FR3016624A1 - Dispositif d'injection d'oxydant pour une installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale - Google Patents

Dispositif d'injection d'oxydant pour une installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'injection d'oxydant (28) pour installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale, comprenant : - une pièce de réacteur (32) formant un canal de circulation d'effluent (35) dans lequel un flux d'effluent aqueux peut circuler selon une direction de circulation (X2), - une pièce d'injecteur (33) comprenant un canal d'injection d'oxydant (48) pour injecter un oxydant dans le flux d'effluent circulant dans le canal (39), et - des moyens (55) pour mettre en rotation le flux d'effluent circulant dans le canal (39) autour d'un axe de rotation parallèle à la direction (X2) de circulation du flux, de manière à créer un tourbillon dans l'effluent à l'endroit où l'oxydant entre en contact avec l'effluent.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif d'injection d'oxydant pour une installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale, 5 et une installation de traitement associée. ETAT DE LA TECHNIQUE De multiples procédés de traitement d'effluents aqueux comprenant des déchets organiques et/ou des sels dissouts ont été décrits, parmi 10 lesquels on peut en particulier citer ceux dans lesquels on place l'effluent à traiter en présence d'un agent oxydant dans des conditions dites « hydrothermales », ce qui conduit à une oxydation des déchets. En particulier, il est connu de traiter des effluents aqueux à une température et une pression dans lesquelles l'eau se trouve dans un état sous-critique ou 15 supercritique (le point critique de l'eau se situant à une température de 374 degrés Celsius et à une pression de 221 bars). Dans le cas de composés organiques, le traitement conduit typiquement à une oxydation sous forme de composés simples tels que CO2 et H2O. Les sels des métaux autres que les alcalins et alcalino-terreux 20 sont quant à eux typiquement convertis en des (hydr)oxydes métalliques. Un procédé de ce type, qui s'avère particulièrement intéressant, est décrit dans le document WO 02/20414, qui permet de contrôler l'élévation de température produite lors de l'oxydation hydrothermale. Dans le procédé décrit dans ce document, l'effluent est traité au sein d'un réacteur tubulaire 25 en introduisant l'agent oxydant non pas en une seule fois mais de façon progressive le long du réacteur tubulaire, en plusieurs points d'injection le long du trajet de l'effluent, ce qui permet d'augmenter progressivement la température du flux selon une courbe croissante, d'une température initiale sous-critique (par exemple de l'ordre de l'ambiante ou supérieure) jusqu'à 30 une température supercritique. De cette manière, l'oxydation des composés organiques contenus dans l'effluent est réalisée progressivement au cours de son écoulement et l'énergie thermique produite au cours de la réaction d'oxydation à chaque injection est utilisée pour faire passer progressivement le mélange réactionnel d'un état sous-critique en phase liquide à un état supercritique. La réaction d'oxydation produit une grande quantité d'énergie thermique dans les zones où la concentration en oxydant est la plus élevée, c'est-à-dire dans les zones d'injection de l'oxydant. L'apparition de ces zones chaudes est susceptible d'endommager les parois du réacteur. Il est donc souhaitable de contrôler cette libération d'énergie thermique. Par ailleurs, le document US 5,582,715 décrit une installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale comprenant un réacteur tubulaire formant un enroulement circulaire et présentant une pluralité de ports latéraux d'injection, et des buses d'injection d'oxydant s'étendant à travers les ports et permettant d'injecter l'oxydant au centre de l'écoulement. Cependant, en pratique, de telles buses d'injection ne peuvent pas 15 être obtenues par usinage et leur fabrication est complexe. RESUME DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de proposer un dispositif d'injection d'oxydant qui limite le risque d'endommagement des parois du réacteur. 20 Cet objectif est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif d'injection d'oxydant pour installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale, comprenant : - une pièce de réacteur formant un canal de circulation d'effluent dans lequel un flux d'effluent aqueux peut circuler selon une direction de 25 circulation, - une pièce d'injecteur comprenant un canal d'injection d'oxydant pour injecter un oxydant dans le flux d'effluent circulant dans le canal, et - des moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent circulant dans le canal autour d'un axe de rotation parallèle à la direction de circulation du 30 flux, de manière à créer un tourbillon dans l'effluent à l'endroit où l'oxydant entre en contact avec l'effluent.
