FR3069459A1 - Procede et installation d'epuration par voie humide de fumees d'echappement d'un moteur d'un navire marin - Google Patents

Procede et installation d'epuration par voie humide de fumees d'echappement d'un moteur d'un navire marin Download PDF

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Abstract

Selon ce procédé, des fumées à épurer (1) sont envoyées à un laveur (100) à section horizontale rectangulaire et y pénètrent essentiellement à l'horizontale, via une ouverture (107) d'une première (103) des deux petites parois latérales du laveur. Elles y circulent en y rencontrant : -des voiles (11) d'un premier liquide de lavage (10), qui sont émis par des premiers moyens de pulvérisation (200) en étant pulvérisés chacun vers le haut et sous forme d'un éventail, ces voiles étant à la fois agencés en regard horizontal de l'ouverture (107) et répartis entre la première et la seconde (105) parois latérales de manière à être traversés par les fumées et à défléchir ainsi celles-ci vers le haut, et - une pluie (21) d'un second liquide de lavage (20), qui est émise par des seconds moyens de pulvérisation (300) en étant pulvérisée vers le bas dans un volume libre (V100) du laveur, qui s'étend des premiers aux seconds moyens de pulvérisation et dans lequel les fumées circulent librement de manière ascendante, cette pluie étant répartie sur la section horizontale rectangulaire avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la seconde paroi latérale que vers la première paroi latérale.

Description

Procédé et installation d’épuration par voie humide de fumées d’échappement d’un moteur d’un navire marin
La présente invention concerne un procédé et une installation d’épuration par voie humide des fumées d’échappement émises par un moteur d’un navire marin.
Les navires marins, qu’ils soient des paquebots de croisière ou d’autres navires, utilisent surtout du fioul comme carburant pour les moteurs diesels assurant leur propulsion. Ce fioul contient jusqu’ à 5% en masse de soufre, le plus souvent entre 0,5 et 3,5% en masse. Lors du processus de combustion dans les moteurs, ce soufre est transformé en dioxyde de soufre (SO2). Par conséquent, les fumées d’échappement de ces moteurs sont acides.
Les réglementations maritimes en vigueur obligent, dans certaines zones, à limiter le rejet par la cheminée des navires à un équivalent de 0,1% en masse de soufre dans le fioul. En pratique, la valeur limite de rejet dépend de la zone de navigation : près des côtes ou bien dans un port, les émissions de dioxyde de soufre doivent être moindres qu’en pleine mer. Il faut noter que même au port, un paquebot de croisière doit continuer à faire fonctionner ses moteurs pour subvenir au besoin en électricité à bord et donc, potentiellement, émet du dioxyde de soufre. Pour se conformer aux réglementations, il est donc nécessaire que le navire intègre des moyens pour réduire les émissions de dioxyde de soufre de ses fumées avant de rejeter ces dernières à l’atmosphère. Plusieurs solutions sont envisageables.
On peut tout d’abord réduire la teneur en soufre du fioul utilisé, voire utiliser du gaz liquéfié, ce qui amène immédiatement une réduction des émissions de dioxyde de soufre. Toutefois, le fioul à très basse teneur en soufre ou le gaz liquéfié est onéreux, de sorte que cette approche n’est pas économique.
Une autre approche consiste à utiliser un laveur humide, dans lequel est dispersé un réactif de neutralisation comme la soude. Cependant, les quantités de soude à prévoir sont importantes, puisque le flux de dioxyde de soufre à traiter peut atteindre 500 kg par heure et par laveur pour les très gros paquebots. Outre le prix de la soude, il faut prévoir son stockage et prendre en considération son caractère très caustique et donc dangereux.
Aussi, laver les fumées d’échappement est plus souvent opéré avec de l’eau de mer. Cette technique, qui est mise en oeuvre par des laveurs utilisant l’alcalinité naturelle de l’eau de mer pour neutraliser le dioxyde de soufre, est connue et maîtrisée, tout particulièrement pour les centrales de production d’énergie situées en bord de mer. En pratique, deux technologies existent.
