FR2715324A1 - Micro-ionisation process for saturating gaseous flow with liq. vapour - Google Patents

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Abstract

Process for supersaturating a gaseous flow with vapour from a liquid by micro-ionisation of the liquid in the gas, using the following stages:- (a) Establishment of a regular flow of the gas; (b) Expansion of the gas upstream of a micro-ioniser; (c) Continuous micro-ionisation of the liquid in the gas flow at a flow greater than that allowing the saturation of the gas; (d) Condensation and concentration of the excess micro-ionised liquid relative to that evaporated to achieve the saturation of the gas; (e) Filtration of the saturated gas to recover excess droplets entrained in the flow; (f) Evacuation of the saturated gas with recovery of condensates; (g) Collection of the condensed excess liquid recovered in stages (d) to (f); (h) Recycling of the liquid collected during filtration if necessary. Device to carry out the above process comprising a pipe (10) of constant section enclosing a ventilator (11) to establish and maintain the flow of gas to a diverger (20) to expand the gas and then to a micro-ioniser fixed in the centre of the divergers outlet; a chamber (30) with inclined base connected to the diverger and containing the parallel perforated inclined plates on which the excess liquid condenses; a semicircular valve (40) to ensure that gas flows from the chamber to a filter (51) mounted vertically in the outlet of the valve and thence to a chimney (50) and a sump to collect the excess liquid.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de sursaturation d'un flux gazeux en vapeur d'un liquide par micronisation dudit liquide dans ledit flux gazeux et leurs applications.The invention relates to a method and a device for supersaturation of a gas flow into vapor of a liquid by micronization of said liquid in said gas flow and their applications.

Dans le domaine de l'épuration des liquides et des gaz, et tout particulièrement celui de l'épuration des eaux usées collectées par les réseaux d'égouts urbains, les stations d'épuration, dans lesquelles on est obligé d'effectuer un certain brassage des bassins de décantation qui émettent des odeurs nauséabondes provenant de la décomposition des matières organiques présentes dans les rejets domestiques. II résulte de cette situation des nuisances olfactives importantes au niveau des habitations, voire des agglomérations les plus proches, lorsque le vent porte dans la direction correspondante , ceci quel que soit l'éloignement de la station d'épuration qui, de toute façon, ne peut jamais être très éloignée. Ces nuisances olfactives sont tout particulièrement importantes pendant les périodes de forte chaleur.In the field of the purification of liquids and gases, and in particular that of the purification of waste water collected by urban sewer networks, purification stations, in which one is obliged to carry out a certain mixing settling tanks that emit foul smells from the decomposition of organic matter present in domestic waste. It results from this situation of significant odor nuisance at the level of the dwellings, even of the nearest agglomerations, when the wind carries in the corresponding direction, this whatever the distance from the treatment plant which, in any case, does not can never be far away. These odor nuisances are particularly important during periods of high heat.

Dans d'autres domaines, c'est la teneur en gaz d'un liquide, tout particulièrement en oxygène, qui a besoin d'être maintenue à un niveau optimum. La teneur en oxygène de l'eau pose aussi des problèmes dans certaines applications telles que la pisciculture car les moyens dont nous disposons actuellement ne permettent d'obtenir un résultat acceptable qu'au prix d'un gaspillage très important d'oxygène ou d'énergie.In other fields, it is the gas content of a liquid, especially oxygen, which needs to be maintained at an optimum level. The oxygen content of water also poses problems in certain applications such as fish farming because the means currently available only allow us to obtain an acceptable result at the cost of a very significant waste of oxygen or energy.

