FR3063305A1 - Dispositif et procede de nettoyage d'un equipement de depollution de fumees, en particulier d'un catalyseur de denitrification ou d'un echangeur de chaleur - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif (1) est prévu pour nettoyer un équipement de dépollution (2) présentant une surface libre (2A) globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s'écoulent lors de l'utilisation de l'équipement de dépollution. Afin que ce nettoyage soit efficace, économique et facile à mettre en œuvre, le dispositif comporte des rampes (10) de distribution d'un fluide sous pression, qui s'étendent en longueur de manière sensiblement parallèle les unes aux autres, en étant réparties transversalement à leur direction longitudinale, et qui sont adaptées pour, en service, être agencées en regard de la surface libre de l'équipement de dépollution, en étant situées à une distance (D) de cette surface libre qui est comprise entre 120 et 400 mm. Chaque rampe est pourvue d'éléments (11, 12) qui sont répartis suivant la longueur de la rampe et qui, en service, émettent des jets de fluide (J11, J12) destinés à nettoyer la surface libre de l'équipement de dépollution, chacun de ces élément étant adapté pour orienter un jet de fluide selon un angle (α) compris entre 15 et 35° par rapport à la surface libre de l'équipement de dépollution.
Description
Titulaire(s) : LAB SA, CONSTRUCTIONS INDUSTRIELLES DE LA MEDITERRANEE - CNIM Société anonyme.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : LAVOIX.
DISPOSITIF ET PROCEDE DE NETTOYAGE D'UN EQUIPEMENT DE DEPOLLUTION DE FUMEES, EN PARTICULIER D'UN CATALYSEUR DE DENITRIFICATION OU D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR.
FR 3 063 305 - A1 (57) Ce dispositif (1) est prévu pour nettoyer un équipement de dépollution (2) présentant une surface libre (2A) globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s'écoulent lors de l'utilisation de l'équipement de dépollution. Afin que ce nettoyage soit efficace, économique et facile à mettre en oeuvre, le dispositif comporte des rampes (10) de distribution d'un fluide sous pression, qui s'étendent en longueur de manière sensiblement parallèle les unes aux autres, en étant réparties transversalement à leur direction longitudinale, et qui sont adaptées pour, en service, être agencées en regard de la surface libre de l'équipement de dépollution, en étant situées à une distance (D) de cette surface libre qui est comprise entre 120 et 400 mm. Chaque rampe est pourvue d'éléments (11, 12) qui sont répartis suivant la longueur de la rampe et qui, en service, émettent des jets de fluide (J11, J12) destinés à nettoyer la surface libre de l'équipement de dépollution, chacun de ces élément étant adapté pour orienter un jet de fluide selon un angle (oc) compris entre 15 et 35° par rapport à la surface libre de l'équipement de dépollution.
Dispositif et procédé de nettoyage d’un équipement de dépollution de fumées, en particulier d’un catalyseur de dénitrification ou d’un échangeur de chaleur
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de nettoyage d’un équipement de dépollution de fumées.
De nombreux procédés industriels produisent des fumées qui sont chargées en composés nocifs et qui doivent être épurées. Par exemple, l’élimination des oxydes d’azote, responsables des pluies acides doit être prévue. La dénitrification catalytique, dite « deNOx SCR >>, est un procédé efficace et courant pour enlever des fumées les oxydes d’azote. Ce procédé est tout particulièrement employé pour dénitrifier les fumées issues de procédés de combustion, par exemple quand on brûle des combustibles fossiles pour produire de l’énergie, ou bien de procédés d’incinération, ou bien encore de nombreux procédés industriels comme ceux mis en œuvre dans les cimenteries.
Toutefois, les fumées à traiter contiennent presque toujours des poussières, et ce, à des charges plus ou moins élevées. De plus, dans certaines conditions de température, et en présence de soufre, des composés solides, tels que le sulfite ou l’hydrogénosulfite d’ammonium et le sulfate ou l’hydrogénosulfate d’ammonium, peuvent se former dans les fumées à traiter. Les catalyseurs utilisés pour dénitrifier ces fumées étant souvent sous forme de monolithes extrudés, en présentant des canaux dont la dimension caractéristique varie typiquement entre 2 et 10 mm, ces poussières et autres composés solides peuvent se déposer sur les arrêtes des extrémités des canaux du catalyseur, voire pénétrer dans ces canaux, et s’y déposer, ce qui aboutit à un encrassement, et à terme, un blocage du catalyseur.
