FR2784305A1 - Separation and recovery apparatus for liquid particles from gaseous effluent comprises opening defining reduced section of gas flow passage, with impact wall above opening - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de séparation et de récupération des particules liquides contenues dans un effluent gazeux. Device for separating and recovering liquid particles contained in a gaseous effluent.
Le domaine de l'invention est celui des dispositifs et installations pour le traitement des effluents gazeux. The field of the invention is that of devices and installations for the treatment of gaseous effluents.
L'invention se rapporte plus précisément à un dispositif spécialement conçu pour débarasser un effluent gazeux des particules liquides qu'il contient. The invention relates more precisely to a device specially designed for removing a gaseous effluent from the liquid particles which it contains.
L'invention trouve son application pour le traitement de l'air provenant des locaux industriels dans lesquels on utilise de l'eau tels que notamment les cabines de peinture. The invention finds its application for the treatment of air coming from industrial premises in which water is used such as in particular paint booths.
L'objectif d'un tel dispositif est d'obtenir un flux d'air exempt de particules liquides permettant d'évacuer l'eau récupérée et d'éviter son réentraînement par l'air. The objective of such a device is to obtain an air flow free of liquid particles making it possible to evacuate the recovered water and to avoid its re-entrainment by the air.
De tels dispositifs de séparation et de récupération des particules liquides dans un effluent gazeux sont installés sur les gaines d'évacuation de ces effluents. Such devices for separating and recovering liquid particles in a gaseous effluent are installed on the evacuation ducts of these effluents.
On distingue les dispositifs traitant des flux latéraux, des dispositifs traitant des flux ascendants. La présente invention se rapporte à un dispositif destiné à traiter un effluent gazeux transitant selon un courant ascendant dans une gaine.A distinction is made between devices treating lateral flows and devices treating ascending flows. The present invention relates to a device intended to treat a gaseous effluent transiting according to an ascending current in a sheath.
Il existe dans l'état de la technique principalement deux types de technologies pour débarasser un effluent gazeux des particules liquides qu'il contient basées sur le principe de l'impaction. There are mainly two types of technology in the state of the art for removing a gaseous effluent from the liquid particles it contains, based on the principle of impaction.
La première de ces techniques consiste à faire passer le flux d'air chargé en particules liquides dans un réseau de plaques parallèles incurvées disposées dans une gaine, le flux d'air se déplaçant horizontalement dans celles-ci. The first of these techniques consists in passing the flow of air loaded with liquid particles through a network of curved parallel plates arranged in a sheath, the flow of air moving horizontally therein.
Les plaques utilisées présentent une forme de"S"propice à stopper les particules liquides contenues dans le courant gazeux. Afin de récupérer le liquide stoppé par ces plaques, ces dernières sont équipées de petites gouttières dans lesquelles l'eau retenue s'écoule par gravité. The plates used have an "S" shape suitable for stopping the liquid particles contained in the gas stream. In order to recover the liquid stopped by these plates, the latter are equipped with small gutters in which the retained water flows by gravity.
Une telle technique présente de nombreux inconvénients parmi lesquels on peut citer les suivants. En premier lieu, une telle solution ne permet de traiter que les flux d'air horizontaux et non les flux d'air ascendants. En effet, on comprendra que si l'on utilisait une telle technique avec un flux d'air ascendant, des gouttières ouvertes vers le bas seraient totalement inefficaces pour récupérer le liquide retenu par les plaques. Such a technique has many drawbacks, among which the following may be mentioned. Firstly, such a solution only treats horizontal air flows and not upward air flows. Indeed, it will be understood that if one used such a technique with an ascending air flow, gutters open downwards would be completely ineffective in recovering the liquid retained by the plates.
