WO2017129870A1 - Dispositif de recyclage de gaz complétant une tour aéroréfrigérante - Google Patents

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Jean Marie Gabriel Carles LUCAS
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the technical field of the invention is the field of scrubbers and exchangers between water or an aqueous solution and a gas as well as the field of use of cooling towers.
  • Cooling towers are systems that, in order to cool water, at the lowest possible cost, use ambient air by passing it through water to cool down as rain in the tower, the airflow circulating in the tower against the current of the rain of water.
  • the device which is the subject of this patent makes it possible to considerably broaden, by virtue of its use, the areas of use of cooling towers, for example by making it possible to use them effectively to heat from a hot gas water (or aqueous solution) and / or to purify or treat a gas.
  • a particularly advantageous application of the device of the present invention is the recovery of the maximum possible heat in gases for heating the water of a heating circuit.
  • SCF heating value
  • the recovered part of the calories contained in the treated fumes will have a relatively low thermal level (for example one will recover on gases that leave at 45 ° C saturated with moisture that calories at a temperature of 45 ° C minus the pinch of the exchanger used).
  • the latent heat of liquid condensation of the water contained in the flue gases can only be recovered as long as the flue gas dew point is above the temperature of the rain falling in the tower.
  • the fumes on which heat is to be recovered are generally at temperatures higher than the temperatures permitted by the plastic parts of the commercial cooling towers.
  • This difficulty can be solved in two ways: either by replacing the plastic parts of the cooling tower with metal parts, or by ensuring that the gases touching the plastic parts are at acceptable temperatures (that is to say generally below 75 ° C), which can be obtained for example by using the cooling tower in water heater only with gases which, in contact with the parts of the cooling tower used , do not exceed acceptable temperatures by these parts.
  • the device makes it possible to make a recuperator PCS (higher heating value) from a cooling tower.
  • the device object of the present patent has of course a wider field of application, as indicated above, that because of the very good coefficient of heat exchange but also of material between liquid and gas that allows 'get.
  • cooling towers in heat recovery are not at all common and therefore there is no device to adapt to a cooling tower so that it can be used to efficiently recover calories on point gases dew higher than the temperature at which we want to recover calories.
  • the fact that the recovery of low heat calories is not sufficiently developed until now and is economically justified only under special conditions of use of hot water probably explains the fact that the latent heat recovery technique of fumes using a cooling tower of the rain type in a tower has not been the subject of particular achievements so far. However, this is a relatively important outlet for building heating, greenhouses and drying.
  • the present invention relates to a particularly advantageous material to be used inter alia to complete a cooling tower so as to recover calories from latent heat on a gas, for example recovering on wet fumes latent heat of condensation heat of the heat. water in liquid.
  • the device object of this patent is installed on a "conventional" air-cooling tower as provided by various manufacturers for example to cool the water coolant condensers of a cold production plant.
  • the device which is the subject of the present patent comprises a channel or channel called "main channel”, possibly composed of several subchannels in parallel, the channel or the subchannels, possibly each consisting of one or more pieces, collecting the outgoing gases of the air-cooling tower and leading them to the gas inlet of the air-cooling tower (in usual operation of the air-cooling tower, this is where the air enters), which makes it possible to return part of the gas leaving the air-cooling tower at the entrance of the said cooling tower.
  • This "main channel” has at least one outlet for extracting a portion of the gases leaving the cooling tower and at least one inlet for introducing the gas that is to be used or treated in the flow of gas that the main channel leads to the gas inlet of the cooling tower.
  • the depression caused by a device for moving gas makes it possible to circulate in the "main channel” the gases leaving the cooling tower and then returning, after addition and mixing with the gases to be treated or cooled, in the air-cooling tower .
  • the "main channel” and the device for moving gas make it possible to recycle in the cooling tower the non-rejected part outside the gases leaving said tower.
  • the device that is the subject of this patent also includes a system for introducing and mixing the gas that it is desired to use or process in the flow of gas flowing in the "main channel".
  • This system is advantageously constituted by one (or more) means for setting gas in motion (advantageously a fan) and a pipe in which the gas-generating means (s) drives the gas that one wants. use or treat.
