles dimensions imbriqués les uns dans les autres.

Ils peuvent aussi être des corps creux en plastique bosselés pour augmenter leur surface de contact.

Le processeur peut également comporter un module de lavage de finition 100 illustré par les figures 9 et 10. Ce module de lavage de finition 100 est dit à plateaux cylindriques et est prévu dans la partie avale du processeur 20, c'est-à-dire que s'il est présent, il est de toute façon situé à l'aval de l'un des modules de lavage précités. En effet, l'ensemble des cylindres concentriques 104 en tôle micro-perforée qu'il comporte entretiennent la progression vers le bas du vortex engendré par le rotor, ce qui peut améliorer l'efficacité d'un module de lavage situé plus à l'amont.

Ce module de lavage de finition 100 comprend un arbre central rotatif 102 tournant dans le même sens que l'arbre 30 du rotor, une pluralité de cylindres concentriques 104 en tôle perforée, voire micro-perforée, s'étendant axialement et solidaires en rotation de cet arbre central rotatif 102 et un dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage à partir de l'arbre central rotatif. Ce dispositif peut comprendre une conduite 103 d'amenée du liquide de lavage dans une cavité centrale de l'arbre 102 et des orifices 106 régulièrement répartis à la surface de ce dernier. On peut également prévoir des collerettes de distribution du type représenté à la figure 7.

La figure 10 montre ce module de lavage de finition 100 en coupe radiale, dont seul un quart est représenté pour des raisons évidentes de symétrie. On voit sur cette figure les trajectoires de pulvérisation du liquide de lavage à partir de la surface de l'arbre central rotatif 102. On comprend aisément que les cylindres concentriques 104 en tôle micro-perforée jouent le rôle de démultiplicateurs du dispositif d'éjection du liquide de lavage, et assurent par conséquent une excellente répartition de ce liquide dans le courant de gaz chargé ascendant. Les flèches de la figure 10 indiquent le sens de rotation des cylindres 104, qui comme on l'a dit sont solidaires en rotation de l'arbre central 102.

Comme on l'a indiqué précédemment, l'arbre central rotatif de l'un quelconque des modules de lavage peut être constitué par un prolongement amont de l'arbre 30 du rotor 12.

Chacun de ces modules de lavage a pour but, dans un premier temps de réaliser une très bonne répartition du liquide de lavage dans le gaz chargé, et dans un second temps, d'entraîner les impuretés séparées vers la paroi périphérique 21 du corps fixe. Comme à la figure 7, on peut prévoir entre les modules ou dans l'un des modules une ou plusieurs volutes d'extraction intermédiaire 22.

Le liquide de lavage utilisé peut simplement être de l'eau pure ou comporter un mouillant qui forme une mousse apte à retenir les particules d'impuretés. La force centrifuge qui règne dans l'appareil rompt la mousse contre la paroi 21 du corps, de telle sorte que les bulles éclatent et que les impuretés séparées se retrouvent entraînées le long de la paroi vers l'amont jusqu'à une volute d'extraction intermédiaire ou jusqu'à la trémie de collecte.

En référence aux figures 11 à 16, on s'intéresse maintenant plus particulièrement au rotor 12.

La figure 11 montre une plaque 110 de ce rotor qui, de manière connue, est munie de fentes 112 régulièrement réparties et qui peuvent être formées à partir de redressements 114. La plaque 110 peut être une plaque conique dont l'angle D au sommet est de préférence compris entre 130 et 140-.

La figure 12 montre en coupe un empilage de plaques 110 du rotor 12 qui sont maintenues régulièrement espacées par des entretoises 116.