Par ailleurs, les fumées brutes, c’est-à-dire telles qu’émises par les procédés industriels, sont, en plus d’être chargées en poussières, souvent chaudes. L’intégration énergétique exige de récupérer l’énergie thermique : pour ce faire, des échangeurs de chaleur, autrement appelés économiseurs ou récupérateurs, sont placés sur le chemin des fumées. Comme les fumées véhiculent des poussières et d’autres composés solides, ces échangeurs sont eux aussi sujets à encrassement et doivent donc être nettoyés.
On comprend ainsi que les divers équipements de dépollution de fumées, tels que ceux évoqués jusqu’ici, ont besoin d’être régulièrement nettoyés pour les débarrasser des poussières et autres composés solides similaires, qui tendent à s’accumuler en surface de ces équipements de dépollution. La notion de nettoyage considérée ici s’entend ainsi dans un sens large, en englobant notamment le décolmatage, le soufflage, le décollement, etc.
Pour ce qui concerne les catalyseurs, la technique de nettoyage la plus courante consiste à diriger un jet d’air vers le catalyseur, en orientant ce jet d’air dans l’axe des canaux du catalyseur pour décolmater ces canaux. Le plus souvent, comme les fumées à traiter circulent verticalement, ces jets de décolmatage sont eux aussi orientés verticalement. Ces jets de décolmatage sont créés par un réservoir, qui est maintenu en pression et qui est couplé par une vanne à un tube à bout ouvert, de manière très similaire au dispositif de décolmatage des filtres à manches. Cette technique de nettoyage est efficace, mais dans le cas où les canaux des catalyseurs sont orientés verticalement, ce qui est le cas usuel, le décolmatage de la face supérieure du catalyseur par un jet d’air orienté vers le bas, peut avoir pour effet d’écrouler un talus de poussières sur l’ouverture du canal, avec comme résultat net un blocage immédiat de ce canal. Autrement dit, le décolmatage crée alors une situation pire que celle à laquelle il tente de remédier.
II a été également proposé de décolmater les canaux des catalyseurs par des jets d’air, envoyés de manière orthogonale à l’axe des canaux, de manière arasante à la face correspondante du catalyseur. EP 3 088 067 illustre cette approche. Toutefois, comme le flux des fumées à traiter n’est pas interrompu pendant l’application de ces jets d’air, les fumées circulant au travers du catalyseur tendent à fortement défléchir ces jets d’air, quand bien même ces derniers sont émis avec une vitesse dépassant plusieurs dizaines de mètres par seconde. La portée efficace de ces jets de soufflage ne dépasse pas alors quelques dizaines de centimètres, ce qui est insuffisant au regard des dimensions des catalyseurs usuels.
Le décolmatage des catalyseurs de dénitrification peut également être entrepris avec des cornets acoustiques qui, à la façon de cornes de brume, émettent des vibrations sonores à basse fréquence et de forte intensité, qui vont faire vibrer le catalyseur et les poussières pour décoller ces dernières du catalyseur. Cette technique peut d’ailleurs être combinée aux précédentes et est couramment utilisée dans les grosses usines de production d’énergie. Toutefois, on comprend que cette technique est très bruyante, puisque des niveaux sonores dépassant 100 dBa sont requis. De plus, cette technique n’est pas toujours efficace, notamment face à des poussières collantes.
Pour ce qui concerne les échangeurs de chaleur, leur nettoyage peut être réalisé par des ramonages, des sablages ou des microexplosions. Cependant, les ramonages perturbent le fonctionnement normal de l’installation au sein de laquelle est intégré l’échangeur, les sablages conduisent à une usure rapide de l’échangeur, et les microexplosions sont susceptibles d’endommager l’échangeur.
Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif et un procédé de nettoyage d’équipements de dépollution de fumées, qui soit efficace, économique et facile à mettre en œuvre.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de nettoyage d’un équipement de dépollution présentant une surface libre globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s’écoulent lors de l’utilisation de l’équipement de dépollution. Ce dispositif comporte des rampes de distribution d’un fluide sous pression, qui s’étendent en longueur de manière sensiblement parallèle les unes aux autres, en étant réparties transversalement à leur direction longitudinale, et qui sont adaptées pour, en service, être agencées en regard de la surface libre de l’équipement de dépollution, en étant situées à une distance de cette surface libre qui est comprise entre 120 et 400 mm. Chaque rampe est pourvue d’éléments qui sont répartis suivant la longueur de la rampe et qui, en service, émettent des jets de fluide destinés à nettoyer la surface libre de l’équipement de dépollution, chacun de ces éléments étant adapté pour orienter un jet de fluide selon un angle compris entre 15 et 35° par rapport à la surfece libre de l’équipement de dépollution.
L’invention a également pour objet un procédé de nettoyage d’un équipement de dépollution, dans lequel une surface libre de l’équipement de dépollution, qui est globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s’écoulent lors de l’utilisation de l’équipement de dépollution, est soumise à des jets de fluide émis par un dispositif qui est tel que mentionné ci-dessus et dont les rampes sont alimentées en fluide sous pression à une pression comprise entre 2 et 6 bar relatifs.
Une des idées à la base de l’invention est d’envoyer sur la surface libre d’un équipement de dépollution, des jets de fluide qui sont fortement inclinés par rapport à cette surface libre, sans pour autant être arasants vis-à-vis de cette dernière. Pour ce faire, l’invention prévoit d’agencer, en regard de la surface libre de l’équipement de dépollution à nettoyer, une série de rampes de distribution du fluide, globalement parallèles entre elles : depuis ces rampes sont émis les jets de fluide avec un angle compris en 15 et 35° par rapport à la surface libre La forte composante tangentielle des jets de fluide par rapport au plan de la surface libre de l’équipement de dépollution permet, à la fois, d’éviter que les poussières et autres dépôts solides présents sur cette surface libre ne soient forcés vers l’intérieur de l’équipement de dépollution, et d’induire des mouvements de fluide tournants dans les plans formés respectivement par les axes respectifs des jets et la normale à la surface libre de l’équipement de dépollution, ce qui aide à mettre en suspension les poussières décollées de la surface libre. Avantageusement, pour chaque paire de rampes adjacentes, des jets qu’émet une première rampe de la paire vers la seconde rampe de la paire, et des jets qu’émet la seconde rampe vers la première rampe sont décalés les uns par rapport aux autres dans la direction longitudinale des rampes, de manière à induire des cellules de fluide tournantes ayant une composante dans un plan parallèle à la surface libre de l’équipement de dépollution : la mise en suspension des poussières décollées de la surface libre est ainsi renforcée. Dans tous les cas, l’invention permet grâce à son dispositif compact et économique, de dégager efficacement de toute la surface libre de l’équipement de dépollution les poussières et autres dépôts solides.
Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du dispositif et/ou du procédé de nettoyage conformes à l’invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- Suivant une direction à la fois sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale des rampes et sensiblement parallèle à la surface libre de l’équipement de dépollution, les rampes sont séparées les unes des autres par un espacement compris entre 500 et 1800 mm.
- Les éléments de chaque rampe sont conçus pour émettre des jets de fluide respectifs qui, le long de la rampe, alternent de part et d’autre de la rampe.
- Les rampes sont agencées de manière que, pour chaque paire d’une première rampe et d’une seconde rampe qui se suivent transversalement à la direction longitudinale des rampes, chaque jet de fluide, qu’émettent les éléments de la première rampe sur le côté de cette première rampe tourné vers la seconde rampe, est situé, suivant la direction longitudinale des rampes, sensiblement au milieu de deux des jets de fluide qu’émettent les éléments de la seconde rampe sur le côté de cette seconde rampe tourné vers la première rampe.
- Les éléments de chaque rampe sont constitués de premiers éléments qui émettent des jets de fluide respectifs qui sont tous prévus sur un premier côté de la rampe, et de seconds éléments qui émettent des jets de fluide respectifs qui sont tous prévus sur un second côté de la rampe, opposé au premier côté de la rampe ; en outre, les premiers éléments et les seconds éléments de chaque rampe sont alignés sur, respectivement, une première génératrice et une seconde génératrice de la rampe, les premiers éléments étant répartis sur la première génératrice en étant décalés, suivant le direction longitudinale de la rampe, vis-à-vis des seconds éléments qui sont répartis sur la seconde génératrice.