  • This conduit opens onto a device for effectively mixing the incoming gas with the flow of gas flowing in the "main channel", a device consisting for example of a set of channels placed in the "main channel” and dividing the entrained stream into several layers. which, because of their smaller thickness than the size of the gas introduction pipe, allow faster mixing with the circulating gases in the "main channel".
  • the device object of this patent may further comprise a device for introducing reagents in the liquid falling in rain in the cooling tower.
  • This or these reagents added to the water or to the aqueous solution in a judiciously regulated manner, constitute the aqueous solution, re-circulated by the pump of the air-cooling tower. They are added, for example, in order to neutralize the possible acidity of the gas or to increase the amount of any impurities transferred from the gas to the water or to the aqueous solution by promoting the formation of separable sludge extracted by an appropriate device.
  • the faces of the cooling tower, and possibly the rest of the cooling tower may be insulated, for example to increase the heat recovered by reducing the thermal losses through the walls.
  • the device object of this patent can also be heat insulated for the same purpose.
  • FIG. 1 A particular embodiment of the device constituting the invention is described below and shown in Figures 1 and 2.
  • This device is mounted on a conventional air-cooling tower, as shown in Figures 3 and 4, constructed for example of metal sheets. folded stainless steel, insulated and provided with all the elements necessary for its proper operation, to finally constitute the assembly shown in Figures 5 and 6.
  • Figures 7, 8 and 9 show an example of device object of the invention in a particular case of its realization, respectively in side views, from above and from the front.
  • the device comprises one or more casings which, alone or assembled to each other, constitute the walls of the main channel.
  • the main channel of the device is advantageously formed by a set "casing", consisting of one or more elementary casings, advantageously shaped inverted L designed and sized so that it fits judiciously and easily attaches to sheets of a conventional cooling tower.
  • the channel formed by the housing consists of two parts:
  • a first part (1) is arranged horizontally and advantageously fixed easily removable on the upper plates of the cooling tower
  • a second part (2) is arranged vertically.
  • the surface of its cross-section is advantageously 2 to 2.5 times that of the cross-section of the part (1) to which it is connected by forming an inverted L, so that the circulation velocity of the recycled gases is not , between the gas injection chutes, much higher than the speed in the collection zone of the gas leaving the cooling tower.
  • the horizontal part (1) of the main channel supports, on its side opposite to the angle of the L formed with the vertical part (2), a stitching (3) of sufficient section to allow the output of ultimate fumes which, cooled by the water circulating in the cooling tower, are discharged saturated at the outlet temperature in the atmosphere.
  • the bottom of the portion (2) of the main channel includes the fan (4) serving, in normal use of the cooling tower, to suck the ambient air to blow in the cooling tower.
  • this fan included in the main channel, will suck the gas mixture contained in the bottom of the portion (2) of the main channel and blow it down the cooling tower.
  • the fumes which we want to recover some of the heat are pushed by a fan (5) in a pipe (6) which opens on the wall of the vertical part (2) of the main channel.
  • This fan (5) has been chosen, in the particular case for which the device whose particular embodiment is described here, so that it can blow fumes reaching temperatures of about 300 ° C, which are the flue gas temperatures at the outlet of the boiler from which they exit in the particular case described here.
  • the particular characteristics of the installation can cause the fan (5) to be raised by a support with respect to the floor supporting the cooling tower, so that the duct bringing the flue gases from the boiler to the fan (5) is as simple as possible . But any other provision can of course be considered.
  • the fan (5) is obviously provided with flexible joints to its suction and discharge to prevent transmitting to the device the vibrations it generates.
  • the wall portion of the vertical portion (2) of the main channel on which the pipe (6) opens is pierced with orifices (7) opening into channels (8) of the deep-groove type reversed, open downstream , arranged transversely to the part (2) of the main channel, in the upper part of this part.
  • the fumes are thus distributed through the channels (8) over the entire width of the downward portion (2) of the main L-channel and mix with the gas coming from the horizontal part (1) of the channel main.
  • the mixture is sucked by the fan (4) of the cooling tower enclosed by the bottom of the portion (2) of the main channel and thus introduced into the cooling tower it back up against the water rain that falls in this tower.
  • this rain exchanges heat and matter with the mixture of introduced fumes and recycled fumes.