En second lieu, les plaques utilisées doivent, pour tre efficaces, tre relativement proches les unes des autres. En pratique les plaques constituant de tels dispositifs sont situées de 2 à 3 cm les unes des autres. Or, les particules liquides contenues dans les effluents gazeux à traiter peuvent également contenir des particules collantes-c'est notamment le cas dans le traitement des effluents provenant des cabines de peinture-qui se déposent sur les plaques en mme temps que le liquide qui les contient. En conséquence, il est périodiquement nécessaire de nettoyer ces plaques. Or, l'architecture de plaques en"S", mentionnée ci-dessus, proches les unes des autres, rend l'entretien du dispositif difficile et long. Secondly, to be effective, the plates used must be relatively close to one another. In practice, the plates constituting such devices are located 2 to 3 cm from each other. However, the liquid particles contained in the gaseous effluents to be treated can also contain sticky particles - this is particularly the case in the treatment of effluents from paint booths - which are deposited on the plates at the same time as the liquid which contains. Consequently, it is periodically necessary to clean these plates. However, the architecture of "S" plates, mentioned above, close to each other, makes the maintenance of the device difficult and long.
Enfin, on notera que la vitesse moyenne de passage de l'effluent gazeux à traiter à travers cette plaque doit tre faible, en pratique inférieur à 4 mètres par seconde. II est donc nécessaire de mettre en oeuvre un nombre important de plaques réparties sur une surface frontale importante. Finally, it should be noted that the average speed of passage of the gaseous effluent to be treated through this plate must be low, in practice less than 4 meters per second. It is therefore necessary to use a large number of plates distributed over a large front surface.
Une autre technique de l'état de l'art permet de traiter les courants gazeux ascendants à travers au moins deux niveaux de plateaux installés perpendiculairement au sens d'écoulement du flux d'air et disposés en quinconce. Another state-of-the-art technique makes it possible to treat the ascending gas streams through at least two levels of plates installed perpendicular to the direction of flow of the air flow and arranged in staggered rows.
Ces plateaux forment autant de plaques d'impaction permettant de stopper les particules de liquide.These plates form as many impact plates making it possible to stop the particles of liquid.
Toutefois, un tel dispositif montre également un certain nombre d'inconvénients. However, such a device also shows a certain number of drawbacks.
En premier lieu, le positionnement des plateaux en quinconce ne peut empcher l'établissement de chemins préférentiels d'écoulement du flux d'air le long desquels celui-ci ne rencontre pas de plateaux. La partie du flux suivant ces chemins préférentiels reste donc chargée en particules liquides et l'effluent sortant du dispositif est donc mal débarrassé des particules qu'il contenait à son entrée. Firstly, the staggered positioning of the trays cannot prevent the establishment of preferential paths for the flow of the air flow along which the latter does not meet the trays. The part of the flow following these preferred paths therefore remains charged with liquid particles and the effluent leaving the device is therefore poorly rid of the particles which it contained at its inlet.
Par ailleurs, les gouttes d'eau arrtées par les plateaux sont mal évacuées du fait que ceux-ci sont horizontaux. Ces particules liquides sont ensuite susceptibles d'tre réentraînées par le courant gazeux. In addition, the drops of water stopped by the plates are badly evacuated because they are horizontal. These liquid particles are then liable to be re-entrained by the gas stream.
On notera également qu'une telle solution technique nécessite la plupart du temps l'utilisation en aval du système décrit précédemment. It will also be noted that such a technical solution requires most of the time the use downstream of the system described above.
Enfin, on notera que t'espace entre les plateaux est plus important que celui utilisé dans la technique précédemment décrite mais que le nombre de niveaux de plateaux mis en oeuvre est généralement supérieur à 2 ce qui implique que l'entretien d'un tel dispositif n'est pas facile. Finally, it will be noted that the space between the plates is greater than that used in the technique described above, but that the number of levels of plates used is generally greater than 2, which implies that the maintenance of such a device is not easy.
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif pour la séparation et la récupération des particules liquides contenues dans un effluent gazeux ne présentant pas les inconvénients des deux dispositifs de l'état de la technique décrits ci-dessus. The objective of the present invention is to provide a device for the separation and recovery of the liquid particles contained in a gaseous effluent which does not have the drawbacks of the two prior art devices described above.