- Pour chaque rampe, les premiers éléments sont séparés les uns des autres, le long de la première génératrice, par un pas qui est égal à celui séparant les seconds éléments les uns des autres le long de la seconde génératrice, et le décalage entre les premiers et les seconds éléments de chaque rampe vaut la moitié dudit pas.
- Ledit pas est compris entre 250 et 600 mm.
- Les éléments de chaque rampe sont des trous délimités au travers d’une paroi tubulaire de la rampe.
- Les éléments de chaque rampe sont des tubes, tels que des tubes droits ou des tubes Venturi.
- Les rampes du dispositif sont alimentées en fluide sous pression par paire de deux rampes qui se suivent selon la perpendiculaire à la direction longitudinale des rampes.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un dispositif conforme à l’invention, utilisé sur un équipement de dépollution ;
- la figure 2 est une coupe schématique partielle selon le plan II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en élévation selon la flèche III de la figure 2 ; et
- la figure 4 est une vue schématique en perspective d’une partie du dispositif de la figure 1.
Sur les figures 1 à 4 est représenté un dispositif 1 permettant de nettoyer un équipement 2 utilisé pour la dépollution de fumées. Le dispositif de nettoyage 1 est applicable à tout équipement de dépollution 2 présentant une surface libre 2A, qui est globalement plane et au travers de laquelle les fumées à dépolluer s’écoulent lors de l’utilisation de l’équipement. Selon le sens de circulation des fumées au travers de l’équipement de dépollution 2, la surface libre 2A constitue indifféremment une surface d’entrée ou bien une surface de sortie pour les fumées.
A titre d’exemple non limitatif, l’équipement de dépollution 2 est un catalyseur de dénitrification des fumées, utilisé pour dénitrifier des fumées par un procédé dit « SCR » (acronyme de « Sélective Catalytic Réduction). Un tel catalyseur, qui inclut un ou plusieurs lits, présente une structure à canaux : ces canaux, qui n’ont chacun une dimension transversale que de quelques millimètres, typiquement comprise entre 2 et 10 mm, relient l’une à l’autre la surface d’entrée et la surface de sortie du catalyseur. Ainsi, même si chacune de ces surfaces libres que sont la surface d’entrée et la surface de sortie du catalyseur ne correspond pas à une face plate qui serait pleine du fait de la présence des débouchés respectifs des canaux, cette surface libre peut être considérée, à l’échelle macroscopique du catalyseur, comme étant sensiblement plane.
A titre d’exemple alternatif et également non limitatif, l’équipement de dépollution 2 est un échangeur de chaleur, autrement appelé économiseur ou récupérateur, qui permet de récupérer les calories des fumées, notamment pour chauffer ou surchauffer de l’eau. Un tel échangeur est généralement constitué de tubes transverses, dans lesquels circule un fluide caloporteur et entre lesquels s’écoulent les fumées. Considérés conjointement, ces tubes transverses présentent ainsi une surface d’entrée et une surface de sortie pour les fumées, qui constituent respectivement des surfaces libres de l’échangeur et qui, malgré la présence des tubes transverses, peuvent chacune être considérées comme planes à l’échelle macroscopique de l’échangeur.
D’autres exemples alternatifs et non limitatifs de l’équipement de dépollution 2 peuvent être envisagés, tels que des écrans, des plaques perforées, etc. Dans tous les cas, l’équipement de dépollution 2 est utilisé dans une chaîne de traitement des fumées, en étant placé entre la source qui produit ces fumées et la cheminée qui les relargue à l’atmosphère.
Par ailleurs, l’orientation dans l’espace de la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2 est indifférente. Dans l’exemple considéré sur les figures, la surface libre 2A est sensiblement horizontale, mais toute autre orientation est envisageable.
De plus, comme indiqué précédemment, la surface libre 2A prévue pour être nettoyée par le dispositif 1 correspond indifféremment à la surface d’entrée ou à la surface de sortie de l’équipement 2, selon le sens de circulation des fumées au travers de cet équipement : en d’autres termes, le dispositif 1 est placé indifféremment en amont ou en aval, dans le sens de circulation des fumées, de la surface libre 2A de l’équipement de dépollution, selon le côté de l’équipement que l’on souhaite nettoyer par mise en œuvre du dispositif 1. Bien entendu, à titre de variante non représentée, deux dispositifs 1 peuvent être simultanément placés respectivement en amont et en aval de l’équipement de dépollution 2, afin de nettoyer aussi bien la surface libre d’entrée que la surface libre de sortie de cet équipement.