Une première technologie repose sur la mise en œuvre de laveurs utilisant un garnissage. Ce garnissage est soit constitué d’anneaux ou d’internes, introduits en vrac dans la tour du laveur, soit prévu avec un caractère structuré, c’est-à-dire que le garnissage présente un motif se répétant structurellement dans l’espace. En termes d’efficacité de transfert, c’est-à-dire de capacité à capter le dioxyde de soufre ramené au volume utilisé dans le laveur, ces garnissages sont très bons. Cependant, deux limitations sont à considérer. D’une part, la perte de charge qu’induisent les garnissages peut être importante : pour le cas où les laveurs doivent être placés en aval d’un moteur diesel, cela oblige à utiliser un ventilateur pour vaincre cette perte de charge, ce qui coûte de l’énergie et un investissement supplémentaire. D’autre part, les fumées issues d’un moteur diesel sont très chaudes et, malgré la présence d’un dispositif de trempe, il faut prévoir le cas où, suite à un dysfonctionnement, des fumées très chaudes et non refroidies, par exemple à plus de 200 °C, entrent dans le laveur. Un by-pass n’étant pas toujours envisageable, il faut, a minima, que le laveur et son garnissage puissent supporter une marche à sec, et donc que leurs constituants résistent à des températures au-delà de 200°C. Ceci oblige à sélectionner, pour le laveur et son garnissage, des matériaux tenant à la température. Ceci étant, dans le cas des laveurs embarqués à bord de navires, le milieu marin, qui est riche en chlorure, qui est acide et qui est réducteur, est fortement corrosif de sorte que le coût du garnissage en est substantiellement impacté.
La seconde technologie utilisant l’eau de mer pour réduire les oxydes de soufre contenus dans des fumées, est très utilisée dans les centrales qui produisent de l’énergie à terre : cette seconde technologie consiste à utiliser des laveurs vides, dans lesquels l’eau de mer est pulvérisée afin d’être mise en contact avec les fumées circulant de manière ascendante à l’intérieur du laveur.
Pour les deux technologies, les laveurs présentent traditionnellement une section horizontale circulaire, ce qui offre des avantages constructifs et minimise les problèmes de corrosion, particulièrement de corrosion sous contrainte.
Toutefois, à bord des navires marins, en particulier des gros navires comme les porte-containers ou les paquebots de croisière, l’espace est très cher et, par essence, un design rond perd de l’espace ou, en tout cas, nOptimise pas la place disponible. Pour cette raison, des designs rectangulaires, y compris carrés, qui utilisent mieux l’espace, ont été proposés, comme dans JP 6104491 B1. Ces designs rectangulaires rencontrent cependant plusieurs problèmes qui vont être expliqués en détail en lien avec la figure 1 sur laquelle est représenté un laveur marin L à section horizontale rectangulaire, relevant de l’art antérieur.
Sur la figure 1, des fumées à épurer F sont admises à l’intérieur du laveur L par une ouverture O d’une paroi latérale L1 de ce dernier, correspondant à l’une de ses deux petites faces latérales. Pour des raisons pratiques et économiques, les fumées F pénètrent ainsi dans le laveur essentiellement à l’horizontale et avec une vitesse importante, par exemple supérieure à 15 m/s. A l’intérieur du laveur L, les fumées F sont épurées de leurs polluants, en particulier de leur dioxyde de soufre, par mise en contact avec un liquide de lavage E destiné à capter le dioxyde de soufre et les autres polluants, ce liquide de lavage E étant typiquement de l’eau de mer. Le liquide de lavage E est pulvérisé à l’intérieur du laveur L par des moyens de pulvérisation P agencés en partie haute du laveur. En l’absence de garnissage interne au laveur L, la forte vitesse d’introduction des fumées F fait que ces fumées se répartissent dans le laveur de manière très inhomogène, dans le sens où, à l’intérieur du laveur, beaucoup de fumées tendent à s’accumuler du côté de la paroi latérale L2 du laveur L, à l’opposé de la paroi latérale L1. Autrement dit, le flux des fumées à l’intérieur du laveur L a des composantes de vitesse verticales qui sont quasi nulles près de l’ouverture O, tout en ayant des composantes de vitesse verticales très importantes du côté de la paroi L2, ce qui est inadmissible et compromet les performances d’épuration. Cette inhomogénéité du profil de vitesse des fumées à l’intérieur du laveur L est également liée au fait qu’il est plus difficile d’assurer une distribution homogène des fumées à l’intérieur d’une section horizontale rectangulaire, qu’à l’intérieur d’une section horizontale circulaire.