  • the flue gas mixture is cooled by the exchange with water and some of the water it contains is condensed.
  • the water that falls in rain in the tower is heated by heat exchange and condensation.
  • the quality of the exchange of the cooling tower thus makes it possible to recover the residual heat of the injected fumes and this almost to the exit temperature of the fumes that exit through the quilting (3).
  • the exchange fumes-water excellent because of the large surface area of contact, surface drops of rain, ensures a good "wash” of fumes that transfers to the water a large portion of the dust (even very fine ) that they can contain.
  • the cooling tower is advantageously equipped with a liquid-sludge separation system (9) supplied by the manufacturer.
  • the liquid-gas equilibria are influenced by the dissolved gas contents of the solution. So that the outgoing fumes are as pure as possible, it will be advantageous to reduce the contents in the liquid recycled in the tower in the dissolved bodies that we want to extract as much as possible from the fumes, advantageously by shifting the liquid-gas equilibria by the addition of appropriate reagents.
  • Reagents flocculating these bodies are injected into this liquid, the precipitate formed being extracted by a set of settling and / or filtration equipment (which already exists in some cooling towers but can usefully be completed).
  • Reagent dosing injectors and solid / liquid decanter separators (Centrifugal or gravity) and cleaning filters more or less automated can be provided in the device.
  • a plate heat exchanger (10) allowing, in the case described here, to heat the water of the heating circuit (secondary circuit) from the recirculated water which falls in rain in the cooling tower (primary circuit).
  • the type of exchanger used may of course be different from that shown in the figures.
  • the embodiment described here of the device object of the present invention can be used to heat or pre-heat the water of the heating network of a greenhouse through an exchanger.
  • the device object of this patent can also be used for very different purposes.
  • the invention can be applied industrially in the context of a greenhouse heating installation. It can be used for any other heating installation, especially for heating installations from more or less wet biomass.
  • the device can advantageously be used behind a postcombustion of gas produced for example by gasification of biomass. This does not call into question the fact that the device can also be interesting, used on the fumes of any other type of combustion system or used on gases that contain usable heat due to a sufficient thermal level.
  • the device can also be used in any gas washing system (fumes or other) for heat recovery, purification or treatment of fumes, liquid-gas reactions.

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Abstract

Dispositif complétant une tour aéroréfrigérante comportant un canal dit principal formant approximativement un L renversé permettant de renvoyer une partie du gaz sortant de la tour aéroréfrigérante à l'entrée de la tour aéroréfrigérante après l'avoir mélangé au gaz dont on veut récupérer la chaleur ou que l'on veut traiter. Le dispositif peut comporter un système d'injection de réactifs et d'extraction de boues.

Description

Dispositif de recyclage de gaz complétant une tour aéroréfrigérante
Domaine technique
Le domaine technique de l'invention est le domaine des laveurs et des échangeurs entre de l'eau ou une solution aqueuse et un gaz ainsi que le domaine de l'utilisation de tours aéroréfrigérantes.
Technique antérieure
Les tours aéroréfrigérantes sont des systèmes qui, dans le but de refroidir de l'eau, à un coût le plus faible possible, utilisent de l'air ambiant en lui faisant traverser de l'eau à refroidir tombant en pluie dans la tour, le flux d'air circulant dans la tour à contre-courant de la pluie d'eau.
On peut envisager d'utiliser l'excellent contact entre liquide et gaz obtenu pour un coût faible par la tour aéroréfrigérante pour d'autres applications que le refroidissement d'eau par l'air ambiant.
Le dispositif objet du présent brevet permet d'élargir considérablement, grâce à son emploi, les domaines d'utilisation de tours aéroréfrigérantes, par exemple en permettant de les utiliser efficacement pour réchauffer à partir d'un gaz chaud de l'eau (ou une solution aqueuse) et/ou pour épurer ou traiter un gaz.