En particulier, un des objectifs de l'invention est de proposer un tel dispositif qui puisse tre utilisé pour traiter un courant ascendant d'effluent gazeux. In particular, one of the objectives of the invention is to propose such a device which can be used to treat an updraft of gaseous effluent.
Encore un autre objectif de la présente invention est de divulguer un tel dispositif qui assure une très bonne évacuation du liquide et limite le réentraînement des particules liquides dans le flux gazeux. Yet another objective of the present invention is to disclose such a device which ensures very good evacuation of the liquid and limits the re-entrainment of the liquid particles in the gas flow.
Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel dispositif avec un accès facile qui rend son entretien aisé. Yet another objective of the present invention is to provide such a device with easy access which makes its maintenance easy.
Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un dispositif de séparation et de récupération des particules liquides contenues dans un effluent gazeux transitant selon un courant ascendant dans une gaine, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens présentant au moins une ouverture formant diaphragme définissant une première section réduite de passage dudit effluent gazeux, au moins une paroi d'impaction installée au-dessus de ladite ouverture, montée légèrement inclinée par rapport à l'horizontale et sur laquelle lesdites particules de liquide vont s'impacter, ladite paroi d'impaction définissant une seconde section de passage dudit effluent gazeux décalée par rapport à ladite première section de passage, des moyens de récupération et d'évacuation du liquide provenant de ladite paroi d'impaction et au moins une sortie de l'effluent gazeux essentiellement débarassé de ses particules liquides. These various objectives are achieved thanks to the invention which relates to a device for separating and recovering liquid particles contained in a gaseous effluent transiting in an upward current in a sheath, characterized in that it comprises means having at least one opening. forming a diaphragm defining a first reduced section for the passage of said gaseous effluent, at least one impaction wall installed above said opening, mounted slightly inclined relative to the horizontal and on which said particles of liquid will impact, said impaction wall defining a second passage section of said gaseous effluent offset with respect to said first passage section, means for recovering and discharging the liquid coming from said impaction wall and at least one outlet for the gaseous effluent basically got rid of its liquid particles.
Contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, la présente invention propose de ne mettre en oeuvre qu'une seule ouverture formant diaphragme suivie d'une seule plaque d'impaction. Une telle conception facilite grandement la réalisation de ce type de dispositif. Unlike the devices of the prior art, the present invention proposes to use only one opening forming a diaphragm followed by a single impaction plate. Such a design greatly facilitates the production of this type of device.
Préférentiellement lesdits moyens formant diaphragme incluent une première paroi installée essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal de ladite gaine. On notera toutefois que l'on pourra également envisager de prévoir des parois de la gaine formant un rétrécissement, et ne nécessitant donc pas l'utilisation d'une telle première paroi. Preferably, said diaphragm means include a first wall installed essentially perpendicular to the longitudinal axis of said sheath. Note however that one can also consider providing walls of the sheath forming a narrowing, and therefore not requiring the use of such a first wall.
On comprendra que pour le bon fonctionnement d'un tel dispositif, la paroi d'impaction doit tre inclinée pour permettre l'écoulement du liquide qu'elle retient vers les moyens de récupération et d'évacuation. Toutefois, selon une variante préférentielle, la première paroi est également légèrement inclinée. On notera que l'on entend dans la présente description les termes"légèrement inclinée"comme visant une inclinaison inférieure à 50 . It will be understood that for the proper functioning of such a device, the impaction wall must be inclined to allow the flow of the liquid which it retains towards the recovery and evacuation means. However, according to a preferred variant, the first wall is also slightly inclined. It will be noted that in the present description the terms "slightly inclined" are understood to mean an inclination less than 50.
Egalement selon une variante préférentielle, la paroi présentant l'ouverture formant diaphragme et la paroi d'impaction sont essentiellement montées parallèlement entre elles. Also according to a preferred variant, the wall having the opening forming a diaphragm and the impaction wall are essentially mounted parallel to each other.