On peut chercher à forcer les fumées F à se répartir de manière plus homogène à l’intérieur du laveur L, en plaçant sur le cheminement des fumées des obstacles, tels que des plaques horizontales perforées, au travers desquelles les fumées doivent cheminer lors de leur ascension, ou bien tels qu’un aubage, constitué par exemple d’aubes A comme sur la figure 1, qui font dévier les fumées. Cependant, de telles plaques perforées, qui tendent à homogénéiser le profil de vitesse des fumées, induisent une perte de charge substantielle. Quant aux aubes A, qui induisent une perte de charge moindre mais non négligeable, elles n’homogénéisent que partiellement le flux des fumées.
De plus, aussi bien les plaques perforées que les aubes A sont sujettes à encrassement. En effet, elles sont irriguées en permanence par le liquide de lavage E provenant des moyens de pulvérisation P, si bien que, dans la mesure où ce liquide de lavage E est soit de l’eau de mer fraîche, soit une solution d’eau de mer chargée en sels, des sels cristallisés se déposent sur les plaques perforées ou sur les aubes A, soit simplement parce qu’il y a une évaporation résultant de la chaleur des fumées F, soit parce que certains sels contenus dans le liquide de lavage E, en particulier le sulfate de calcium et le sulfate de sodium, ont une solubilité qui décroît fortement quand la température s’élève. Autrement dit, dans la mesure où les plaques perforées et les aubes A sont en permanence chauffées par les fumées F, elles s’encrassent de manière inacceptable par des dépôts salins.
On peut bien sûr limiter l’intensité de cet encrassement par dépôts salins, en procédant à une trempe préalable des fumées, mais ceci n’élimine pas complètement le risque d’encrassement et, surtout, ne résout pas le problème de la distribution inhomogène des fumées à l’intérieur du laveur L. Cette inhomogénéité conduit, en pratique, à des performances d’épuration dégradées, dans le sens où, pour épurer les fumées F comme le requièrent les réglementations, de très grandes quantités du liquide de lavage E sont nécessaires, ce qui n’est pas économique.
Le but de la présente invention est de proposer un arrangement d’un laveur marin à section horizontale rectangulaire, qui, de manière élégante et peu onéreuse, remédie aux inconvénients évoqués ci-dessus.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé d’épuration par voie humide des fumées d’échappement d’un moteur d’un navire marin, dans lequel des fumées à épurer sont envoyées à un laveur qui a une section horizontale rectangulaire et qui présente des première et seconde parois latérales qui sont opposées l’une à l’autre suivant la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire, et dans lequel les fumées pénètrent essentiellement à l’horizontale à l’intérieur du laveur, via une ouverture de la première paroi latérale, et circulent à l’intérieur du laveur en y rencontrant :
- des voiles d’un premier liquide de lavage, qui sont émis par des premiers moyens de pulvérisation en étant pulvérisés chacun vers le haut et sous forme d’un éventail, les voiles du premier liquide de lavage étant à la fois agencés en regard horizontal de l’ouverture et répartis entre les première et seconde parois latérales de manière à être traversés par les fumées pénétrant à l’intérieur du laveur et à défléchir ainsi celles-ci vers le haut, et
- une pluie d’un second liquide de lavage, qui est émise par des seconds moyens de pulvérisation en étant pulvérisée vers le bas dans un volume libre du laveur, qui s’étend des premiers moyens de pulvérisation aux seconds moyens de pulvérisation et dans lequel les fumées circulent librement de manière ascendante, la pluie du second liquide de lavage étant répartie sur la section horizontale rectangulaire avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la seconde paroi latérale que vers la première paroi latérale.
L’invention a également pour objet une installation d’épuration par voie humide de fumées d’échappement d’un moteur d’un navire marin, laquelle installation comprend un laveur, qui a une section horizontale rectangulaire, qui présente des première et seconde parois latérales opposées l’une à l’autre suivant la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire, dont la première paroi latérale est pourvue d’une ouverture de passage de fumées, et qui est intérieurement pourvu :
- de premiers moyens de pulvérisation adaptés pour émettre un premier liquide de lavage sous forme de voiles qui, à la fois, sont pulvérisés chacun vers le haut et en éventail, sont agencés en regard horizontal de l’ouverture et sont répartis entre les première et seconde parois latérales de manière que des fumées pénétrant essentiellement à l’horizontale à l’intérieur du laveur via l’ouverture traversent ces voiles et sont ainsi défléchies vers le haut, et
- de seconds moyens de pulvérisation adaptés pour émettre un second liquide de lavage sous forme d’une pluie qui est pulvérisée vers le bas dans un volume libre du laveur, qui s’étend des premiers moyens de pulvérisation aux seconds moyens de pulvérisation et dans lequel les fumées circulent librement de manière ascendante, les seconds moyens de pulvérisation étant prévus pour répartir la pluie du second liquide de lavage sur la section horizontale rectangulaire avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la seconde paroi latérale que vers la première paroi latérale.
