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Perfectionnement au traitement d'effluents d'épursateurs.
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La présente invention est relative à des perfec- tionnements apportes au traitement des effluents en,pro- venance d'épurateurs humides. L'invention vise encore à di- minuer les inventions d'entretien et de réparation aux équi- pements de traitement des effluente en provenance d'épura- tours humides. L'invention vise également à améliorer la performance de l'équipement de détection de fumées qui est utilisé conjointement avec des épurateurs humides* L'inven- tion concerne également le traitement des effluents en pro- venance d'épurateurs humide., afin que l'aspect de cet ef- fluent ne soit pas dépendant des conditions atmosphériques ou topographiques.
Un objet de l'invention vise un traitement de l'ef- fluent en provenance d'épurateurs humides qui préserve les unités de l'équipement utilisé pour le traitement de l'et- fluent. Un autre objet de l'invention vise à éviter l'incrus- tation des surfaces de l'équipement de traitement d'effluents par des solides véhiculés par des gaz. Un autre objet de l'in- ' vention vise un système de traitement de l'effluent en pro- venance d'épurateurs humides, de manière telle que son aspect 'ne dépende pas du temps ou d'autres conditions locales.
L'un des principaux moyens utilisés pour la des- truction des déchets est la combustion. L'incinération ou destruction thermique de boues d'égoûts, ordures, immondices,
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déchets industriels, tissus d'animaux ou humains, tels les déchets provenant des hôpitaux, est de pratique courante.
Afin de minimiser la pollution de 1 air par les gaz, la ma- tière particulée véhiculée par les gaz et autres produits de combustion, lorsque ceux-ci doivent simplement être évacués par la cheminée de l'équipement de combustion, il est devenu de pratique courante de faire passer les produits de combustion au travers d'une quelconque forme d'épurateur humide, du type cyclone, Venturi, à contact par inertie, mécanique ou comprenant 'des combinaisons de ces systèmes.
Ces dispositifs enlèvent la grosse partie des cendres volantes, matière particulée et ma- tières hydro-solubles hors des produits de combustion à tem- pérature élevée, en utilisant des,quantités suffisantes d'eau, de sorte que la décharge de l'épurateur ou tour de lavage à l'eau se fasse à des températures comprises .entre 38 et 93 0 et atteint le degré de saturation d'eau ou en est proche, c'est- à-dire qu'elle atteint 100 % d'humidité relative.
La pratique consistant jusqu'à présent à faire passer les gaz affluents directement depuis l'épurateur humide ou tour de lavage à l'eau par une conduite vers un ventilateur à tirage induit, puis vers l'atmosphère par une autre conduite. Ce gaz transporte des cendres volantes, une quantité de vapeur d'eau qui sature le gaz, une variété de matières gazeuses, tels que des halogènes et halogénures, des oxydes de soufre et d'azote, aussi bien que ceux du carbone, en plus de l'azote et l'oxygène lui-même.
Il s'en est suivi une variété de difficultés, Ainsi donc, lors du transport d'un mélange gazeux contenant des ma- tières solides finement divisées, lorsque le courent ainsi composé est soumis à un changement de direction, comme dans le cas d'un coude de conduite ou par le passage au travers d'un
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ventilateur à tirage induit, etc. ou encore lorsque les gaz sont 'brus.quement refroidis, même légèrement, de la vapeur d'eau se condense dans ces zones.
La condensation d'humidité provoque l'amoncellement des solides véhiculés par le gaz et les fait adhérer aux sur- faces humides. Les conduites, ainsi que les carters et pales de ventilateurs sont donc ainsi recouverts de dépôts de solides véhiculés par le gaz, dépôts qui ont tendance à obstruer les conduites, à provoquer des étranglements des intervalles des ventilateurs à tirage induit et à s'amasser de manière inégale sur les pales du ventilateur, d'où déséquilibre dynamique de ces dernières et usure excessive, suivie de remplacements.
De plus, la condensation dei l'humidité contenue dans les gaz effluents sur les surfaces es conduites, 'carters, rotor, et pales de ventilateurs entraîne une corrosion excessive et lo- calisée. Les oxydes de souf' e, d'azote oud'halogènes, aussi bien que les halogènes eux-mêmes, et que les halogénures d'hy- drogène sont tous hydrosolu les. Ils se dissolvent dans la vapeur d'eau condensée ou se déposent d'autres manières sur les surfaces, en créant des conditions élevées de corrosion, lesquelles sont préjudiciables aux matériaux de construction qui composent le,% ventilateurs et les conduites.
De plus, ces solides humidifiés, portés par le cou- rant de gaz et qui sont proches de la saturation ou réelle- ment saturés d'humidité, interfèrent et rendent inopérant l'équipement classique utilisé en vue de déterminer la quan- tité de solides présents dans le courant de gaz évacués dans l'atmosphère. L'équipement ordinaire comporte une source de lumière placée d'un côté de la conduite de décharge, tandis que de l'autre côté est montée une cellule photoélectrique
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qui fait circuler ou produit un courant électrique qui est proportionnel à la lumière qui la t ouche. La source de lu- mière et le dispositif de mesure doivent indiquer la mesure dans laquelle le passage du faisceau lumineux est interrompu par les solides transportés par le gaz.