Dans d'autres domaines. enfin, c'est certaines matières dissoutes dans de l'eau ou un solvant qui gagneraient à être récupérées pour réutilisation, comme c'est le cas dans le domaine des huiles de coupe utilisées dans la métallurgie.In other areas. finally, it is certain materials dissolved in water or a solvent which would benefit from being recovered for reuse, as is the case in the field of cutting oils used in metallurgy.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif de sursaturation d'un flux gazeux en vapeur d'un liquide, par micronisation dudit liquide dans ledit flux gazeux, avec lesquels, d'une part, la vapeur du liquide puisse être ramenée à une proportion prédéterminée par rapport au gaz (hygrométrie par exemple) et, d'autre part, le liquide en excédent puisse retenir des matières solides, liquides ou gazeuses contenues initialement dans le gaz.The object of the present invention is to remedy these drawbacks. This invention, as it is characterized, solves the problem of defining a method and creating a device for supersaturation of a gas flow into vapor of a liquid, by micronization of said liquid in said gas flow, with which, d on the one hand, the vapor of the liquid can be reduced to a predetermined proportion relative to the gas (hygrometry for example) and, on the other hand, the excess liquid can retain solid, liquid or gaseous materials initially contained in the gas.

Le procédé de sursaturation d'un flux gazeux en vapeur d'un liquide, par micronisation dudit liquide dans ledit flux gazeux, selon l'invention, se caractérise principalement en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) Etablissement d'une circulation régulière du flux gazeux.The process for supersaturation of a gaseous flow into vapor of a liquid, by micronization of said liquid in said gaseous flow, according to the invention, is mainly characterized in that it comprises the following steps a) Establishment of a regular circulation of the gas flow.

b) Détente du flux gazeux juste en amont du micronisateur.b) Relaxation of the gas flow just upstream of the micronizer.

c) Micronisation continue du liquide dans le flux de gaz selon un débit supérieur à celui permettant d'obtenir la juste saturation du flux de gaz en vapeur du liquide.c) Continuous micronization of the liquid in the gas flow at a rate greater than that allowing the correct saturation of the gas flow to vapor from the liquid.

d) Condensation et concentration de l'excès de liquide micronisé, par rapport à celui évaporé pour obtenir la saturation du gaz en vapeur de ce liquide. d) Condensation and concentration of the excess micronized liquid, relative to that evaporated to obtain the saturation of the gas in vapor of this liquid.

e) Filtration du gaz saturé en vapeur du liquide avec récupération des gouttelettes de liquide en excédent entrainées par le flux.e) Filtration of the gas saturated in vapor of the liquid with recovery of the droplets of excess liquid entrained by the flow.

f) Evacuation du gaz saturé en vapeur du liquide, avec récupération des condensats.f) Evacuation of gas saturated with vapor of the liquid, with recovery of condensates.

g) Collecte du liquide en excédent condensé concentré et récupéré lors des étapes d à f ci-dessus.g) Collection of concentrated condensed surplus liquid recovered in steps d to f above.

h) Recyclage éventuel du liquide collecté après filtration si nécessaire.h) Possible recycling of the liquid collected after filtration if necessary.

La condensation et la concentration de l'excès de liquide micronisé, prévues à l'étape (d), sont obtenues par création et entretien d'un flux laminaire localisé dirigé vers le bas, de l'amont vers l'aval, alors que le flux général est maintenu horizontal, puis canalisé vers le haut.The condensation and the concentration of the excess micronized liquid, provided for in step (d), are obtained by creation and maintenance of a localized laminar flow directed downward, from upstream to downstream, while the general flow is kept horizontal, then channeled upwards.

La filtration du gaz saturé, prévue à l'étape (e), s'effectue à contre courant, au-dessus du flux laminaire.The filtration of the saturated gas, provided for in step (e), is carried out against the current, above the laminar flow.

La détente du flux gazeux prévue à l'étape (b) est obtenue par effet de venturi.The expansion of the gas flow provided for in step (b) is obtained by the venturi effect.

L'évacuation du gaz saturé, prévue à l'étape (f), s'effectue vers le haut, dans une direction sensiblement perpendiculaire au flux de gaz principal et au-dessus de celui-ci.The evacuation of the saturated gas, provided for in step (f), takes place upwards, in a direction substantially perpendicular to the main gas flow and above it.