La mise en rotation du flux d'effluent à traiter améliore le confinement de l'oxydant au centre du canal de circulation d'effluent, limitant ainsi le contact de l'oxydant avec les parois du réacteur. De plus, cette mise en rotation améliore la mise en contact du flux 5 d'effluent avec le flux d'oxydant, améliorant de ce fait la cinétique de la réaction d'oxydation et/ou la solubilisation de l'oxydant dans l'effluent à traiter. Le dispositif peut en outre présenter les caractéristiques suivantes : - les moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent comprennent 10 des reliefs pour dévier le flux d'effluent circulant dans le canal, - les moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent comprennent une gorge hélicoïdale dans laquelle le flux d'effluent s'écoule, provoquant une rotation du flux d'effluent, - les reliefs ou la gorge hélicoïdale sont (est) formés(e) sur une 15 surface externe de la pièce d'injecteur en contact avec le flux d'effluent, - le canal de circulation d'effluent est de forme coudée, et présente une première partie de canal par laquelle le flux d'effluent pénètre dans la pièce de réacteur et dans laquelle le flux d'effluent circule selon une première direction de circulation et une deuxième partie de canal dans 20 laquelle le flux d'effluent circule selon une deuxième direction de circulation formant un angle non-nul avec la première direction de circulation, et sort de la pièce de réacteur, les moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent étant propres à mettre en rotation le flux d'effluent circulant dans la deuxième partie de canal, 25 - la pièce d'injecteur comprend une première ouverture propre à être raccordée à une source d'oxydant située à l'extérieur du canal de circulation d'effluent, et une deuxième ouverture située dans le canal de circulation d'effluent, le canal d'injection d'oxydant s'étendant depuis la première ouverture jusqu'à la deuxième ouverture selon une direction 30 parallèle à l'axe de rotation du flux d'effluent, - le canal d'injection d'oxydant s'étend de manière coaxiale avec l'axe de rotation du flux d'effluent.
L'invention concerne également une installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale, comprenant : - un réacteur comprenant un tube dans lequel circule l'effluent aqueux à traiter, le tube de circulation d'effluent comprenant un dispositif tel 5 que défini précédemment, et - une source d'oxydant raccordée à la pièce d'injecteur pour injecter l'oxydant sous pression à l'intérieur du flux d'effluent aqueux à traiter. Le tube du réacteur peut présenter plusieurs coudes formés par des dispositifs tels que définis précédemment. 10 Le tube peut être enroulé en formant plusieurs spires, chaque spire présentant un coude formé par un dispositif d'injection d'oxydant, les coudes étant superposés les uns avec les autres de sorte que les dispositifs d'injections sont regroupés dans une même zone de l'enroulement. 15 PRESENTATION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente de manière schématique une installation de 20 traitement conforme à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente de manière schématique un réacteur faisant partie de l'installation de traitement, - la figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif d'injection conforme à un mode de réalisation de l'invention, 25 - la figure 4 est une vue en perspective d'une pièce d'injecteur faisant partie du dispositif de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur la figure 1, l'installation de traitement 1 représentée comprend 30 une pompe d'alimentation haute pression 2, un échangeur thermique 3, un préchauffeur 4, un réacteur 5, un refroidisseur 6, une vanne de détente 7 et un séparateur 8.