Afin d'ajuster la vitesse de passage de l'effluent gazeux à travers la section de passage définie par l'ouverture formant diaphragme, le dispositif selon l'invention inclut avantageusement des moyens permettant de régler la taille de l'ouverture formant diaphragme définissant cette première section de passage. On pourra envisager de réaliser ces moyens sous différentes formes. Toutefois, pour une question de simplicité, ces moyens incluent une plaque de réglage montée coulissante parallèlement à ladite première paroi. In order to adjust the speed of passage of the gaseous effluent through the passage section defined by the opening forming a diaphragm, the device according to the invention advantageously includes means making it possible to adjust the size of the opening forming a diaphragm defining this first passage section. We can consider making these means in different forms. However, for the sake of simplicity, these means include an adjustment plate mounted to slide parallel to said first wall.
Egalement selon une variante préférentielle de l'invention, la sortie de l'effluent gazeux est décalée verticalement par rapport à la seconde section de passage. Also according to a preferred variant of the invention, the outlet of the gaseous effluent is offset vertically with respect to the second passage section.
Avantageusement, lesdits moyens d'évacuation et de récupération du liquide incluent au moins une goulotte montée à l'extrémité inférieure de ladite paroi d'impaction. Advantageously, said means for discharging and recovering the liquid include at least one chute mounted at the lower end of said impaction wall.
Egalement avantageusement, lesdits moyens d'évacuation et de récupération du liquide incluent au moins une canalisation reliée à ladite goulotte. Also advantageously, said means for evacuating and recovering the liquid include at least one pipe connected to said chute.
L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci donné en référence à la figure unique qui représente une vue en perspective d'un tel mode de réalisation. The invention, as well as the various advantages which it presents, will be more easily understood thanks to the description which follows of a nonlimiting embodiment of the latter given with reference to the single figure which represents a perspective view. of such an embodiment.
En référence à cette figure unique, un effluent gazeux chargé en particules de liquide, symbolisé par la flèche grisée 1 s'écoule dans une gaine 2 qui, dans le cas du présent mode de réalisation, est de section rectangulaire mais qui pourra présenter une autre forme de section dans d'autres modes de réalisation. With reference to this single figure, a gaseous effluent charged with particles of liquid, symbolized by the gray arrow 1 flows in a sheath 2 which, in the case of the present embodiment, is of rectangular section but which may have another section shape in other embodiments.
Le dispositif selon l'invention comprend une première paroi 3 disposée essentiellement transversalement à l'axe longitudinal de la gaine 2 et présentant une ouverture formant diaphragme définissant une section réduite 5 de passage de l'effluent gazeux. Cette paroi 3 est doublée d'une plaque coulissante 4 permettant de réduire la taille de l'ouverture formant diaphragme. En actionnant la plaque 4, il est ainsi possible de jouer sur la vitesse de passage de l'effluent gazeux à travers la section de passage 5. On notera que la plaque 3 est montée légèrement inclinée par rapport à l'horizontal. The device according to the invention comprises a first wall 3 disposed essentially transversely to the longitudinal axis of the sheath 2 and having an opening forming a diaphragm defining a reduced section 5 for the passage of the gaseous effluent. This wall 3 is lined with a sliding plate 4 making it possible to reduce the size of the opening forming a diaphragm. By actuating the plate 4, it is thus possible to play on the speed of passage of the gaseous effluent through the passage section 5. It will be noted that the plate 3 is mounted slightly inclined relative to the horizontal.
Le dispositif représenté comprend également une plaque d'impaction 6 installée au dessus de la plaque 3 de façon à venir en regard de l'ouverture formant diaphragme. Cette plaque d'impaction, que rencontre inévitablement l'effluent gazeux chargé en particules liquides ayant transité par la section de passage 5, est montée légèrement inclinée et définit une seconde section de passage 14. The device shown also comprises an impaction plate 6 installed above the plate 3 so as to come opposite the opening forming a diaphragm. This impact plate, which inevitably meets the gaseous effluent loaded with liquid particles having passed through the passage section 5, is mounted slightly inclined and defines a second passage section 14.