Le dispositif permettant l'application du procédé. tel qu'exposé ci-dessus, se caractérise principalement en ce qu il est constitué, pour l'essentiel, d'une conduite de section constante, renfermant un ventilateur, permettant d'établir et d'entretenir le flux gazeux régulier prévu à l'étape (a) , d'un divergent, assurant la détente du flux gazeux par effet de venturi, prévue à l'étape (b) d'un micronisateur fixé dans l'axe et dans la section de sortie du divergent d'une chambre à fond inclinée vers l'avant, raccordée sur l'avant au divergent, dans laquelle sont fixées transversalement des plaques ajourées parallèles entre elles, inclinées vers le fond et vers l'arrière de la chambre, assurant la condensation et la concentration de liquide en excès prévues à l'étape (d) ; d'une volute demi-circulaire, canalisant le flux de gaz vers le dessus de la chambre ; d'un filtre, disposé verticalement à la sortie de ladite volute, assurant la filtration prévue à l'étape (e) d'une cheminée verticale reliée à la sortie du filtre, assurant l'évacuation du gaz et la récupération des condensats, prévues à l'étape (f) , et d'un puisard disposé au point le plus bas de la chambre, permettant d'assurer la collecte prévue à l'étape (g).The device allowing the application of the process. as set out above, is mainly characterized in that it essentially consists of a pipe of constant section, containing a fan, making it possible to establish and maintain the regular gas flow provided for at step (a), of a divergent, ensuring the expansion of the gas flow by the venturi effect, provided in step (b) of a micronizer fixed in the axis and in the exit section of the divergent of a chamber with bottom inclined towards the front, connected on the front to the divergent, in which transversely fixed perforated plates are fixed to each other, inclined towards the bottom and towards the rear of the chamber, ensuring the condensation and the concentration of liquid in excess provided for in step (d); a semicircular volute, channeling the gas flow towards the top of the chamber; a filter, arranged vertically at the outlet of said volute, ensuring the filtration provided for in step (e) of a vertical chimney connected to the outlet of the filter, ensuring the evacuation of the gas and the recovery of the condensates, provided in step (f), and a sump placed at the lowest point of the chamber, making it possible to ensure the collection provided for in step (g).

Selon un mode de réalisation, le dispositif est réalisé en cinq parties, constituées respectivement de la conduite d'entrée équipée de son ventilateur, du divergent équipé de son micronisateur, de la chambre équipée de ses plaques ajourées et de son puisard, de la volute et de la cheminée équipée du filtre à sa base.According to one embodiment, the device is produced in five parts, consisting respectively of the inlet pipe equipped with its fan, the divergent equipped with its micronizer, the chamber equipped with its perforated plates and its sump, the volute and the chimney fitted with the filter at its base.

Le procédé et le dispositif exposé ci-dessus trouvent leur application dans les principaux domaines suivants - Concentration d'effluents liquides, - Traitement de l'air, en vue notamment de l'élimination des odeurs, - Lavage de gaz et de fumées, - Oxygénation de liquide, - Séparation de matières solides contenues dans le liquide.The process and the device described above find their application in the following main fields - Concentration of liquid effluents, - Air treatment, in particular with a view to eliminating odors, - Washing of gases and fumes, - Oxygenation of liquid, - Separation of solid matter contained in the liquid.

Cette liste n'est pas exhaustive.This list is not exhaustive.