La pompe d'alimentation 2 reçoit en entrée un flux d'effluent à traiter 9 et injecte le flux sous pression 10 vers l'échangeur thermique 3. La pompe d'alimentation 2 fait passer le flux d'effluent à traiter 9 de la pression atmosphérique à une pression par exemple supérieure à 221 bars dans le cas d'un traitement en conditions supercritiques. Le flux d'effluent sous pression 10 passe dans l'échangeur thermique 3 où il est chauffé. Le flux d'effluent sous pression 10 est chauffé par échange thermique avec un flux d'effluent traité 12 collecté en sortie du réacteur 5. L'échangeur thermique 3 permet ainsi de chauffer l'effluent à traiter 10 à une température comprise par exemple entre 100 et 350 degrés Celsius avant que le flux d'effluent à traiter ne soit introduit dans le réacteur 5. Le flux d'effluent à traiter 10 passe également dans le préchauffeur 4. Le préchauffeur 4 permet de chauffer le flux d'effluent à traiter 10 avant que celui-ci ne soit introduit dans le réacteur 5. Le préchauffeur n'est activé que pendant une phase transitoire de démarrage du procédé de traitement. En effet, pendant la phase de démarrage, l'échangeur thermique 3 ne permet pas d'assurer un préchauffage suffisant de l'effluent à traiter 10. Une fois que l'installation fonctionne en régime permanent, le préchauffeur 4 n'est plus nécessaire et peut être désactivé. L'échangeur thermique 3 suffit à procurer un chauffage suffisant de l'effluent à traiter 10. Une fois chauffé, le flux d'effluent à traiter 11 est introduit dans le réacteur 5 pour être traité. Le réacteur 5 reçoit en entrée, d'une part le flux d'effluent à traiter 11, et d'autre part, un flux d'oxygène sous pression 18 nécessaire à la réaction d'oxydation. Plus précisément, le flux d'effluent à traiter 11 circule dans le réacteur 5 et de l'oxygène est injecté à l'intérieur du réacteur, en différents points d'injection 19, 20, 21 le long du trajet du flux d'effluent 11. Les différents points d'injection 19, 20, 21 sont reliés à un circuit 30 d'alimentation en oxygène pressurisé. L'installation 1 comprend également un ensemble de vannes 22, 23, 24 pour ajuster la quantité d'oxygène injectée à chaque point d'injection.
L'effluent traité 12 est collecté en sortie du réacteur 5 et est injecté dans l'échangeur thermique 3 pour réchauffer le flux d'effluent à traiter 10 en entrée du réacteur 5. En régime permanent, le flux d'effluent 12 en sortie du réacteur présente une température comprise par exemple entre 500 et 600 degrés Celsius. Après avoir circulé dans l'échangeur thermique 3, le flux d'effluent traité 13 est envoyé vers le refroidisseur 6 où il est refroidi jusqu'à une température inférieure à 100 degrés Celsius. Le refroidisseur 6 permet de valoriser l'énergie thermique de l'effluent produit en l'utilisant par exemple pour la production d'énergie thermique ou électrique. Une fois refroidi, l'effluent 14 en sortie du refroidisseur 6 subit une détente grâce à la vanne de détente 7. L'effluent refroidi 15 passe alors sous pression atmosphérique. L'effluent 15 se présente sous la forme d'un mélange de gaz, comprenant notamment du dioxyde de carbone (CO2), ainsi qu'éventuellement de l'azote (N2) et de l'oxygène (02), et de liquide, le liquide étant essentiellement constitué d'eau ne contenant plus de matière organique. Le mélange en sortie de la vanne de détente 7 est injecté dans le séparateur 8 afin de séparer la phase gazeuse 17 de la phase liquide 16.
La figure 2 représente de manière schématique le réacteur 5 faisant partie de l'installation de traitement 1. Le réacteur 5 comprend un tube 25 de forme générale allongée, possédant une entrée 26 et une sortie 27, dans lequel circule le flux d'effluent à traiter. Le tube 25 de circulation de l'effluent à traiter est cylindrique de révolution et est par exemple formé d'un alliage de Nickel et de Chrome. Le tube 25 de circulation de l'effluent est enroulé sur lui-même en formant plusieurs boucles (ou spires). Chaque boucle présente ici une forme générale rectangulaire. Plus précisément, chaque boucle comprend 30 des tronçons droits reliés entre eux par des coudes. Comme cela est illustré sur la figure 2, le tube 25 comprend trois dispositifs d'injection d'oxygène 28 à 30 formant chacun un coude du tube 25 de circulation d'effluent. Les trois dispositifs d'injection d'oxygène 28 à 30 sont identiques entre eux. Les dispositifs d'injection d'oxygène 28 à 30 sont positionnés les uns au-dessus des autres. Cette disposition permet de regrouper les dispositifs d'injection 28 et 30 dans une même zone de l'installation, ce qui autorise un raccordement des trois dispositifs d'injection d'oxygène à un même circuit d'alimentation en oxygène pressurisé et selon une même direction de raccordement. Cela a pour avantage de faciliter la maintenance de l'installation.