A l'extrémité la plus basse de cette plaque d'impaction 6 sont prévues une goulotte 8 constituée par une plaque essentiellement horizontale 10 et une plaque essentiellement verticale 11 reliées à une canalisation d'évacuation 12. At the lowest end of this impaction plate 6 is provided a chute 8 constituted by an essentially horizontal plate 10 and an essentially vertical plate 11 connected to a discharge pipe 12.
Enfin, on notera que le dispositif inclut également une sortie 15 supérieure de l'effluent gazeux qui est prévue décalée par rapport à la seconde section 14 de passage de l'effluent. Finally, it will be noted that the device also includes an upper outlet 15 for the gaseous effluent which is provided offset relative to the second section 14 for passage of the effluent.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant. The operation of the device is as follows.
L'effluent gazeux chargé de particules arrive dans la partie inférieure de la gaine 2 selon un flux ascendant. Il transite ensuite par la section de passage 5 qui présente une taille réduite par rapport à la section de la gaine elle-mme. Cette diminution de section entraîne une augmentation de la vitesse de l'effluent gazeux qui vient percuter la plaque d'impaction 6. Cette plaque d'impaction oblige le flux d'effluent gazeux à changer brutalement de direction. Sous l'effet de l'inertie, les particules de liquide qu'il contient s'impactent sur la plaque d'impaction 6 pour former un film liquide symbolisé par la flèche 7 sur la figure. The gaseous effluent charged with particles arrives in the lower part of the sheath 2 in an upward flow. It then passes through the passage section 5 which has a reduced size compared to the section of the sheath itself. This reduction in section results in an increase in the speed of the gaseous effluent which strikes the impaction plate 6. This impaction plate forces the flow of gaseous effluent to change direction abruptly. Under the effect of inertia, the liquid particles it contains impact on the impaction plate 6 to form a liquid film symbolized by the arrow 7 in the figure.
La plaque d'impaction 6 étant inclinée, le film de liquide formé sur celle-ci se dirige sous l'effet de la gravité vers la goulotte 8. Cet écoulement est favorisé par le flux gazeux qui accélère celui-ci puisqu'il se déplace également en direction de la gouttière 8. L'eau recueillie dans la gouttière 8 est évacuée par la canalisation 12 vers une sortie de liquide 13 de l'installation. The impaction plate 6 being inclined, the film of liquid formed thereon is directed under the effect of gravity towards the chute 8. This flow is favored by the gas flow which accelerates it since it moves also in the direction of the gutter 8. The water collected in the gutter 8 is discharged through the pipe 12 to a liquid outlet 13 of the installation.
La goulotte 8 présente est positionnée de façon telle qu'elle permet de détourner les lignes de courant du flux gazeux tout en permettant au liquide de ne pas tre réentraîner par celui-ci. The chute 8 present is positioned in such a way that it makes it possible to divert the current lines from the gas flow while allowing the liquid not to be re-entrained by it.
L'effluent gazeux transite ensuite par la seconde section de passage à une vitesse déterminée, puis quitte le dispositif 2 selon l'invention par la sortie 15. The gaseous effluent then passes through the second passage section at a determined speed, then leaves the device 2 according to the invention via the outlet 15.
Afin de bloquer les dernières particules de liquide contenues dans le flux gazeux, cette sortie est avantageusement décalée par rapport à la section de passage 14.In order to block the last particles of liquid contained in the gas flow, this outlet is advantageously offset with respect to the passage section 14.
Dans ce but on notera que la plaque 3 forme un coude 9 au niveau de laquelle la canalisation 12 est interrompue, ce qui permet de récupérer les dernières gouttes bloquées par la paroi supérieure 16 du dispositif.For this purpose, it will be noted that the plate 3 forms an elbow 9 at the level of which the pipe 12 is interrupted, which makes it possible to recover the last drops blocked by the upper wall 16 of the device.
Le mode de réalisation de l'invention ainsi décrit n'a pas pour objectif de réduire la portée de celle-ci, en conséquence il pourra y tre apporté de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. The embodiment of the invention thus described does not aim to reduce the scope of the latter, consequently numerous modifications can be made to it without departing from its scope.
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