Les avantages obtenus, grâce à l'invention, consistent essentiellement en ceci que les gaz ainsi épurés peuvent être directement rejetés dans l'atmosphère ou recyclés, et que les liquides peuvent être, eux aussi, directement rejetés ou réutilisés, avec recyclage éventuel dans le dispositif , ceci en utilisant des moyens simples, et, par conséquent, très fiables.The advantages obtained, thanks to the invention, essentially consist in the fact that the gases thus purified can be directly discharged into the atmosphere or recycled, and that the liquids can also be directly discharged or reused, with possible recycling in the device, this using simple means, and therefore very reliable.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode d'application du procédé et du dispositif selon l'invention, destiné au traitement des gaz provenant des stations d'épuration d'eau, donné à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente une vue de côté schématique en coupe longitudinale selon AA du dispositif.Other characteristics and advantages will appear in the following description of an application mode of the method and of the device according to the invention, intended for the treatment of gases coming from water purification stations, given by way of non-limiting example with regard to the accompanying drawings in which - Figure 1 shows a schematic side view in longitudinal section along AA of the device.

- La figure 2 représente une vue de face du dispositif selon la figure 1 avec indication du plan de coupe AA.- Figure 2 shows a front view of the device according to Figure 1 with indication of the section plane AA.

Les figures représentent un dispositif d'épuration d'air constitué principalement d'une conduite 10 équipée d'un ventilateur 11, d'un divergent 20 équipé d'une buse de micronisation 21 alimentée par une pompe 22, aspirant dans un réservoir 23, d'une chambre 30 à fond incliné 31 et à puisard 32 équipée de plaques ajourées 33 inclinées vers l'arrière et vers le bas, d'une volute 40 et d'une cheminée 50 équipée, à sa base, d'un filtre 51.The figures represent an air cleaning device mainly consisting of a pipe 10 fitted with a fan 11, a divergent pipe 20 fitted with a micronization nozzle 21 supplied by a pump 22, aspirating into a tank 23, a chamber 30 with an inclined bottom 31 and a sump 32 equipped with perforated plates 33 inclined rearwards and downwards, a volute 40 and a chimney 50 equipped, at its base, with a filter 51 .

En examinant maintenant les figures plus en détail, on remarque que, dans cet exemple d'application, l'air pollué est aspiré par le ventilateur 11, situé dans la conduite 10, puis refoulé dans la chambre 30 après avoir été détendu en passant dans le divergent 20, à la sortie duquel il est mélangé à un brouillard liquide émis par la buse de micronisation 21 alimentée par la pompe 22. Le mélange est dirigé vers la cheminée d'évacuation 50, via la volute 40, en traversant un évaporateur constitué de plaques ajourées 33 parallèles, inclinées vers la sortie et vers le fond 31 de la chambre 30, ce qui a pour effet de séparer le liquide en excès de celui juste nécessaire pour sa transformation, en vapeur saturante de l'air, et de transformer cet excès de liquide en gouttelettes qui ruissellent sur les plaques ajourées 33 et s'écoulent sur le fond incliné 31 de la chambre qui les concentre dans le puisard 32 en vue de leur écoulement à l'extérieur de ladite chambre 30, avec recyclage et traitement complémentaire ou non.By now examining the figures in more detail, it is noted that, in this example of application, the polluted air is sucked in by the fan 11, located in the pipe 10, then discharged into the chamber 30 after having been relaxed while passing through the divergent 20, at the outlet of which it is mixed with a liquid mist emitted by the micronization nozzle 21 supplied by the pump 22. The mixture is directed towards the evacuation chimney 50, via the volute 40, by passing through an evaporator constituted of perforated parallel plates 33, inclined towards the outlet and towards the bottom 31 of the chamber 30, which has the effect of separating the excess liquid from that just necessary for its transformation, into saturated vapor of the air, and transforming this excess liquid in droplets which stream on the perforated plates 33 and flow on the inclined bottom 31 of the chamber which concentrates them in the sump 32 with a view to their flow outside said ch amber 30, with recycling and additional treatment or not.