Une application particulièrement intéressante du dispositif objet de la présente invention est la récupération du maximum possible de chaleur dans des gaz pour chauffer l'eau d'un circuit de chauffage. Lorsque l'on cherche à récupérer la plus grande partie possible de la chaleur des fumées produites par la combustion d'un combustible, ce qui permet de récupérer la plus grande partie possible du pouvoir calorifique supérieur (PCS) du combustible utilisé, on sait que la partie récupérée des calories contenues dans les fumées traitées aura un niveau thermique relativement bas (par exemple on ne récupérera sur des gaz qui sortent à 45°C saturés d'humidité que des calories à une température de 45°C moins le pincement de l'échangeur utilisé). On ne peut récupérer la chaleur latente de condensation en liquide de l'eau contenue dans les fumées que tant que la température de rosée des fumées est supérieure à la température de l'eau qui tombe en pluie dans la tour.
Pour récupérer le plus possible des calories contenues dans les fumées, on cherche à réaliser un échangeur de chaleur entre les fumées et un fluide de récupération de la chaleur (habituellement de l'eau) dont le pincement soit le plus faible possible et le coût le moins élevé possible. Le pincement le plus faible possible permet de récupérer les calories au niveau le plus élevé possible mais aussi, vu que la température d'usage des calories est en général fixée, de récupérer le plus de calories possibles sur les mêmes fumées.
Obtenir un pincement le plus faible possible dans un échangeur visant à réchauffer de l'eau à partir d'un gaz plus chaud contenant de la vapeur d'eau, et cela à un coût le plus faible possible, est le même problème qu'obtenir, à un coût le plus faible possible, un pincement le plus faible possible dans un échangeur visant à refroidir de l'eau à partir d'un gaz qui, une fois saturé, sera plus froid que cette eau. Ce problème est couramment rencontré et résolu par exemple par les constructeurs de tours aéroréfrigérantes qui cherchent à refroidir autant que possible, en utilisant l'air ambiant, de l'eau réchauffée par la condensation en liquide d'un fluide frigorigène utilisé pour produire du froid.
Certes, on pourrait objecter que les fumées sur lesquelles on veut récupérer de la chaleur sont en général à des températures plus élevées que les températures admissibles par les pièces en plastique des tours aéroréfrigérantes du commerce. Cette difficulté peut être résolue de deux façons : soit en remplaçant les pièces en plastique de la tour aéroréfrigérante par des pièces métalliques, soit en faisant en sorte que les gaz qui touchent les pièces en plastique soient à des températures acceptables par ces pièces (c'est- à-dire en général en dessous de 75°C), ce qui peut être obtenu par exemple en n'utilisant la tour aéroréfrigérante en réchauffeur d'eau qu'avec des gaz qui, au contact des pièces de la tour aéroréfrigérante utilisée, ne dépassent pas les températures acceptables par ces pièces.
Pour récupérer des calories de bas niveau thermique, par exemple à 40°C (température choisie comme exemple), dans de l'eau en utilisant les calories contenues dans un gaz dont le point de rosée est supérieur à 40 °C de la valeur du pincement, il est donc possible et logique d'utiliser une tour aéroréfrigérante en inversant le sens de son fonctionnement thermique et en complétant judicieusement cette tour de la façon décrite ici.
C'est l'étude des solutions techniques permettant de récupérer la plus grande partie du PCS (pouvoir calorifique supérieur) de bois humide qui a conduit à inventer le dispositif original complétant une tour aéroréfrigérante, objet du présent brevet. Dans ce cas, qui est à l'origine de l'invention objet du présent brevet mais n'en est qu'une application particulière, le dispositif permet de réaliser un récupérateur de PCS (pouvoir calorifique supérieur) à partir d'une tour aéroréfrigérante. Cependant, le dispositif objet du présent brevet a bien sûr un domaine d'application plus large, comme indiqué ci-dessus, cela du fait du très bon coefficient d'échange de chaleur mais aussi de matière entre liquide et gaz qu'il permet d'obtenir.
L'utilisation des tours aéroréfrigérantes en récupérateurs de chaleur n'est pas du tout courante et en conséquence on ne trouve pas de dispositif à adapter sur une tour aéroréfrigérante de sorte qu'elle puisse être utilisée pour récupérer efficacement des calories sur des gaz de point de rosée supérieur à la température à laquelle on veut récupérer les calories. Le fait que la récupération de calories de bas niveau thermique soit assez peu développée jusqu'à présent et ne soit justifiée économiquement que dans des conditions particulières d'usage de l'eau chaude explique sans doute le fait que la technique de récupération de chaleur latente de fumées en utilisant une tour aéroréfrigérante du type pluie dans une tour n'ait pas fait l'objet de réalisations particulières jusqu'à présent. Pourtant, il y a là un débouché relativement important lorsque l'on cherche à faire du chauffage de bâtiment ou encore plus de serres agricoles ou du séchage.