La figure 3 représente un dispositif d'injection d'oxygène 28 conforme à un mode de réalisation de l'invention Le dispositif d'injection d'oxygène 28 comprend une pièce de réacteur 32 et une pièce d'injecteur 33. La pièce de réacteur 32 comprend un corps 34 formé en une pièce 15 unique de matériau, par exemple en alliage de Nickel et de Chrome. La pièce de réacteur 32 comprend un canal 35 de circulation d'effluent formé dans le corps 34 et dans lequel le flux d'effluent aqueux peut circuler. Le canal 35 de circulation d'effluent s'étend depuis une première ouverture 36 par laquelle le flux d'effluent pénètre dans la pièce de 20 réacteur (flèche A), jusqu'à une deuxième ouverture 37 par laquelle le flux d'effluent sort de la pièce de réacteur (flèche B). Le canal de circulation d'effluent 35 présente une forme coudée. Plus précisément, le canal de circulation d'effluent 35 présente une première partie de canal 38 s'étendant selon une première direction d'axe 25 X1 et une deuxième partie de canal 39 s'étendant selon une deuxième direction d'axe X2, l'axe X2 formant un angle droit avec l'axe X1. La première partie de canal 38 s'étend à partir de la première ouverture 36 jusqu'à la deuxième partie de canal 39. La deuxième partie de canal 39 s'étend depuis la première partie de canal 38 jusqu'à la deuxième ouverture 30 37. La première partie de canal 38 présente une forme cylindrique de révolution ayant comme axe de révolution l'axe X1. La deuxième partie de canal 39 présente une forme cylindrique de révolution ayant comme axe de révolution l'axe X2. Chacune des deux parties de canal 38 et 39 présente une section circulaire ayant des diamètres internes identiques. En pratique, la deuxième partie de canal 39 a été obtenue par un alésage longitudinal selon l'axe X2 du corps 34 de la pièce de réacteur 32.
La première partie de canal 38 a été obtenu par un alésage latéral selon l'axe X1 du corps 34 de la pièce de réacteur 32, l'alésage latéral débouchant dans l'alésage longitudinal de manière à former le coude. La pièce de réacteur 32 présente en outre une première surface d'appui 40 formée par un épaulement, entourant la première ouverture 36, et propre à être mise en contact avec une extrémité d'un tronçon droit de tube de réacteur 25 pour raccorder le tronçon droit à la pièce de réacteur 32. La pièce de réacteur 32 comprend en outre une surface conique 42 formée par un chanfrein entourant la surface d'appui 40. La surface conique 42 défini avec une surface externe du tronçon droit de tube une gorge propre à recevoir un cordon de soudure, de manière à fixer le tronçon droit 41 de tube sur la pièce de réacteur 32 et à obtenir un contact étanche entre les deux pièces 32 et 41. De cette manière, la première ouverture 36 de la pièce de réacteur 32 est raccordée à un premier tronçon droit de tube tandis que la deuxième ouverture 37 est raccordée à un deuxième tronçon droit de tube (non-représenté), le deuxième tronçon droit de tube formant un angle droit avec le premier tronçon droit de tube. Par ailleurs, la pièce de réacteur 32 comprend une troisième 25 ouverture 44 pour l'injection d'oxygène dans l'effluent à traiter circulant dans le canal 35. La troisième ouverture 44 est obtenue par alésage du corps 34 selon la direction longitudinale d'axe X1. La troisième ouverture 44 présente un diamètre égal au diamètre de 30 la