Comme montré sur les figures 1 à 3, le dispositif 1 comporte une série de rampes 10 qui distribuent un fluide sous pression lorsque ces rampes sont alimentées avec ce dernier. Les moyens d’alimentation des rampes 10 avec le fluide sous pression sont connus en soi, de sorte qu’ils ne sont ni représentés sur les figures, ni détaillés ici plus avant, étant entendu que la forme de réalisation de ces moyens d’alimentation n’est pas limitative.
Une forme de réalisation préférée des rampes 10 est illustrée à la figure 4: chaque rampe 10 est ainsi constituée d’une paroi tubulaire, autrement dit d’une tubulure, ayant une section circulaire dont le diamètre interne est par exemple compris entre 40 et 100 mm. Bien entendu, d’autres formes de réalisation sont envisageables pour les rampes 10.
Quelle que soit la forme de réalisation des rampes 10, chacune d’elles s’étend en longueur autour d’un axe central X10, les rampes s’étendant de manière sensiblement parallèle les unes aux autres. Transversalement, voire perpendiculairement, à leur direction longitudinale, les rampes 10 sont réparties les unes à la suite des autres, avantageusement de manière sensiblement régulière. En service, les rampes 10 sont prévues pour être agencées en regard de la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2 de sorte que leur axe respectif X10 soit situé à une distance D de cette surface libre, comprise entre 120 et 400 mm, de préférence entre 150 et 250 mm, cette distance D étant mesurée orthogonalement à la surface libre 2A.
Comme bien visible sur les figures 2 et 4, chaque rampe 10 est pourvue d’éléments 11 et 12 répartis suivant la longueur de la rampe : en service, c’est-à-dire lorsque la rampe 10 est alimentée en fluide sous pression, chacun de ces éléments 11 et 12 émet un jet de fluide J11, J12 qui est dirigé vers la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2 afin de nettoyer cette surface libre 2A par, typiquement, soufflage et/ou décolmatage. Comme illustré schématiquement par les figures 1 à 3, chacun de ces jets de fluide J11 et J12 est centré sur un axe Z11, Z12. Les jets de fluide J11 et J12 présentent notamment une forme conique ou pseudo conique, dont l’axe central correspond aux axes Z11 et Z12. Comme montré sur la figure 2, les axes respectifs Z11 et Z12 des jets de fluide J11 et J12 sont inclinés par rapport à la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2, en formant chacun, par rapport à cette surface libre 2A, un angle a compris entre 15 et 35°. De cette façon, en service, chacun des éléments 11 et 12 oriente son jet de fluide J11, J12 selon l’angle a.
Suivant une forme de réalisation pratique et économique, qui est illustrée par la figure 4, chacun des éléments 11 et 12 est un trou, qui est délimité au travers de la paroi tubulaire de la rampe 10 et qui présente un diamètre compris par exemple entre 6 et 10 mm. Bien entendu, d’autres formes de réalisation que de tels trous traversants sont envisageables pour les éléments 11 et 12 : par exemple, des tubes, tels que des tubes droits ou des tubes Venturi, sont possibles. Plus globalement, la forme de réalisation des éléments 11 et 12 n’est pas limitative de l’invention, du moment qu’elle permet d’émettre les jets de fluide J11 et J12 orientés selon l’angle a.