Grâce à l’invention, des fumées à épurer peuvent être traitées, en particulier désulfurées, dans un laveur marin à section horizontale rectangulaire de manière très efficace. En effet, en plus de contribuer à la trempe et à la captation du dioxyde de soufre des fumées qui entrent dans le laveur, les voiles du premier liquide de lavage tendent à homogénéiser sur la section horizontale rectangulaire du laveur la distribution de ces fumées entrantes, tout en redressant ces dernières vers le haut. La pluie du second liquide de lavage parachève d’équilibrer la distribution des fumées circulant de manière ascendante dans le laveur, en étant pulvérisée de façon inhomogène sur la section rectangulaire du laveur, comme expliqué en détail par la suite. Par ailleurs, comme l’invention prévoit que le laveur est essentiellement vide, la perte de charge y est limitée et le risque d’encrassement par des constructions salines est réduit.
Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé et de l’installation conformes à l’invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- L’éventail formé par chacun des voiles du premier liquide de lavage a un angle au sommet compris entre 30° et 135°.
- L’éventail formé par chacun des voiles du premier liquide de lavage a un angle au sommet compris entre 90° et 135°.
- L’éventail formé par chacun des voiles du premier liquide de lavage s’étend soit essentiellement à la verticale, soit de manière inclinée par rapport à la verticale en formant avec cette dernière un angle compris entre 25° du côté tourné vers la première paroi latérale et 45° du côté tourné vers la seconcte paroi latérale.
- Le flux du premier liquide de lavage, émis par les premiers moyens de pulvérisation, représente moins de 25% du cumul des flux du premier liquide de lavage et du second liquide de lavage, respectivement émis par les premiers moyens de pulvérisation et les seconds moyens de pulvérisation.
- Le premier liquide de lavage et/ou le second liquide de lavage comprennent, voire sont constitués d’eau de mer.
- Les fumées sont trempées par quench avant de pénétrer à l’intérieur du laveur.
- Les premiers moyens de pulvérisation comprennent au moins trois rangées, qui sont réparties entre les première et seconde parois latérales et qui incluent chacune une ou plusieurs buses de pulvérisation.
- Les premiers moyens de pulvérisation comprennent des buses à jet plat.
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 d’une installation d’épuration qui relève de l’art antérieur et qui a été décrite plus haut ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d’une installation d’épuration conforme à l’invention ;
- les figures 3 et 4 sont des sections schématiques selon les plans lll-lll et IV-IV de la figure 2, illustrant la mise en oeuvre d’un procédé d’épuration conforme à l’invention ; et
- la figure 5 est une vue schématique en élévation selon la flèche V, illustrant également la mise en oeuvre du procédé d’épuration conforme à l’invention.
Sur la figure 2 est représentée une installation permettant d’épurer, en particulier de désulfurer, des fumées d’échappement 1 d’un moteur diesel assurant la propulsion d’un navire marin sur lequel est embarquée cette installation. Les fumées 1 contiennent divers polluants, dont du dioxyde de soufre (SO2).
Au niveau de l’installation de la figure 2, les fumées 1, qui proviennent de la sortie d’échappement du moteur précité et qui peuvent avoir fait l’objet d’une dénitrification préalable, sont envoyées à un laveur 100, comme indiqué sur les figures 3 à 5.
Comme représenté schématiquement sur la figure 2, le laveur 100 se présente globalement sous la forme d’un parallélépipède ayant une base de forme rectangulaire, y compris carrée, qui, en service, s’étend sensiblement à l’horizontale. En d’autres termes, le laveur présente une section horizontale rectangulaire, étant souligné que le terme rectangulaire recouvre aussi bien les parallélogrammes à quatre angles droits, dont la longueur est plus grande que la largeur, que les carrés. Ainsi, le laveur 100 comporte, à sa base, un fond 101 et, à son sommet, un plafond 102. Le laveur 100 comporte également quatre parois latérales planes 103 à 106, qui s’étendent verticalement entre le fond 101 et le plafond 102 et qui délimitent conjointement la section horizontale rectangulaire du laveur. Comme bien visible sur la figure 3, les parois latérales 103 et 105 sont les deux parois latérales qui sont opposées l’une à l’autre selon la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire du laveur. Comme bien visible sur la figure 4, les parois latérales 104 et 106 sont les deux parois latérales qui sont opposées l’une à l’autre selon la direction de la largeur de la section horizontale rectangulaire. Bien entendu, en pratique, les zones de jonction entre le fond 101, les parois latérales 103 à 106 et le plafond 102 ne sont pas nécessairement à arêtes anguleuses, mais peuvent être arrondies.