Comme on le voit, les gouttelettes d'eau susceptibles d'avoir été entraînées dans la volute 40 par le flux d'air sont projetées. du fait de leur inertie, contre la paroi de ladite volute qui assure leur ruissellement vers le fond de la chambre 30. Les gouttelettes qui franchisent la volute sont bloquées par le filtre 51, qui, compte tenu de sa situation, favorise l'écoulement dans la chambre 30.As can be seen, the water droplets likely to have been entrained in the volute 40 by the air flow are projected. because of their inertia, against the wall of said volute which ensures their runoff towards the bottom of the chamber 30. The droplets which cross the volute are blocked by the filter 51, which, taking into account its situation, promotes the flow in room 30.

II en est de même de la cheminée 50 pour ce qui concerne les condensats.  It is the same for the chimney 50 with regard to the condensates.

Claims (12)

RevendicationsClaims 1. Procédé de sursaturation d'un flux gazeux en vapeur d'un liquide, par micronisation dudit liquide dans ledit flux gazeux, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes a) Etablissement d'une circulation régulière du flux gazeux.1. A method of supersaturation of a gas flow into vapor of a liquid, by micronization of said liquid in said gas flow, characterized in that it comprises the following successive steps a) Establishment of a regular circulation of the gas flow. b) Détente du flux gazeux juste en amont du micronisateur, c) Micronisation continue du liquide dans le flux de gaz selon un débit supérieur à celui permettant d'obtenir la juste saturation du flux de gaz en vapeur du liquide.b) Relaxation of the gas flow just upstream of the micronizer, c) Continuous micronization of the liquid in the gas flow at a rate greater than that allowing the correct saturation of the gas flow to vapor of the liquid. d) Condensation et concentration de l'excès de liquide micronisé par rapport à celui évaporé pour obtenir la saturation du gaz en vapeur de ce liquide.d) Condensation and concentration of the excess of micronized liquid relative to that evaporated to obtain the saturation of the gas in vapor of this liquid. e) Filtration du gaz saturé en vapeur du liquide avec récupération des gouttelettes de liquide en excédent entraînées par le flux.e) Filtration of the vapor-saturated gas of the liquid with recovery of the droplets of excess liquid entrained by the flow. f) Evacuation du gaz saturé en vapeur du liquide avec récupération des condensats.f) Evacuation of gas saturated with vapor of the liquid with recovery of condensates. g) Collecte du liquide en excédent condensé, concentré et récupéré aux étapes d à f. g) Collection of the condensed excess liquid, concentrated and recovered in steps d to f. h) Recyclage du liquide collecté après filtration si nécessaire.h) Recycling of the liquid collected after filtration if necessary. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condensation et la concentration de l'excès de liquide micronisé, prévues à l'étape (d) sont obtenues par création et entretien d'un flux laminaire localisé, dirigé vers le bas, de l'amont vers l'aval, alors que le flux général est maintenu horizontal, puis canalisé vers le haut.2. Method according to claim 1, characterized in that the condensation and the concentration of the excess micronized liquid, provided for in step (d) are obtained by creation and maintenance of a localized laminar flow, directed downwards , from upstream to downstream, while the general flow is kept horizontal, then channeled upwards. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la filtration du gaz saturé, prévue à l'étape (e) s'effectue audessus du flux laminaire et à contre-courant de celui-ci.3. Method according to claim 1, characterized in that the filtration of the saturated gas, provided in step (e) is carried out above the laminar flow and against the current thereof. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détente du flux gazeux prévue à l'étape (b) est obtenue par effet Venturi.4. Method according to claim 1, characterized in that the expansion of the gas flow provided for in step (b) is obtained by the Venturi effect. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évacuation du gaz saturé prévue à l'étape (f) s'effectue vers le haut, dans une direction sensiblement perpendiculaire au flux de gaz principal, au dessus de celui-ci.5. Method according to claim 1, characterized in that the evacuation of the saturated gas provided for in step (f) takes place upwards, in a direction substantially perpendicular to the main gas flow, above the latter. . 