Exposé de l'invention
La présente invention est relative à un matériel particulièrement avantageux à utiliser entre autres pour compléter une tour aéroréfrigérante de façon à permettre de récupérer des calories de chaleur latente sur un gaz, par exemple récupérer sur des fumées humides des calories de chaleur latente de condensation de l'eau en liquide. Le dispositif objet du présent brevet s'installe sur une tour aéroréfrigérante « classique » telle que fournie par divers constructeurs par exemple pour refroidir l'eau des condenseurs à fluide frigorifique d'une installation de production de froid.
Le dispositif objet du présent brevet comporte un canal ou canalisation dit « canal principal », éventuellement composé de plusieurs sous-canaux en parallèle, le canal ou les sous-canaux, éventuellement constitués chacun d'un ou plusieurs morceaux, recueillant les gaz sortants de la tour aéroréfrigérante et les conduisant à l'entrée gaz de la tour aéroréfrigérante (en fonctionnement habituel de la tour aéroréfrigérante, c'est par là que rentre l'air), ce qui permet de renvoyer une partie du gaz sortant de la tour aéroréfrigérante en entrée de la dite tour aéroréfrigérante. Ce « canal principal » dispose d'au moins une sortie permettant d'extraire une partie des gaz sortant de la tour aéroréfrigérante et d'au moins une entrée permettant d'introduire le gaz que l'on souhaite utiliser ou traiter dans le flux de gaz que le canal principal conduit à l'entrée gaz de la tour aéroréfrigérante.
La dépression causée par un dispositif de mise en mouvement de gaz (avantageusement le ventilateur d'air de la tour aéroréfrigérante dont on peut être amené à transférer l'entraînement pour que le moteur soit en dehors du « canal principal » dans lequel circule un gaz trop chaud et trop humide pour environner sans inconvénients un moteur électrique courant) permet de faire circuler dans le « canal principal » les gaz sortant de la tour aéroréfrigérante puis rentrant, après adjonction et mélange avec les gaz à traiter ou refroidir, dans la tour aéroréfrigérante. Le « canal principal » et le dispositif de mise en mouvement de gaz permettent de recycler dans la tour aéroréfrigérante la partie non rejetée à l'extérieur des gaz qui sortent de ladite tour.
Le dispositif objet du présent brevet comporte de plus un système d'introduction et mélange du gaz que l'on souhaite utiliser ou traiter, dans le flux de gaz circulant dans le « canal principal ». Ce système est avantageusement constitué d'un (ou plusieurs) moyen de mise en mouvement de gaz (avantageusement ventilateur) et d'une conduite dans laquelle le (ou les) moyen de mise en mouvement de gaz entraîne le gaz que l'on veut utiliser ou traiter. Cette conduite débouche sur un dispositif permettant de mélanger efficacement le gaz entrant au flux de gaz circulant dans le « canal principal », dispositif constitué par exemple d'un ensemble de canaux placés dans le « canal principal » et divisant le flux entraîné en plusieurs nappes qui, du fait de leur épaisseur plus faible que la dimension de la conduite d'introduction du gaz, permettent un mélange plus rapide avec les gaz circulants dans le « canal principal ».
Le dispositif objet du présent brevet peut en outre comprendre un dispositif permettant d'introduire des réactifs dans le liquide tombant en pluie dans la tour aéroréfrigérante. Ce ou ces réactifs, ajoutés à l'eau ou à la solution aqueuse d'une façon judicieusement régulée, constituent la solution aqueuse, re-circulée par la pompe de la tour aéroréfrigérante. Ils sont ajoutés par exemple dans le but de neutraliser l'éventuelle acidité du gaz ou d'augmenter la quantité d'éventuelles impuretés transférées du gaz à l'eau ou à la solution aqueuse en favorisant la formation de boues séparables extraites par un dispositif approprié. Les faces de la tour aéroréfrigérante, et éventuellement le reste de la tour aéroréfrigérante, peuvent être calorifugées, par exemple pour augmenter la chaleur récupérée en diminuant les pertes thermiques par les parois.