Comme on le voit sur les figures 12 à 16, au moins certaines des plaques du rotor 12 peuvent comporter un prolongement annulaire 118 s'étendant à partir de leur périphérie F dans un plan radial P. Ces prolongements annulaires 118 présentent des redressements formant des pales obliques 120 inclinés vers l'aval à partir des plans radiaux P. Les pales obliques 120 sont de préférence régulièrement réparties sur le prolongement annulaire 118. Des lames fixes 122 sont solidaires de la paroi interne 124 du corps du rotor et s'étendent obliquement à partir de plans radiaux intercalaires P'. On entend par plans radiaux intercalaires P' des plans intercalés entre les plans radiaux P des prolongements annulaires 118. Les lames fixes 122 sont inclinées dans un sens opposé au sens d'inclinaison des pales obliques 120 comme on le voit bien sur la figure 15. Sur la figure 12, on a représenté les prolongements annulaires 118 sur chacune des plaques 110, mais on peut prévoir de les répartir à intervalles réguliers par exemple toutes les trois ou toutes les quatre plaques. La présence des pales obliques et des lames fixes permet d'amorcer la descente des particules séparées le long de la paroi 124 du rotor jusqu'à la goulotte de sortie 9 indiquée sur la figure 1 ou jusque dans le processeur 20 et donc jusqu'à une volute d'extraction intermédiaire 22, voire jusqu'à la trémie de collecte 16. En effet, lorsqu'une particule est séparée du gaz chargé, elle est d'abord heurtée par une pale oblique 120 qui la rejette vers la paroi 124, de telle sorte qu'elle entre dans la zone des lames fixes 122. Le choc de la particule refoulée contre une lame fixe 122 tendra à la diriger vers l'amont de l'appareil.

Toutes les pales obliques 120 sont avantageusement inclinées d'un même angle a par rapport au prolongement annulaire 118. De même, les lames fixes 122 sont inclinées d'un même angle g par rapport aux plans radiaux intercalaires P'. Les angles a et <RTI

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil séparateur et épurateur de la pollution d'au moins un mélange gazeux comprenant, montés d'aval en amont dans un corps fixe (10):

- un rotor (12) présentant un empilage d'au moins deux plaques à ajourages et coopérant avec des moyens générant une chute de pression amont et un débit aval, le rotor générant un mouvement hélicoïdal du mélange à traiter dont le sens de rotation est le même que celui dudit rotor,

- une volute d'entrée (14) du mélange chargé raccordée tangentiellement au corps (10) et dont la section décroît dans le sens de la rotation du rotor (12),

- une trémie (16) de collecte de la phase lourde munie d'un moyen d'évacuation (18) forcée isolé de l'extérieur,

caractérisé en ce qu'il comporte en outre, dans le corps (10) en aval de la volute d'entrée (14) et en amont du rotor (12), une capacité ou processeur de traitement intermédiaire (20) d'au moins une phase du mélange gazeux,

- en ce que le processeur comporte au moins une volute d'extraction (22) dont la section croit dans le sens de la rotation du rotor (12), munie d'un moyen d'évacuation (24, 26) forcée isolé de l'extérieur, et

- en ce que la trémie (16) est équipée d'un dispositif anti-retour (28) situé dans sa partie avale et à proximité de la volute d'entrée (14).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif anti-retour comporte des pales radiales (28) montées fixes, constituant un ensemble de surfaces hélicoïdales.

3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le processeur comporte un dispositif de mise en rotation supplémentaire du gaz comprenant un arbre central rotatif (32) tournant dans le même sens que l'arbre du rotor (30) et des pales (34) montées sensiblement radiales sur ledit arbre central rotatif (32).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le processeur (26) comporte un module de lavage simple comprenant:

- une succession de buses (42) d'injection de liquide de lavage régulièrement réparties le long de la paroi (21) dudit processeur et organisées par tranches d'au moins deux buses disposées obliquement par rapport à cette paroi (21) et dans des régions sensiblement diamétralement opposées, et

- un dispositif de distribution hélicoïdale du liquide de lavage pulvérisé par les buses d'injection (42) comprenant un noyau central (44) et une succession de distributeurs hélicoïdaux (46) séparant les tranches successives de buses d'injection (42), ces distributeurs (46) comportant des pales obliques (48) montées fixes sur la paroi (21) du processeur et dirigées vers ledit noyau central (44).

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau central (44) est constitué par un arbre central rotatif tournant dans le même sens que l'arbre du rotor.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le processeur comporte un module de lavage axial rotatif (50, 60) comprenant un arbre central rotatif (52, 62) tournant dans le même sens que l'arbre du rotor et un dispositif d'éjection centrifuge (54,56; 64, 66, 68) du liquide de lavage associé audit arbre central rotatif.