deuxième partie de canal 39. La pièce de réacteur 32 présente une deuxième surface d'appui 45, entourant la troisième ouverture 44, la deuxième surface d'appui 45 étant propre à être mise en contact avec une surface d'appui 46 de la pièce d'injecteur 33 pour raccorder la pièce d'injecteur 33 à la pièce de réacteur 32. La pièce d'injecteur 33 comprend un corps 47 formé en une pièce unique de matériau, par exemple en alliage de Nickel et de Chrome, et un 5 canal d'injection d'oxygène 48 s'étendant à travers le corps 47. La pièce d'injecteur 33 comprend une première ouverture 49 destinée à être raccordée à un circuit d'alimentation en oxygène pressurisé et une deuxième ouverture 50 par laquelle l'oxygène est libéré dans l'effluent à traiter. Le canal d'injection d'oxygène 48 présente une forme rectiligne selon 10 un axe X3. Le canal d'injection d'oxygène 48 s'étend depuis la première ouverture 49 par laquelle le flux d'oxygène pénètre dans la pièce d'injecteur (flèche C), jusqu'à la deuxième ouverture 50 par laquelle le flux d'oxygène sort de la pièce d'injecteur (flèche D). Par ailleurs, le corps 47 présente une partie de raccordement 51 15 s'étendant à l'extérieur de la pièce de réacteur 32 et destiné à être raccordée à un circuit d'alimentation en oxygène pressurisé et une partie s'étendant à l'intérieur de la pièce de réacteur 32 en formant un tube d'injection d'oxygène 52 pour injecter l'oxygène dans l'effluent à traiter. La partie de raccordement 51 et le tube d'injection d'oxygène 52 20 sont formés par usinage du corps 47. En particulier, le canal d'injection 48 est formé par un alésage à travers le corps 47 selon l'axe X3. La partie de raccordement 51 de la pièce d'injecteur 33 présente une surface d'appui 46 s'étendant transversalement à l'axe X3 et propre à être mise en contact avec la surface d'appui 45 de la pièce de réacteur 32 25 pour raccorder la pièce d'injecteur 33 à la pièce de réacteur 32. De plus, la pièce de réacteur 32 et la pièce d'injecteur 33 présentent chacune une surface conique 53, 54 formée par chanfrein, les surfaces coniques 53 et 54 étant agencés de sorte que lorsque les deux pièces 32 et 33 sont mises en contact l'une avec l'autre, les surfaces coniques 53 et 54 30 forment une gorge ayant une section en V, la gorge permettant la formation d'un cordon de soudure pour fixer les deux pièces entre elles. Le tube d'injection d'oxygène 52 est disposé à travers le corps 34 de la pièce de réacteur 32, par la troisième ouverture 44 jusqu'à l'intérieur de la deuxième partie de canal 39, de sorte que l'axe X3 du tube d'injection d'oxygène 52 est confondu avec le deuxième axe X2 de la deuxième partie de canal 39. De plus, le tube d'injection d'oxygène 52 est orienté de sorte qu'un flux d'oxygène est injecté dans la deuxième partie de canal 39 dans une direction et un sens d'injection (flèche D) identiques à la direction et au sens de circulation de l'effluent à traiter dans la deuxième partie de canal (flèche B). Par ailleurs, le tube d'injection d'oxygène 52 s'étend à l'intérieur du canal de circulation d'effluent 35 sur une distance D1 supérieure à une fois le diamètre D2 du canal de circulation d'effluent 35, de préférence deux fois le diamètre du canal de circulation d'effluent 35. Par exemple, le tube d'injection d'oxygène 52 s'étend à l'intérieur du canal de circulation d'effluent 35.