Suivant une disposition optionnelle avantageuse, qui est mise en œuvre dans le mode de réalisation considéré sur les figures, les éléments 11 et 12 de chaque rampe sont respectivement répartis en deux groupes d’éléments, selon le côté latéral sur lequel ces éléments émettent les jets de fluide J11 et J12. Plus précisément, comme bien visible sur la figure 4, les éléments 11 sont alignés et répartis sur une première génératrice X1 de la rampe 10, étant entendu qu’on appelle ici génératrice une droite géométrique qui court le long de la paroi de la rampe 10 parallèlement à son axe central X10. Quant aux éléments 12, ils sont alignés et répartis sur une seconde génératrice X2 de la rampe 10, en étant décalés, suivant la direction longitudinale de la rampe, vis-à-vis des éléments 11. Suivant une disposition préférentielle, les éléments 11 sont répartis sur la génératrice X1 de manière régulière et les éléments 12 sont répartis sur la génératrice X2 également de manière régulière, et ce avec un même pas d : le décalage entre les éléments 11 et les éléments 12 vaut alors avantageusement la moitié de ce pas d qui, à titre d’exemple dimensionnel, est compris entre 250 et 600 mm. Comme indiqué sur la figure 4, les génératrices X1 et X2 sont écartées angulairement, par rapport à l’axe central X10 de la rampe correspondante 10, d’un angle β : en prévoyant que la somme de cet angle β et de deux fois l’angle a vaut π et que, lorsque le dispositif 1 est en service, les génératrices X1 et X2 de chaque rampe 10 se retrouvent positionnées symétriquement par rapport à un plan à la fois perpendiculaire à la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2 et passant par l’axe central X10 de la rampe, les éléments 11 émettent leur jet de fluide J11 tous d’un même premier côté latéral de la rampe 10 tandis que les éléments 12 émettent leur jet de fluide J12 tous d’un même second côté latéral de la rampe, opposé au premier côté latéral précité. Autrement dit, en service, le long de chaque rampe 10, les jets J11 et les jets J12 émis par la rampe alternent de part et d’autre de cette rampe, comme bien visible sur les figures 1 et 4.
Bien entendu, cette émission des jets de fluide J11 et J12 en alternance de part et d’autre de chaque rampe 10 peut être obtenue par d’autres formes de réalisation que celle qui vient d’être détaillée. Dans tous les cas, cette disposition est avantageusement combinée au fait que, au sein de la série des rampes 10, deux rampes 10 immédiatement adjacentes sont agencées pour éviter que les jets de fluide que chacune d’elle émet sur son côté tourné vers l’autre rampe ne se retrouvent en alignement les uns avec les autres, perpendiculairement à la direction longitudinale des rampes : à cet effet, comme bien visible sur la figure 3, pour chaque paire d’une première rampe et d’une seconde rampe qui se suivent transversalement à la direction longitudinale des rampes 10, chaque jet de fluide J11 ou J12, qu’émet la première rampe sur le côté de cette dernière tourné vers la seconde rampe, est situé, suivant la direction longitudinale des rampes 10, sensiblement au milieu de deux des jets J12, ou respectivement J11, qu’émet la seconde rampe sur le côté de cette dernière tourné vers la première rampe. L’intérêt de cet aspect apparaîtra un peu plus loin.
Lors du fonctionnement du dispositif 1, un fluide sous pression, par exemple de l’air ou de la vapeur d’eau, alimente les rampes 10, cette alimentation étant commandée par des électrovannes ou des systèmes de commande similaires. Le fluide sous pression porte le volume interne de la rampe à une pression très supérieure à la pression atmosphérique, comprise entre 2 et 6 bar relatifs. Cette mise en pression de l’intérieur de la rampe provoque l’émission des jets de fluide J11 et J12 via les éléments 11 et 12, ces jets de fluide étant effectifs tant que la pression à l’intérieur de la rampe n’est pas retombée au-dessous d’environ 0,5 bar relatif. Pendant cette activation de la rampe 10, les jets J11 et J12 sont émis en régime dit « sonique >>, typiquement avec une vitesse supérieure à 50 m/s.
En pratique, l’activation des rampes 10 du dispositif 1 est réalisée périodiquement et de préférence par paire de deux rampes immédiatement adjacentes. Par ailleurs, les rampes 10 peuvent être ainsi activées aussi bien pendant que des fumées circulent au travers de l’équipement de dépollution 2, qu’en l’absence d’une telle circulation de fumées.