Comme montré sur les figures 2 à 4, la paroi latérale 103 est pourvue d’une ouverture traversante 107 qui est située dans la partie basse du laveur 100, en étant notamment située plus près du fond 101 que du plafond 102. Le contour de cette ouverture 107 est de préférence rectangulaire, comme envisagé sur les figures, mais d’autres géométries sont possibles, par exemple trapézoïdale. De plus, l’ouverture 107 peut être réalisée indifféremment sous forme d’un orifice unique ou bien sous forme de plusieurs orifices distincts.
En service, les fumées 1 pénètrent dans le laveur 100 essentiellement à l’horizontale, en y étant introduites par l’ouverture 107, comme indiqué schématiquement sur la figure 3. A titre d’exemple non limitatif, les dimensions de l’ouverture 107 sont calculées pour que la vitesse des fumées 1, au niveau de cette ouverture, soit comprise entre 15 et 50 m/s.
Comme représenté schématiquement sur les figures 2 à 4, le laveur 100 est intérieurement pourvu de moyens de pulvérisation 200 qui permettent d’émettre à l’intérieur du laveur, sous forme de voiles 11, un premier liquide de lavage 10 alimentant ces moyens de pulvérisation 200. Chacun des voiles 11 est pulvérisé, par les moyens de pulvérisation 200, vers le haut et sous forme d’un éventail qui s’étend globalement dans un plan perpendiculaire aux parois latérales 104 et 106. L’éventail formé par chacun des voiles 10 présente un angle au sommet β qui est avantageusement compris entre 30° et 135°, de préférence entre 90° et 135°. Par ailleurg cet éventail s’étend soit essentiellement à la verticale, soit de manière inclinée par rapport à la verticale en formant avec cette dernière un angle, noté a sur la figure 3, compris entre 20° du côté tourné vers la paroi latérale 103 et 45° du côté tcurné vers la paroi latérale 105.
De plus, comme bien visible sur les figures 2 à 4, les moyens de pulvérisation 200 sont agencés dans la partie basse du laveur 100, de sorte que les voiles 11 qu’ils pulvérisent vers le haut sont agencés en regard horizontal de l’ouverture 107. Les moyens de pulvérisation 200 sont également prévus pour que les voiles 11 qu’ils émettent soient répartis entre les parois latérales 103 et 105, autrement dit répartis dans la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire du laveur 100. A cet effet, les moyens de pulvérisation 200 comportent, en pratique, des rangées, de préférence au moins trois rangées, qui occupent chacune un niveau différent dans la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire du laveur 100, ces rangées étant ainsi réparties, avantageusement de manière régulière mais non nécessairement de manière uniforme, entre les parois latérales 103 et 105. Chacune de ces rangées inclut une ou plusieurs, par exemple deux ou trois, buses de pulvérisation individuelles 201. A titre d’exemple préférentiel, les buses 201 sont des buses à jet plat.
En service, comme indiqué schématiquement sur les figures 3 et 4, les fumées 1 entrant dans le laveur 100 traversent le ou les voiles 11 projetés par la première rangée des moyens de pulvérisation 200, c’est-à-dire la rangée la plus proche de la paroi latérale 103, puis traversent le ou les voiles 11 pulvérisés par la seconde rangée des moyens de pulvérisation 200, c’est-à-dire la rangée succédant à la première rangée en direction de la paroi latérale 105, et ainsi de suite. Lorsque les fumées 1 traversent ainsi successivement les voiles 11, elles sont défléchies progressivement vers le haut, par transfert de quantité de mouvement : on comprend que la composante verticale de la vitesse de chacun des voiles 11 est, au moins pour partie, transmise aux fumées 1, ce qui défléchit ces dernières vers le haut, et ce de manière de plus en plus marquée au fur et à mesure que les fumées progressent de la paroi latérale 103 vers la paroi latérale 105, comme montré sur la figure
3. Dans le même temps, la composante horizontale de la vitesse des parties latérales de chacun des voiles 11, composante qui existe de par la forme en éventail des voiles, est également transmise aux fumées qui traversent les voiles, ce qui conduit à répartir ces fumées latéralement vers les parois latérales 104 et 106, comme montré sur la figure 4. Ainsi, alors que les fumées 1 pénètrent dans le laveur 100 de manière essentiellement horizontale, ces fumées sont progressivement défléchies vers le haut et réparties latéralement par les voiles 11 du liquide de lavage 10. Ainsi, ces voiles 11 réalisent une homogénéisation du profil de vitesse des fumées.