De cette manière, l'oxygène injecté dans le flux d'effluent à traiter est confiné au centre du tube 25 du réacteur 5, ce qui limite le risque d'endommagement des parois du réacteur 5. En fonctionnement, un flux d'effluent à traiter circule dans le canal coudé 35 de la pièce de réacteur 32. Le flux d'effluent à traiter pénètre par la première ouverture 36, circule dans la première partie de canal 38 selon une première direction de circulation (parallèle à l'axe X1), puis circule dans la deuxième partie de canal 39 selon une deuxième direction de circulation (parallèle à l'axe X2) et sort de la pièce de réacteur 32 par la deuxième ouverture 37. De l'oxygène sous pression est injecté par le tube d'injection 52 au centre du flux d'effluent, alors que le flux d'effluent circule dans la deuxième partie du canal 39. Comme cela est illustré sur la figure 4, le tube d'injection d'oxygène 52 présente une première portion 56 s'étendant à l'intérieur de l'alésage 44, une deuxième portion 57 s'étendant au droit de la première partie de canal 38, et une troisième portion 58 s'étendant dans la deuxième partie de canal 39. La première portion 56 présente une surface externe 66 cylindrique de révolution ayant pour axe de révolution l'axe X3 et ayant un diamètre égal au diamètre de l'ouverture 44, de manière à permettre l'introduction de la pièce d'injecteur 33 dans la pièce de réacteur 32 lors de l'assemblage du dispositif. La deuxième portion 57 présente également une forme cylindrique de révolution, mais a un diamètre inférieur au diamètre de la deuxième portion 56, de manière à autoriser une circulation du flux d'effluent dans le coude joignant la première partie de canal 38 à la deuxième partie de canal 39. La troisième portion 58 présente une surface externe 68 cylindrique 10 de révolution ayant pour axe de révolution l'axe X3 et ayant un diamètre externe égal au diamètre de la deuxième partie de canal 39. La troisième portion 58 du tube d'injection d'oxygène 52 présente en outre des reliefs pour dévier le flux d'effluent circulant dans la deuxième partie 39 du canal de circulation d'effluent.
15 Dans l'exemple illustré sur la figure 4, les reliefs sont obtenus en ménageant une gorge hélicoïdale 55 sur la surface externe 68 cylindrique. Comme la troisième portion du tube 52 présente un diamètre externe identique au diamètre interne de la deuxième partie de canal 39, le flux d'effluent s'écoulant dans la deuxième partie de canal 39 est forcé de 20 passer dans la gorge hélicoïdale 55. Le passage du flux d'effluent dans la gorge hélicoïdale 55 a pour effet de mettre en rotation le flux d'effluent autour de l'axe X3, l'axe X3 étant parallèle à la deuxième direction d'écoulement. Ainsi, le flux d'effluent est mis en rotation tout en conservant une circulation du flux d'effluent selon la 25 deuxième direction d'écoulement dans le sens de la flèche B. De cette manière, le flux d'effluent est mis en rotation avant d'être mis en contact avec le flux d'oxygène. La mise en rotation du flux d'effluent crée un tourbillon qui contribue à confiner l'oxygène injecté par le tube d'injection d'oxygène 52 via 30 l'ouverture 50 au centre du flux d'effluent, limitant ainsi le contact de l'oxygène avec les parois du réacteur. La mise en rotation favorise également la mise en contact du flux d'effluent avec le flux d'oxygène, améliorant de ce fait la cinétique de la réaction d'oxydation et/ou la solubilisation de l'oxydant dans l'effluent à traiter.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'injection d'oxydant (28) pour installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation hydrothermale, comprenant : - une pièce de réacteur (32) formant un canal de circulation d'effluent (35) dans lequel un flux d'effluent aqueux peut circuler selon une direction de circulation (X2), - une pièce d'injecteur (33) comprenant un canal d'injection d'oxydant (48) pour injecter un oxydant dans le flux d'effluent circulant dans 10 le canal (39), et - des moyens (55) pour mettre en rotation le flux d'effluent circulant dans le canal (39) autour d'un axe de rotation parallèle à la direction (X2) de circulation du flux, de manière à créer un tourbillon dans l'effluent à l'endroit où l'oxydant entre en contact avec l'effluent. 15
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent comprennent des reliefs pour dévier le flux d'effluent circulant dans le canal (39). 20
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les reliefs sont formés sur une surface externe de la pièce d'injecteur (33) en contact avec le flux d'effluent.
  4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les 25 moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent comprennent une gorge hélicoïdale (55) dans laquelle le flux d'effluent s'écoule, provoquant une rotation du flux d'effluent.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la gorge 30 hélicoïdale (55) est formée sur une surface externe de la pièce d'injecteur (33) en contact avec le flux d'effluent.