Le dispositif objet du présent brevet peut lui aussi être calorifugé, dans le même objectif.
Description sommaire des dessins
Un mode particulier de réalisation du dispositif constituant l'invention est décrit ci-après et représenté en figures 1 et 2. Ce dispositif vient se monter sur une tour aéroréfrigérante classique, telle que représentée en figures 3 et 4, construite par exemple en tôles d'acier inoxydable pliées, calorifugée et munie de tous les éléments nécessaires à son bon fonctionnement, pour finalement constituer l'ensemble représenté en figures 5 et 6.
Les figures 7, 8 et 9 représentent un exemple de dispositif objet de l'invention dans un cas particulier de sa réalisation, respectivement en vues de côté, de dessus et de face.
Le dispositif comporte un ou plusieurs carters qui, seul ou assemblés les uns aux autres, constituent les parois du canal principal.
Meilleure manière de réaliser l'invention
Dans le cas particulier de réalisation décrit ici, le canal principal du dispositif est avantageusement formé par un ensemble « carter », constitué d'un ou plusieurs carters élémentaires, avantageusement en forme de L renversé conçu et dimensionné de sorte qu'il s'adapte judicieusement et se fixe facilement aux tôles d'une tour aéroréfrigérante classique. Le canal formé par le carter est constitué de deux parties :
- une première partie (1) est disposée horizontalement et fixée avantageusement de façon facilement démontable sur les tôles supérieures de la tour aéroréfrigérante
- une seconde partie (2) est disposée verticalement. La surface de sa section droite est avantageusement de 2 à 2,5 fois celle de la section droite de la partie (1) à laquelle elle se raccorde en formant un L renversé, cela afin que la vitesse de circulation des gaz recyclés ne soit pas, entre les goulottes d'injection des gaz, beaucoup plus élevée que la vitesse dans la zone de collection du gaz sortant de la tour aéroréfrigérante.
La partie horizontale (1) du canal principal supporte, de son côté opposé à l'angle du L constitué avec la partie verticale (2), un piquage (3) de section suffisante pour permettre la sortie de fumées ultimes qui, refroidies par l'eau circulant dans la tour aéroréfrigérante, sont rejetées saturées à la température de sortie, dans l'atmosphère.
Le bas de la partie (2) du canal principal englobe le ventilateur (4) servant, en utilisation normale de la tour aéroréfrigérante, à aspirer l'air ambiant pour le souffler dans la tour aéroréfrigérante. Ici, ce ventilateur, inclus dans le canal principal, aspirera donc le mélange de gaz contenu dans le bas de la partie (2) du canal principal et le soufflera en bas de la tour aéroréfrigérante.
Les fumées dont on veut récupérer une partie de la chaleur sont poussées par un ventilateur (5) dans une conduite (6) qui débouche sur la paroi de la partie verticale (2) du canal principal. Ce ventilateur (5) a été choisi, dans le cas particulier pour lequel on réalise le dispositif dont le mode particulier de réalisation est décrit ici, de telle sorte qu'il puisse souffler des fumées atteignant des températures d'environ 300°C, qui sont les températures des fumées en sortie de la chaudière d'où elles sortent dans le cas particulier décrit ici. Les caractéristiques particulières de l'installation peuvent amener à surélever par un support le ventilateur (5) par rapport au sol supportant la tour aéroréfrigérante, de telle sorte que la conduite amenant les fumées de la chaudière au ventilateur (5) soit la plus simple possible. Mais toute autre disposition peut bien entendu être envisagée. Le ventilateur (5) est évidemment muni de joints souples à son aspiration et à son refoulement pour éviter que ne soient transmises au dispositif les vibrations qu'il génère.
La partie de paroi de la partie verticale (2) du canal principal sur laquelle débouche la conduite (6) est percée d'orifices (7) débouchant dans des canaux (8) de type gouttières de grande profondeur renversées, ouverts vers l'aval, disposés transversalement à la partie (2) du canal principal, dans la partie haute de cette partie. Poussées par le ventilateur (5), les fumées sont ainsi distribuées par les canaux (8) sur toute la largeur de la partie (2) descendante du canal principal en L et se mélangent au gaz venant de la partie (1) horizontale du canal principal.