Pendant l’activation de chaque rampe 10, les jets de fluide J11 et J12 émis par la rampe atteignent la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2 avec une forte composante tangentielle par rapport au plan de cette surface libre 2A en raison de l’émission de ces jets de fluide avec l’angle a qui est faible, mais non nul, par rapport à ce plan. Les poussières et autres dépôts solides présents sur la surface libre 2A à nettoyer sont alors soufflés latéralement par ces jets J11 et J12, la forte composante tangentielle susmentionnée permettant d’éviter que ces poussières ne soient forcées vers l’intérieur de l’équipement de dépollution 2. Dans le cas où l’équipement de dépollution 2 est un catalyseur de dénitrification à canaux, on évite ainsi de forcer les poussières à l’intérieur des canaux du catalyseur ; de plus, si un talus de poussières est présent sur une arête d’un des canaux, on évite ainsi que ce talus ne s’écroule et ne bloque totalement ce canal du catalyseur.
De plus, comme illustré à la figure 2, chacun des jets de fluide J11 et J12 induit, par transfert de quantité de mouvement, un mouvement tournant M11, M12 en périphérie du jet proprement dit, ce mouvement tournant M11 ou M12 ayant une composante dans le plan géométrique formé par l’axe Z11 et Z12 du jet et la normale à la surface libre 2A : ces mouvements tournants M11 et M12 mettent en suspension les poussières décollées de la surface libre 2A, facilitant ainsi l’évacuation de ces poussières.
De surcroît, dès lors que deux rampes immédiatement adjacentes sont activées en même temps, les jets de fluide, émis par une première des deux rampes vers la seconde rampe, et les jets de fluide, émis par la seconde rampe vers la première rampe ne se contrecarrent pas les uns les autres du fait du décalage relatif de ces jets de fluide dans la direction longitudinale des rampes. Au contraire, ils induisent, par transfert de quantité de mouvement, des cellules tournantes C, comme montré sur la figure 3 : chacune de ces cellules tournantes C présente une composante tournante dans le plan parallèle à la surface libre 2A, de sorte que ces cellules tournantes C contribuent, elles aussi, à mettre en suspension les poussières décollées de la surface libre 2A.
Les différents effets de nettoyage de la surface libre 2A qui viennent d’être décrits sont appliqués, le cas échéant progressivement, sur toute cette surface libre 2A une fois que toutes les rampes 10 ont été activées, et ce même si l’écoulement de fumées est maintenu au travers de l’équipement de dépollution 2.
Bien entendu, au vu des explications qui précèdent, la création des cellules tournantes C n’est obtenue que si on active les rampes 10, deux par deux au moins. Ceci étant, il reste possible d’activer les rampes 10 différemment, par exemple une par une, étant souligné que les bénéfices liés à la forte composante tangentielle des jets de fluide J11 et J12 émis par chaque rampe 10 restent acquis.
Par ailleurs, selon un aspect dimensionnel préférentiel de l’invention, l’espacement E entre deux rampes 10 immédiatement adjacentes, mesuré suivant une direction à la fois sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale des rampes 10 et sensiblement parallèle à la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2, est compris entre 500 et 1800 mm. Avec un espacement E en deçà de 500 mm, les rampes 10 sont trop rapprochées, ce qui impacte le coût du dispositif 1. A l’inverse, lorsque l’espacement E est supérieur à 1800 mm, les jets de fluide J11 et J12 atteignent la surface libre 2A en étant trop affaiblis, si bien que le nettoyage de l’équipement de dépollution 2 n’est plus assuré de manière performante, en particulier lorsque des fumées s’écoulent au travers de l’équipement de dépollution pendant l’activation du dispositif de nettoyage 1.
Enfin, on notera qu’au cours de l’activation de chaque rampe 10, qui est par exemple comprise entre 1 et 30 secondes, la pression à l’intérieur de la rampe va progressivement chuter : au fur à et à mesure que cette pression à l’intérieur de la rampe baisse, la force des jets de fluide J11 et J12 émis par cette rampe diminue. Il en résulte un balayage au niveau de la surface libre 2A de l’équipement de dépollution 2, dans le sens où les lignes isoforces de chacun de ces jets de fluide J11 et J12 intersectent la surface libre 2A en des points respectifs qui, au fur et à mesure que la pression à l’intérieur de la rampe 10 baisse, se déplacent perpendiculairement à la direction longitudinale des rampes 10.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. - Dispositif (1) de nettoyage d’un équipement de dépollution (2) présentant une surface libre (2A) globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s’écoulent lors de l’utilisation de l’équipement de dépollution, ce dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte des rampes (10) de distribution d’un fluide sous pression, lesquelles rampes :- s’étendent en longueur de manière sensiblement parallèle les unes aux autres, en étant réparties transversalement à leur direction longitudinale, et- sont adaptées pour, en service, être agencées en regard de la surface libre (2A) de l’équipement de dépollution (2), en étant situées à une distance (D) de cette surface libre qui est comprise entre 120 et 400 mm, et en ce que chaque rampe (10) est pourvue d’éléments (11, 12) qui sont répartis suivant la longueur de la rampe et qui, en service, émettent des jets de fluide (J11, J12) destinés à nettoyer la surface libre (2A) de l’équipement de dépollution (2), chacun de ces éléments (11, 12) étant adapté pour orienter un jet de fluide selon un angle (a) compris entre 15 et 35° par rapport à la surface libre de léquipement de dépollution.