Les plaques transpa- rentes protégeant la source de lumière et la cellule photo- électrique, des gaz effluents venant de l'épurateur sont re- couvertes des solides humides apportés par le gaz venant de l'épurateur. Ce recouvrement gêne le passage du faisceau lu- mineux, ce qui provoque un degré d'erreur en augmentation cons- tante, à mesure que les dépôts s'accumulent, ce qui rend le sys- tème inutilisable en tant qu'indicateur de solides véhiculés par l'air.
En outre, on a découvert que, dans la pratique actuel- le, les gaz transportant plus de 0,385 kg de solides par 453 kg de gaz évacués valeurs corrigées à 50 % d'excès d'air selon le résultat de l'analyse du gaz de combustion, comme cela est couraient considéré comme acceptable selon les normes édictées par les "Air Pollution Codes of the A.S.M.E." peuvent paraître, dans certaines conditions atmosphériques, transporter des quantités de solides correspondant à ou au-dessous de la li- mite fixée par les codes précités. A titre d'exemple, l'effluent venant de la cheminée, observé sous un jour sombre sur fond de ciel gris, parait relativement exempt de solides transpor- tés par le gaz, par 'le fait de l'absence de contraste entre l'effluent et le fond de ciel gris.
D'autre part, lorsque le débit d'évacuation de gaz est lent, lorsque la topographie, la hauteur des édifices contigus et les condition atmosphérique sont appropriés, les gaz effluents se rabattent vers le bas au lieu de se disperser sous l'effet de la diffusion ou du
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vent, donnant ainsi l'apparence d'être lourdement chargés de solides.
On peut voir dans ce qui précède que le réglage de la qualité des gaz effluents en provenance de l'épurateur humide classique est particulièrement difficile. Ni le système photo- électrique, ni l'évaluation visuelle du débit de la cheminée ne sont sûrs.
La présente invention vise des moyens simples et éco- nomiques évitant les difficultés ci-dessus indiquées au cours du fonctionnement d'épurateurs humides. Ces moyens comportent les dispositifs nécessaires pour éliminer l'état de saturation, pour autant qu'il s'agisse d'eau et pour la création d'un mi- lieu hautement insaturé. Ces dispositifs sont avantageusement agencés entre l'épurateur humide et le ventilateur à tirage in- duit .
Dans les dessins annexés, les figures 1 à 3 incluse, montrent schématiquement trois modes de réalisation différents pour la mise en oeuvre de la présente invention. Un moyen sim- ple pour réaliser les objectifs de la présente invention con- siste à chauffer l'effluent de l'épurateur à une température telle qu'au cours de son passage par le ventilateur et par la tuyauterie qui lui fait suite, le gaz se maintienne bien au-dessus du point de rosée ou bien éloigné de la saturation aqueuse. Ainsi donc, selon les conditions, les gaz peuvent bien être chauffées de 100 à 400 C. Cette opération peut s'effectuer, au moyen de n'importe quel dispositif classique de transfert de chaleur, tels que les dispositifs de chauffage tubulaires à ailettes et similaires.
La figure 1 montre schématiquement ce procédé de traitement de l'effluent en provenance d'un
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épurateur humide pour en éliminer la saturation en ce qui con- cerne l'eau. Dans ce mode de réalisation, l'épurateur humide 1 reçoit les gaz de combustion chauds en provenance de l'incliné- rateur la par la conduite 2. Dans l'épurateur humide les gaz sont traités au moyen d'eau, introduite par la conduite 3, et évacuée par la conduite 4.
Les gaz lavés quittent l'épurateur par la conduite5 et passent au travers du dispositif de chauf- fage 6, où la température des gaz lavés est augmentée pour éli- miner la saturation à un point tel que la condensation ne se produit nidans le carter du ventilateur 7, ni dans la conduite 8 ou dans la cheminée 9, par lesquels les gaz chauffés en pro- venance du dispositif de chauffage 6 passent successivement.
Ce procédé présente l'avantage de la simplicité mais est limité dans son application à des endroits où sont disponibles soit la vapeur de chauffage, soit des gaz d'éva- cuation chauds et là où la tuyauterie ne refroidit pas les gaz jusqu'au point de rosé, initial. Ceci ne constitue'pas le procédé préféré lorsque la matière particulée présente dons les gaz recouvre trop rapidement le dispositif de chauffage et que celui-ci est difficile à nettoyer*
Un second procédé consiste à mélanger l'effluent en provenance de l'épurateur humide à de l'air additionnel ayant été chauffé de manière à éviter de refroidir le mélange à une température proche du point de rosée.