Un autre effet avantageux des voiles 11 est qu’ils contribuent aussi à tremper les fumées 1, c’est-à-dire à en abaisser fortement la température. Par exemple, alors que les fumées 1 peuvent passer l’ouverture 107 à une température d’environ 250°C ou plus, les voiles 11 peuvent abaisser la température de ces fumées, après qu’elles aient traversé les voiles 11, à moins de 80°C.
Le laveur 100 est également intérieurement pourvu de moyens de pulvérisation 300 qui permettent d’émettre à l’intérieur du laveur, sous forme d’une pluie 21, un liquide de lavage 20 alimentant ces moyens de pulvérisation 300. Les moyens de pulvérisation 300 sont situés dans la partie haute du laveur et pulvérisent la pluie 21 vers le bas dans un volume libre V100 du laveur 100, s’étendant des moyens de pulvérisation 200 aux moyens de pulvérisation 300. A titre d’exemples non limitatifs, les moyens de pulvérisation 300 comprennent des distributeurs individuels 301 qui sont connus en soi et qui peuvent être des buses de pulvérisation, des rampes de distribution, des têtes de projection, etc. Dans tous les cas, la pluie 21 pulvérisée par les moyens de pulvérisation 300 tombe sur sensiblement toute la section horizontale rectangulaire du volume libre V100, et ce même si la répartition des distributeurs 301 n’est pas rigoureusement homogène.
En service, les fumées, qui ont été redressées par les voiles 11 du liquide de lavage 10, circulent librement de manière ascendante dans le volume libre V100, en rencontrant à contre-courant la pluie 21 du liquide de lavage 20, tombant vers le bas depuis les moyens de pulvérisation 300, comme indiqué sur les figures 3 et 4. En traversant cette pluie 21, les fumées poursuivent, à la fois, leur épuration, notamment leur désulfuration, et leur refroidissement.
On notera que le flux du liquide de lavage 10, délivré par les moyens de pulvérisation 200, est plus faible que le flux du liquide de lavage 20, délivré par les moyens de pulvérisation 300. En effet, c’est le liquide de lavage 20 délivré par les moyens de pulvérisation 300 qui est prévu pour faire l’essentiel du travail d’épuration des fumées, en particulier l’essentiel du travail de désulfuration de ces fumées. Ainsi, selon une caractéristique opératoire optionnelle, le flux du liquide de lavage 10 représente moins de 25% du cumul des flux du liquide de lavage 10 et du liquide de lavage 20.
Il est important de comprendre que les voiles 11 ne peuvent pas, à eux seuls, réaliser un redressement et, plus généralement, une homogénéisation des fumées circulant à l’intérieur du laveur 100. D’une manière idéale, le rapport entre l’écart type de la composante verticale de la vitesse des fumées et sa moyenne, quand elle est mesurée à mi-hauteur du laveur 100, devrait être inférieur à 15%. Aussi, selon l’invention, la densité de pulvérisation de la pluie 21 n’est pas homogène suivant la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire du volume V100, mais est prévue pour que davantage de liquide de lavage 20 soit introduit, par mètre carré de section horizontale, du côté de la paroi latérale 105 que du côté de la paroi latérale 103. Autrement dit, la pulvérisation de la pluie 21 est opérée de manière à croître, le cas échéant de manière régulière, de la paroi 103 à la paroi 105. La figure 5 permet d’illustrer concrètement cette disposition de l’invention, dans le sens où, sur cette figure 5, le flux du liquide de lavage 20, ramené à l’aire d’une portion S105, située du côté de la paroi latérale 105, de la section horizontale rectangulaire du laveur 100, est supérieur, notamment d’un facteur 1,2 voire davantage, au flux du liquide de lavage 20, ramené à l’aire d’une portion S103 de cette section horizontale rectangulaire, située du côté la paroi latérale 103.