- 2, - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, suivant une direction à la fois sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale des rampes (10) et sensiblement parallèle à la surface libre (2A) de l’équipement de dépollution (2), les rampes (10) sont séparées les unes des autres par un espacement (E) compris entre 500 et 1800 mm.
- 3. - Dispositif suivant l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments (11, 12) de chaque rampe (10) sont conçus pour émettre des jets de fluide respectifs (J11, J12) qui, le long de la rampe, alternent de part et d’autre de la rampe.
- 4, - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les rampes (10) sont agencées de manière que, pour chaque paire d’une première rampe et d’une seconde rampe qui se suivent transversalement à la direction longitudinale des rampes, chaque jet de fluide (J11, J12), qu’émettent les éléments (11, 12) de la première rampe sur le côté de cette première rampe tourné vers la seconde rampe, est situé, suivant la direction longitudinale des rampes, sensiblement au milieu de deux des jets de fluide (J12, J11) qu’émettent les éléments (12, 11) de la seconde rampe sur le côté de cette seconde rampe tourné vers la première rampe.
- 5. - Dispositif suivant l’une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les éléments de chaque rampe (10) sont constitués :- de premiers éléments (11) qui émettent des jets de fluide respectifs (J11) qui sont tous prévus sur un premier côté de la rampe, et- de seconds éléments (12) qui émettent des jets de fluide respectifs (J12) qui sont tous prévus sur un second côté de la rampe, opposé au premier côté de la rampe, et en ce que les premiers éléments (11) et les seconds éléments (12) de chaque rampe (10) sont alignés sur, respectivement, une première génératrice (X1) et une seconde génératrice (X2) de la rampe, les premiers éléments étant répartis sur la première génératrice en étant décalés, suivant le direction longitudinale de la rampe, vis-à-vis des seconds éléments qui sont répartis sur la seconde génératrice.
- 6. - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, pour chaque rampe (10), les premiers éléments (11) sont séparés les uns des autres, le long de la première génératrice (X1 ), par un pas (d) qui est égal à celui séparant les seconds éléments (12) les uns des autres le long de la seconde génératrice (X2), et en ce que le décalage entre les premiers et les seconds éléments de chaque rampe vaut la moitié dudit pas (d).
- 7. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit pas (d) est compris entre 250 et 600 mm.
- 8. - Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments (11, 12) de chaque rampe (10) sont des trous délimités au travers d’une paroi tubulaire de la rampe.
- 9. - Dispositif suivant l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments de chaque rampe (10) sont des tubes, tels que des tubes droits ou des tubes Venturi.
- 10.- Procédé de nettoyage d’un équipement de dépollution (2), dans lequel une surface libre (2A) de l’équipement de dépollution (2), qui est globalement plane et au travers de laquelle des fumées à dépolluer s’écoulent lors de l’utilisation de l’équipement de dépollution, est soumise à des jets de fluide (J11, J12) émis par un dispositif (1) qui est conforme à l’une quelconque des revendications précédentes et dont les rampes (10) sont alimentées en fluide sous pression à une pression comprise entre 2 et 6 bar relatifs.
- 11, - Procédé suivant la revendication 10, dans lequel les rampes (10) du dispositif (1) sont alimentées en fluide sous pression par paire de deux rampes qui se suivent selon la perpendiculaire à la direction longitudinale des rampes.
- 12, - Procédé suivant l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel l’équipement de dépollution (2) est un catalyseur de dénitrification.1/3
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