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arbre central rotatif (52) est creux, et

- en ce que le dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage comporte des moyens (54) d'injection dudit liquide à l'intérieur de l'arbre central rotatif (52) et des orifices de pulvérisation (56) régulièrement répartis à la surface dudit arbre.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage comporte un empilage de collerettes de distribution (64) montées sur l'arbre central rotatif (62) et des moyens (66, 68) de distribution du liquide de lavage dans chacune desdites collerettes (64).

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le processeur comporte un module de lavage à lit fluidisé semi-centrifuge (70) comprenant:

- une enceinte (72) délimitée axialement par deux plaques perforées (74, 76) solidaires du corps fixe (10) et s'étendant radialement à partir de la paroi interne (21) dudit corps fixe, et délimitée radialement par cette paroi interne (21) d'une part et par une paroi perforée (78) concentrique à ladite paroi interne (21) d'autre part, ladite paroi perforée (78) joignant entre elles lesdites plaques perforées (74, 76),

- une multitude d'éléments solides (80) de faibles dimensions et masse spécifique contenus dans l'enceinte (72) et libres en mouvement dans ladite enceinte, et

- un arbre central rotatif (82) tournant dans le même sens que l'arbre (35) du rotor (12) et muni d'un dispositif (88) d'éjection centrifuge du liquide de lavage.

10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'arbre central rotatif (82) se trouve dans une cavité centrale (84) délimitée radialement par la paroi perforée (78), la paroi supérieure (86) de cette cavité (84) étant non-perforée.

11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les éléments solides (80) présentent une enveloppe sensiblement sphérique et une importante surface de contact.

12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le processeur comporte un module de lavage de finition (100) à plateaux cylindriques prévu dans sa partie avale, ce module comprenant:

- un arbre central rotatif (102) tournant dans le même sens que l'arbre (30) du rotor,

- une pluralité de cylindres concentriques (104) en tôle perforée s'étendant axialement et solidaires en rotation dudit arbre central rotatif, et

- un dispositif d'éjection centrifuge du liquide de lavage à partir de l'arbre central rotatif (102).

13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que l'arbre central rotatif est constitué par un prolongement amont de l'arbre (30) du rotor (12).

14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la volute d'entrée (14) du mélange chargé comporte des buses (15) d'injection de liquide de lavage réparties sur sa paroi interne.

15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les plaques (110) du rotor (12) sont des plaques coniques dont l'angle au sommet est compris entre 130 et 140.

16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que au moins certaines plaques (110) du rotor (12) comportent un prolongement annulaire (118) s'étendant à partir de leur périphérie (F) dans un plan radial (P), lesdits prolongements annulaires (118) présentant des redressements formant des pales obliques (120) inclinées par rapport auxdits plans radiaux (P) , et

- en ce que des lames fixes (122) sont solidaires de la paroi interne (124) du corps du rotor (12), ces lames fixes (122) s'étendant obliquement à partir de plans radiaux intercalaires (PI) , intercalés entre les plans radiaux (P) desdits prolongements annulaires (118), dans un sens opposé au sens d'inclinaison desdites pales obliques (120).

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que au moins les plaques (110) du rotor munies des prolongements annulaires (118) comportent en outre une jupe (130) en tôle perforée s'étendant axialement vers l'amont à partir de leur périphérie (F).

18. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le rotor comporte une jupe cylindrique en tôle perforée joignant entre elles les périphéries des plaques (110).

19. Appareil selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les pales obliques (120) sont inclinées d'un même angle a par rapport aux plans radiaux (P) des prolongements annulaires (118), et les lames fixes (122) sont inclinées d'un même angle B par rapport aux plans radiaux intercalaires (P.).

20. Appareil selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que les lames fixes (122) sont réalisées en une matière flexible telle que du caoutchouc ou du plastique.

21. Appareil selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que les pales obliques (120) sont réalisées en une matière flexible telle que du caoutchouc ou du plastique.