En appliquant de la chaleur à l'effluent par chauffage de l'air ajoutée on aug- mente l'intervalle entre la température du mélange et le point de rosée en augmentant la température de l'effluent et en rabaissant le point de rosée du mélange. En bref, ceci augmente le facteur de sécurité et élimine le problème poé par les impuretés dans le dispositif de transfert de chaleur. Lorsque
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ce mélange d'effluent et d'air chauffé présentant un point de rosée abaissé est envoyé au ventilateur à tirage induit, il n'y a aucune condensation d'humidité dans ce ventilateur, ni corrosion des conduites et des éléments du ventilateur, ni amon- cellement de solides incrustés dans le carter du ventilateur ni sur ses pales, ni déséquilibre dynamique des pales du venti- lateur, ni usure anormale.
La source de lumière et la cellule photo-électrique demeurent exemptes de solides incrustés et sont capables de fournir des indications appropriées, en ce qui concerne la teneur en solides du courant évacué par le ventila- teur.
La figure 2 montre schématiquement ce second procédé de traitement de gaz en provenance de l'épurateur humide en vue d'en éliminer la saturation. Comme dana la figure 1, l'épu- rateur humide 1 reçoit les gaz de combustion chauds de l'inci- nérateur la par la conduite 2. Dans l'épurateur humide les gaz sont traitée'au moyen d'eau amenée à l'épurateur par la con- duite et.quittant ce dernier par la conduite 4.
Les gaz lavés quittent l'épurateur par la conduite 5, dans laquelle ils sont mélangés avec de l'air extérieur chauffé, introduit par la con- duite de prise d'air 10 et qu'on fait ensuite passer ainsi mé- langé aux gaz de la conduite 5, au'travers du dispositif de chauffage 6 et de la conduite 11. Les deux composants sont aspirés dans le système'par le ventilateur 7, qui les évacue dans la conduite 8 et, de là, dans la cheminée 9.
Le procédé préféré pour le traitement des gaz évacués d'un épurateur humide consiste à né langer ces gaz avec un cou- rant d'air chauffé obtenu par une opération de refroidissement nécessaire d'un appareil refroidi à l'air, tel par exemple,
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l'arbre central et les bras rableurs d'un four à poles multiples.
Dans la conception classique d'un tel four, il est de pratique courante de faire passer de l'air vers le haut au travers d'un tube interne, logé dans l'arbre central, puis vers l'extérieur à travers les bras ràbleurs et de là à nouveau dans l'espace compris à l'intérieur de l'arbre central, entre la paroi exté- rieure et le tube interne. L'air ainsi chauffé s'écoule vers le haut dans l'arbre et en sort à sa partie supérieure. L'air est généralement renvoyé vers l'un des soles inférieurs du four. Dans ce cas, une partie de cet air chauffé est soutiré afin d'être mélangée avec l'effluent de l'épurateur humide et de réduire le degré de saturation du mélange envoyé au venti- lateur à tirage induit et dans la tuyauterie qui lui fait suite.
Etant donné qu'aucun élément de chauffage n'est requis'et que l'énergie est disponible sans frais, ce procédé représente généralement le système le plus économique et est, pour cette raison, à préférer.
La figure montre de manière schématique ce mode de réalisation de l'invention, dans lequel un four à soles multi- ples est représenté schématiquement sous la notation de référep- ce 12 et dont les gaz de combustion chauds en provenance des soles supérieure et inférieure sont évacués par les condui- tes 13 et 14 et envoyés de là vers l'épurateur humide 2 via la conduite de mélange 15.
Les bras râbleurs du four sont montés de manière classique selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3.153.633, sur un arbre creux rotatif 16, lequel est refroi- di à l'air par de l'air ambiant aspiré par une conduite de prise d'air 17 et circulé vers le haut à travers "arbre 16, puis de là dans l'atmosphère par la conduite d'évacuation 18 qui, comme représenté, relie la conduite 5 qui s'étend entre
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l'épurateur humide 2 et le ventilateur d'aspiration 7. Ainsi donc, les gaz effluents en provenance de l'épurateur humide' sont chauffés au moyen de l'air chaud obtenu à partir de l'air ayant refroidi l'arbre et les bras rableurs d'un four à soles multiples, l'énergie thermique de cet air chaud étant sinon destinée à être évacuée en une perte.
On a découvert au surplus que la manière selon la-. quelle les gaz envoyés par le ventilateur à tirage induit 17 de tous les modes de réalisation étaient évacués dans l'atmos- phère environnante revêtait une importance réelle. Par une jour- née tranquille de temps très froid, la fumée d'une cheminée de conception médiocre se condense en un nuage avant que les gaz évacués aient une chance de se mélanger à l'air et de diffuser dans l'atmosphère. On a découvert que les gaz évacués par cette même cheminée dans l'atmosphère avec une vitesse d'au moins 10,60 m/seo ne formaient pas de nuage ou panache visible et diffusaient dans l'atmosphère avant que puisse se produire une condensation défavorable créant un aspect défavorable.
, L'invention n'est pas limitée aux moyens pour la mettre en pratique décrits en détail plus haut. On peut donc utiliser avec l'invention d'autres moyens d'incinération, tels que fours rotatifs, unité comprenant un lit fluidisé et similaires, ainsi que d'autres types d'épurateurs humides.