Le mélange réalisé est aspiré par le ventilateur (4) de la tour aéroréfrigérante englobé par le bas de la partie (2) du canal principal et ainsi introduit dans la tour aéroréfrigérante qu'il remonte à contre-courant de la pluie d'eau qui tombe dans cette tour. En tombant, cette pluie échange chaleur et matière avec le mélange de fumées introduites et de fumées recyclées. Le mélange de fumées est refroidi par l'échange avec l'eau et une partie de l'eau qu'il contient est condensée. L'eau qui tombe en pluie dans la tour se trouve quant à elle réchauffée par échanges thermiques et condensation.
La qualité de l'échange de la tour de refroidissement permet ainsi de récupérer la chaleur résiduelle des fumées injectées et cela quasiment jusqu'à la température de sortie des fumées qui sortent par le piquage (3).
De plus, l'échange fumées-eau, excellent du fait de la grande surface de contact, surface des gouttes de la pluie, assure un bon « lavage » des fumées qui transfère à l'eau une grande partie des poussières (même très fines) qu'elles peuvent contenir. De même pour les corps solides, liquides ou gazeux qu'elles peuvent contenir. La tour aéroréfrigérante est avantageusement équipée d'un système (9) de séparation liquide-boues fourni par le constructeur.
On sait que les équilibres liquide-gaz sont influencés par les teneurs en gaz dissouts de la solution. Pour que les fumées sortantes soient les plus pures possible, on aura donc intérêt à diminuer les teneurs dans le liquide recyclé dans la tour en les corps dissouts que l'on veut extraire autant que possible des fumées, avantageusement en déplaçant les équilibres liquide-gaz par l'adjonction de réactifs appropriés. Des réactifs faisant floculer ces corps sont injectés dans ce liquide, précipité formé étant extrait par un ensemble de matériels de décantation et/ou de filtration (ensemble qui existe déjà dans certaines tours aéroréfrigérantes mais peut utilement être complété). Injecteurs dosants de réactifs et séparateurs solide/liquide de type décanteurs (centrifuges ou gravitaires) et filtres à nettoyage plus ou moins automatisés peuvent être prévus dans le dispositif.
Parmi les éléments permettant le bon fonctionnement du dispositif intégrant la tour aéroréfrigérante sur laquelle vient s'adapter le dispositif objet du présent brevet, on peut noter un échangeur à plaques (10) permettant, dans le cas décrit ici, de réchauffer l'eau du circuit de chauffage (circuit secondaire) à partir de l'eau recirculée qui tombe en pluie dans la tour aéroréfrigérante (circuit primaire). Le type d'échangeur utilisé peut bien sûr être différent de celui représenté dans les figures.
On remarquera sur les figures 7 et 9 le moteur (11), les poulies et l'axe (12) qui permettent d'entraîner le ventilateur (4) de la tour aéroréfrigérante de l'extérieur du canal principal de sorte que le moteur (11) ne soit pas plongé dans une ambiance très humide et assez chaude. Cet ensemble moteur (11) - axe (12) est judicieusement tenu par des tôleries appropriées qui résistent à la tension de courroie sans soumettre l'axe (12) du ventilateur à des efforts de flexion inacceptables.
Possibilités d'application industrielle
Le mode de réalisation exposé ici du dispositif objet de la présente invention peut être utilisé pour chauffer ou pré-chauffer l'eau du réseau de chauffage d'une serre par l'intermédiaire d'un échangeur.
Le dispositif objet du présent brevet peut aussi faire l'objet d'utilisations très différentes. L'invention peut faire l'objet d'une application industrielle dans le cadre d'une installation de chauffage de serre. Elle peut servir à toute autre installation de chauffage, en particulier à des installations de chauffage à partir de biomasse plus ou moins humide.
Vu les avantages que présente une gazéification intermédiaire avant postcombustion par rapport à une combustion directe, il est intéressant de signaler que le dispositif peut avantageusement être utilisé derrière une postcombustion de gaz produit par exemple par gazéification de biomasse. Cela ne remet pas en cause le fait que le dispositif peut aussi être intéressant, utilisé sur les fumées de tout autre type de système de combustion ou utilisé sur des gaz qui contiennent de la chaleur utilisable du fait d'un niveau thermique suffisant.