De cette façon, du côté de la paroi latérale 105 du laveur 100, davantage de liquide de lavage 20 est vu par plus de fumées. On comprend que l’invention cherche ainsi, à la fois, à redresser le profil de vitesse des fumées et à corriger, autant que faire se peut, la maldistribution résiduelle, en prévoyant que la pluie 21 est répartie sur la section horizontale rectangulaire du laveur 100 avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la paroi 105 que vers la paroi 103.
Après avoir traversé la pluie 21, les fumées sont épurées et sortent du laveur 100 par une ouverture 108, sous forme d’un flux 2. L’ouverture 108 est prévue soit au travers du plafond 102, soit au travers de la partie haute d’une des parois latérales 103 à 106, étant entendu que, dans tous les cas, cette ouverture 108 est située au-dessus des moyens de pulvérisation 300. Dans l’exemple considéré sur les figures, c’est le plafond 102 qui est pourvu de l’ouverture 108.
De manière optionnelle et non représentée, le laveur 100 est intérieurement équipé d’un dévésiculeur ou d’un séparateur de gouttes, qui, de manière connue en soi, permet de retenir les gouttelettes de liquide qui, en l’absence de ce dévésiculeur ou de ce séparateur, seraient entraînées à l’extérieur du laveur 100, dans les fumées épurées 2.
Les compositions respectives des liquides de lavage 10 et 20 ne sont pas limitatives de l’invention. Chacun de ces liquides de lavage 10 et 20 comprend préférentiellement de l’eau de mer, le cas échéant additionnée d’un réactif alcalin. Ceci étant, l’un et/ou l’autre des liquides de lavage 10 et 20 peuvent être constitués par une suspension de magnésie, de chaux ou une solution sodique. Par ailleurs, selon une première possibilité opératoire, les compositions respectives des liquides de lavage 10 et 20 sont les mêmes. Selon une possibilité opératoire alternative, la composition du liquide de lavage 20 n’est pas la même que celle du liquide de lavage 10 : en particulier, le liquide de lavage 20 est par exemple constitué d’eau de mer fraîche, additionnée ou non d’un réactif alcalin, tandis que le liquide de lavage 10 peut être un liquide recirculé. Dans tous les cas, on comprend que la quantité totale des liquides de lavage 10 et 20, qui sont respectivement pulvérisés par les moyens de pulvérisation 200 et pulvérisés par les moyens de pulvérisation 300, dépend du flux, par exemple en kg/h, de polluants, en particulier de dioxyde de soufre, contenus dans les fumées 1.
Au niveau du fond 101 du laveur 100, les liquides de lavage 10 et 20 sont recueillis par des moyens connus en soi, non représentés sur les figures. Une fois ces liquides ainsi recueillis, ils sont soit évacués, le laveur 100 opérant alors dans un mode connu par l’homme du métier comme étant qualifié de « boucle ouverte >>, soit recyclés au laveur 100, ce dernier opérant alors dans un mode connu par l’homme du métier comme qualifié de « boucle fermée >>. Bien entendu, en mode de boucle fermée, celui ou ceux des liquides de lavage 10 et 20, qui est ou sont au moins partiellement obtenus par recirculation, a ou ont une salinité bien plus importante que l’eau de mer fraîche.
Par ailleurs, à titre de disposition optionnelle et non représentée, les fumées 1 sont, avant de pénétrer à l’intérieur du laveur 100, trempées par quench. Cette trempe par quench, opérée immédiatement en amont de l’ouverture 107, est réalisée par des dispositifs connus, par exemple des buses de pulvérisation à cône plein ou à cône creux.
L’installation des figures 2 à 5 est particulièrement efficace pour épurer, notamment désulfurer, les fumées 1 grâce à l’homogénéisation progressive du profil de vitesse de ces fumées à l’intérieur du laveur 100, sous l’effet successif des voiles 11 du liquide de lavage 10, pulvérisés par les moyens de pulvérisation 200, et de la pluie 21 du liquide de lavage 20, pulvérisée par les moyens de pulvérisation 300. De plus, eu égard au volume libre V100, la perte de charge à l’intérieur du laveur 100 est très limitée et le risque d’encrassement par des constructions salines est très réduit.