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel le canal de circulation d'effluent (35) est de forme coudée, et présente une première partie de canal (38) par laquelle le flux d'effluent pénètre dans la pièce de réacteur (32) et dans laquelle le flux d'effluent 5 circule selon une première direction de circulation (X1) et une deuxième partie de canal (39) dans laquelle le flux d'effluent circule selon une deuxième direction de circulation (X2) formant un angle non-nul avec la première direction de circulation, et sort de la pièce de réacteur (32), les moyens pour mettre en rotation le flux d'effluent étant propres à mettre en 10 rotation le flux d'effluent circulant dans la deuxième partie de canal (39).
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la pièce d'injecteur comprend une première ouverture (49) propre à être raccordée à une source d'oxydant située à l'extérieur du canal de circulation 15 d'effluent (35), et une deuxième ouverture (50) située dans le canal de circulation d'effluent, le canal d'injection d'oxydant (48) s'étendant depuis la première ouverture (49) jusqu'à la deuxième ouverture (50) selon une direction parallèle à l'axe de rotation du flux d'effluent. 20
  8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le canal d'injection d'oxydant (52) s'étend de manière coaxiale avec l'axe de rotation du flux d'effluent.
  9. 9. Installation de traitement d'un effluent aqueux par oxydation 25 hydrothermale, comprenant : - un réacteur (5) comprenant un tube (25) dans lequel circule l'effluent aqueux à traiter, le tube (25) de circulation d'effluent comprenant un dispositif (28) selon l'une des revendications 1 à 8, et - une source d'oxydant raccordée à la pièce d'injecteur (33) pour 30 injecter l'oxydant sous pression à l'intérieur du flux d'effluent aqueux à traiter.
  10. 10. Installation selon la revendication 9, dans laquelle le tube (25) du réacteur présente plusieurs coudes formés par des dispositifs (28-30) conformes à l'une des revendications 1 à 8.
  11. 11. Installation selon la revendication 10, dans laquelle le tube (25) est enroulé en formant plusieurs spires, chaque spire présentant un coude formé par un dispositif (28, 31) d'injection d'oxydant, les coudes étant superposés les uns avec les autres de sorte que les dispositifs d'injections sont regroupés dans une même zone de l'enroulement.10
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191115808A (en) * 1910-12-24 1911-09-14 Mose Wilbuschewitsch Improvements in Nozzles for Mixing.
FR2055067A5 (en) * 1969-07-11 1971-05-07 Frolich Martin Through-flow mixing apparatus for fluid - media
EP0006734A1 (fr) * 1978-06-20 1980-01-09 Masahiro Takeda Injecteur-mélangeur de fluide indépendant et procédé pour son utilisation
US5591415A (en) * 1994-01-27 1997-01-07 Rpc Waste Management Services, Inc. Reactor for supercritical water oxidation of waste
US5888403A (en) * 1995-08-23 1999-03-30 Hayashi; Yukiko Water treatment process and system
US20110091623A1 (en) * 2008-07-10 2011-04-21 Khs Gmbh Method and device for carbonating a liquid medium, for example a beverage
FR2970247A1 (fr) * 2011-01-12 2012-07-13 Innoveox Procede optimise de traitement de dechets par traitement hydrothermal

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191115808A (en) * 1910-12-24 1911-09-14 Mose Wilbuschewitsch Improvements in Nozzles for Mixing.
FR2055067A5 (en) * 1969-07-11 1971-05-07 Frolich Martin Through-flow mixing apparatus for fluid - media
EP0006734A1 (fr) * 1978-06-20 1980-01-09 Masahiro Takeda Injecteur-mélangeur de fluide indépendant et procédé pour son utilisation
US5591415A (en) * 1994-01-27 1997-01-07 Rpc Waste Management Services, Inc. Reactor for supercritical water oxidation of waste
US5888403A (en) * 1995-08-23 1999-03-30 Hayashi; Yukiko Water treatment process and system
US20110091623A1 (en) * 2008-07-10 2011-04-21 Khs Gmbh Method and device for carbonating a liquid medium, for example a beverage
FR2970247A1 (fr) * 2011-01-12 2012-07-13 Innoveox Procede optimise de traitement de dechets par traitement hydrothermal

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