Le dispositif peut être également utilisé dans tout système de lavage de gaz (fumées ou autres) en vue de récupération de chaleur, d'épuration ou de traitement de fumées, de réactions liquide-gaz.
Les applications industrielles du dispositif objet du présent brevet ne se limitent pas aux applications citées ci-dessus.

Claims

Revendications
1- Dispositif complétant une tour aéroréfrigérante caractérisé en ce qu'il comporte un canal, dit principal, pouvant être composé de plusieurs sous- canaux en parallèle, constitué(s) d'un ou plusieurs morceaux (let 2), comportant une entrée pour le gaz entrant dans le système composé du dispositif et de la tour aéroréfrigérante, et permettant de renvoyer une partie du gaz sortant de la tour aéroréfrigérante en entrée de la tour aéroréfrigérante après mélange de ce gaz recyclé avec le gaz entrant dans le système composé du dispositif et de la tour aéroréfrigérante.
2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal dit principal (1 et 2) est constitué d'un, ou plusieurs, carter, formant un L renversé (1 et 2).
3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie des gaz sortant de la tour aéroréfrigérante et qui n'est pas renvoyée en entrée de la tour aéroréfrigérante, sort du canal dit principal (1 et 2) par un, ou plusieurs, piquage (3) situé dans la partie du canal dit principal qui récupère les gaz en haut de la tour aéroréfrigérante.
4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le gaz entrant dans le système constitué du dispositif et de la tour aéroréfrigérante qu'il complète est introduit dans le canal dit principal (1 et 2) le plus près possible de la fin de la zone dans laquelle les gaz sortants de la tour aéroréfrigérante rentrent dans le canal dit principal, avantageusement en haut de la partie descendante du canal dit principal. 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le gaz entrant dans le système constitué du dispositif et de la tour aéroréfrigérante est introduit dans le canal dit principal (1 et 2), par un ou plusieurs orifices (7) latéraux alimentant des goulottes (8) ouvertes vers l'aval du flux de gaz dans ce canal et distribuant le gaz sur tout ou partie de la largeur du canal dit principal. Ce dispositif permet que le gaz entrant soit mélangé correctement au gaz circulant dans le canal avant d'atteindre l'entrée du, ou des, ventilateur d'aspiration de la tour aéroréfrigérante.
6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'eau ou la solution aqueuse récupérée dans le bac de la tour aéroréfrigérante passe dans un échangeur (10) lui permettant de réchauffer le fluide d'un autre circuit, par exemple, le circuit qui permet de récupérer finalement la partie de chaleur des gaz que l'on cherche à valoriser.
7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'à l'eau, ou à la solution aqueuse, re-circulée par la pompe de la tour aéroréfrigérante, on ajoute d'une façon judicieusement régulée un ou plusieurs réactifs appropriés, par exemple dans le but de neutraliser l'éventuelle acidité du gaz ou d'augmenter la quantité d'éventuelles impuretés transférées du gaz à l'eau, ou à la solution aqueuse, en favorisant la formation de boues séparables extraites par un dispositif approprié.
8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moteur (11) et l'axe (12) permettant d'entraîner le, ou les, moyen de mise en mouvement des gaz, avantageusement un ventilateur (4), en entrée de la tour aéroréfrigérante sont positionnés en dehors du canal dit principal (1 et 2), ceci permettant d'éviter qu'ils ne soient soumis à un environnement potentiellement chaud et humide.
9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que tout ou partie du ou des canaux ou conduites (1, 2, 6) du dispositif convoyant du gaz sont calorifugés ainsi éventuellement que les faces de la tour aéroréfrigérante.
10- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet d'utiliser une tour aéroréfrigérante pour récupérer le plus possible de la chaleur de fumées pour réchauffer l'eau d'un circuit de chauffage, directement ou avec au moins un circuit intermédiaire échangeant sa chaleur par au moins un échangeur (10).
11- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet d'utiliser une tour aéroréfrigérante pour nettoyer des fumées.
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