Claims (10)

1. - Procédé d’épuration par voie humide de fumées d’échappement d’un moteur d’un navire marin, dans lequel des fumées à épurer (1) sont envoyées à un laveur (100) qui a une section horizontale rectangulaire et qui présente des première (103) et seconde (105) parois latérales qui sont opposées l’une à l’autre suivant la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire, et dans lequel les fumées (1) pénètrent essentiellement à l’horizontale à l’intérieur du laveur (100), via une ouverture (107) de la première paroi latérale (103), et circulent à l’intérieur du laveur en y rencontrant :
-des voiles (11) d’un premier liquide de lavage (10), qui sont émis par des premiers moyens de pulvérisation (200) en étant pulvérisés chacun vers le haut et sous forme d’un éventail, les voiles du premier liquide de lavage étant à la fois agencés en regard horizontal de l’ouverture (107) et répartis entre les première (103) et seconde (105) parois latérales de manière à être traversés par les fumées (1) pénétrant à l’intérieur du laveur (100) et à défléchir ainsi celles-ci vers le haut, et
- une pluie (21) d’un second liquide de lavage (20), qui est émise par des seconds moyens de pulvérisation (300) en étant pulvérisée vers le bas dans un volume libre (V100) du laveur (100), qui s’étend des premiers moyens de pulvérisation (200) aux seconds moyens de pulvérisation et dans lequel les fumées circulent librement de manière ascendante, la pluie du second liquide de lavage étant répartie sur la section horizontale rectangulaire avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la seconde paroi latérale (105) que vers la première paroi latérale (103).
2, - Procédé suivant la revendication 1, dans lequel l’éventail formé par chacun des voiles (11) du premier liquide de lavage (10) a un angle au sommet (β) compris entre 30° et 135°.
3. - Procédé suivant la revendication 1, dans lequel l’éventail formé par chacun des voiles (11) du premier liquide de lavage (10) a un angle au sommet (β) compris entre 90° et 135°.
4, - Procédé suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’éventail formé par chacun des voiles (11) du premier liquide de lavage (10) s’étend soit essentiellement à la verticale, soit de manière inclinée par rapport à la verticale en
13 formant avec cette dernière un angle (a) compris entre 25° du côté tourné vers la première paroi latérale (103) et 45° du côté tournévers la seconde paroi latérale (105).
5. - Procédé suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le flux du premier liquide de lavage (10), émis par les premiers moyens de pulvérisation (200), représente moins de 25% du cumul des flux du premier liquide de lavage et du second liquide de lavage (20), respectivement émis par les premiers moyens de pulvérisation et les seconds moyens de pulvérisation (300).
6. - Procédé suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier liquide de lavage (10) et/ou le second liquide de lavage (20) comprennent, voire sont constitués d’eau de mer.
7. - Procédé suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fumées (1 ) sont trempées par quench avant de pénétrer à l’intérieur du laveur (100).
8. - Installation d’épuration par voie humide de fumées d’échappement d’un moteur d’un navire marin, laquelle installation comprend un laveur (100), qui a une section horizontale rectangulaire, qui présente des première (103) et seconde (105) parois latérales opposées l’une à l’autre suivant la direction longitudinale de la section horizontale rectangulaire, dont la première paroi latérale est pourvue d’une ouverture (107) de passage de fumées, et qui est intérieurement pourvu :
- de premiers moyens de pulvérisation (200) adaptés pour émettre un premier liquide de lavage (10) sous forme de voiles (11) qui, à la fois, sont pulvérisés chacun vers le haut et en éventail, sont agencés en regard horizontal de l’ouverture (107) et sont répartis entre les première et seconde parois latérales de manière que des fumées (1) pénétrant essentiellement à l’horizontale à l’intérieur du laveur (100) via l’ouverture traversent ces voiles et sont ainsi défléchies vers le haut, et
- de seconds moyens de pulvérisation (300) adaptés pour émettre un second liquide de lavage (20) sous forme d’une pluie (21) qui est pulvérisée vers le bas dans un volume libre (V100) du laveur (100), qui s’étend des premiers moyens de pulvérisation (200) aux seconds moyens de pulvérisation et dans lequel les fumées circulent librement de manière ascendante, les seconds moyens de pulvérisation étant prévus pour répartir la pluie (21) du second liquide de lavage (20) sur la section horizontale rectangulaire avec une densité de pulvérisation qui est plus grande vers la seconde paroi latérale (105) que vers la première paroi latérale (103).
9. - Installation suivant la revendication 8, dans laquelle les premiers moyens de pulvérisation (200) comprennent au moins trois rangées, qui sont réparties entre les première et seconde parois latérales (103, 105) et qui incluent chacune une ou plusieurs
5 buses de pulvérisation (201 ).
10. - Installation suivant l’une des revendications 8 ou 9, dans laquelle les premiers moyens de pulvérisation (200) comprennent des buses à jet plat (201).
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