6. Dispositif permettant l'application du procédé selon les revendications 1 à 5 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce qu'il est constitué pour l'essentiel d'une conduite (10) de section constante renfermant un ventilateur (11) permettant d'établir et d'entretenir le flux gazeux régulier, prévu à l'étape (a) d'un divergent (20) assurant la détente du flux gazeux, prévue à l'étape (b) d'un micronisateur (21) fixé dans l'axe du divergent et dans la section de sortie de celui ci , d'une chambre (30) à fond incliné vers l'avant, raccordée sur l'avant au divergent (20), dans laquelle sont fixées transversalement des plaques ajourées (33) parallèles entre elles, inclinées vers le fond et vers l'arrière de la chambre (30), assurant la condensation et la concentration de liquide en excès prévues à l'étape (d) d'une volute (40) demicirculaire assurant la canalisation du flux de gaz vers le dessus de la chambre (30) d'un filtre (51) disposé verticalement à la sortie de ladite volute (40) d'une cheminée (50) reliée à la sortie du filtre (51) et d'un puisard (32) disposé au point le plus bas de la chambre (30) permettant de réaliser la collecte prévue à l'étape (g).6. Device for applying the method according to claims 1 to 5 taken as a whole, characterized in that it consists essentially of a pipe (10) of constant section containing a fan (11) allowing d '' establish and maintain the regular gas flow, provided in step (a) of a divergent (20) ensuring the expansion of the gas flow, provided in step (b) of a micronizer (21) fixed in the axis of the diverging part and in the outlet section thereof, of a chamber (30) with a bottom inclined towards the front, connected on the front to the diverging part (20), in which perforated plates are fixed transversely ( 33) parallel to each other, inclined towards the bottom and towards the rear of the chamber (30), ensuring the condensation and the concentration of excess liquid provided for in step (d) of a semicircular volute (40) ensuring the channeling the gas flow to the top of the chamber (30) of a filter (51) arranged vertically at the outlet of said volute (40) from a chimney (50) connected to the outlet of the filter (51) and from a sump (32) disposed at the lowest point of the chamber (30) allowing the collection provided for at step (g). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé en cinq parties (10, 20, 30, 40, 50) réunis par boulonnage, rivetage ou soudage constituées respectivement de la conduite d'entrée (10) équipée de son ventilateur (11), du divergent (20) équipé du micronisateur (21) de la chambre équipée de ses plaques ajourées (33) de condensation et de concentration et de son puisard (32), de la volute (40) et de la cheminée (50) équipée du filtre (51) à sa base.7. Device according to claim 6, characterized in that it is produced in five parts (10, 20, 30, 40, 50) joined by bolting, riveting or welding respectively constituted by the inlet pipe (10) equipped with its fan (11), the divergent (20) equipped with the micronizer (21) of the chamber equipped with its perforated plates (33) of condensation and concentration and its sump (32), the volute (40) and the chimney (50) fitted with the filter (51) at its base. 8. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications t à 5 et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 à la concentration d'effluents liquides. 8. Application of the method according to any one of claims t to 5 and of the device according to any one of claims 6 or 7 to the concentration of liquid effluents. 9. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 au traitement de l'air, en vue, notamment, d'éliminer les odeurs.9. Application of the method according to any one of claims 1 to 5 and of the device according to any one of claims 6 or 7 to the treatment of air, with a view, in particular, to eliminating odors. 10. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 au lavage de gaz.10. Application of the method according to any one of claims 1 to 5 and of the device according to any one of claims 6 or 7 to gas washing. 11. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 à l'oxygénation de liquide.11. Application of the method according to any one of claims 1 to 5 and of the device according to any one of claims 6 or 7 to the oxygenation of liquid. 12. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 à la séparation de matières solides contenues dans le liquide. 12. Application of the method according to any one of claims 1 to 5 and of the device according to any one of claims 6 or 7 to the separation of solid materials contained in the liquid.
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