CH656074A5 - Installation d'injection d'une matiere pulverulente, notamment d'une matiere adsorbante, dans une colonne de contact. - Google Patents

Installation d'injection d'une matiere pulverulente, notamment d'une matiere adsorbante, dans une colonne de contact. Download PDF

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CH656074A5
CH656074A5 CH5731/83A CH573183A CH656074A5 CH 656074 A5 CH656074 A5 CH 656074A5 CH 5731/83 A CH5731/83 A CH 5731/83A CH 573183 A CH573183 A CH 573183A CH 656074 A5 CH656074 A5 CH 656074A5
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Description

La présente invention concerne une installation d'injection d'une matière pulvérulente, notamment d'une matière adsorbante, dans une colonne de contact parcourue par un écoulement de gaz, notamment de gaz chargé d'effluents polluants qu'il convient de fixer sur ladite matière, cette installation comportant des moyens débouchant dans la colonne, pour l'injection de matière fraîche et l'injection de matière recyclée, à savoir de matière ayant déjà servi au même usage.
Ladite matière peut être par exemple constituée de particules d'alumine, et ledit écoulement de gaz être constitué par des fumées chargées en composés fluorés ou autres produits nocifs tels que vapeurs de goudrons, produites par exemple lors de processus de fabrication de l'aluminium.
On procède alors à l'épuration desdites fumées, avant leur évacuation à l'atmosphère, en injectant l'alumine dans une colonne de contact parcourue par ces fumées, ce qui permet de fixer, par ad-sorption, lesdits produits nocifs sur l'alumine.
Etant donné que l'alumine (ou autre matière adsorbante) reste encore partiellement active à la sortie de cette colonne, on la recycle habituellement en partie à l'entrée de celle-ci, en l'y injectant en même temps qu'une certaine proportion (moindre) de matière adsor-5 bante fraîche, ceci pour augmenter le rendement de l'adsorption.
De tels processus sont connus, et notamment par le brevet français N° 2 139 648 du 28 mai 1971, qui concerne précisément l'adsorption de composés fluorés sur de l'alumine.
Selon les exemples de mise en œuvre décrits dans ce brevet, l'alu-io mine ayant déjà servi à l'adsorption est recyclée dans la colonne de contact par une conduite débouchant latéralement dans celle-ci et qui sert d'ailleurs en même temps à l'introduction de l'alumine fraîche, le mélange entre l'alumine fraîche et l'alumine recyclée ayant été réalisé en amont.
is Cette disposition n'est pas la plus favorable, car alors la «densité d'activité» de l'alumine ne se trouve pas répartie de façon homogène dans toute la surface de section de la colonne de contact, ce qui, bien entendu, nuit au rendement de l'épuration.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient 20 de la technique antérieure et d'augmenter notablement le rendement de l'épuration dans les installations du type sus-décrit, même dans le cas d'autres produits, et ceci en augmentant l'homogénéité de répartition et d'activité de la matière pulvérulente dans toute la surface de section de la colonne de contact.
25 Pour ce faire, une installation du type général défini au début est, conformément à l'invention, caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent un certain nombre de buses d'injection de matière recyclée, réparties autour d'au moins une buse d'injection de matière fraîche, ces buses étant disposées dans la colonne.
30 En assurant dans chaque buse d'injection de matière recyclée un débit suffisant — qui en règle générale sera notablement plus important que le débit issu de la ou des buses d'injection de matière fraîche — on pourra uniformiser la répartition de l'activité de la matière pulvérulente dans toute la colonne, et ainsi accroître considérable-35 ment le rendement de l'épuration.
Cet avantage procuré par l'invention sera particulièrement intéressant lorsque l'on utilisera des colonnes de contact de grand diamètre, parcourues par un gaz à épurer de débit élevé.
En multipliant dans la mesure adéquate le nombre des buses 40 d'injection de matière recyclée en fonction de la section de la colonne, on conçoit en effet que l'on pourra uniformiser l'activité de la matière pulvérulente dans toute cette section, quelle qu'elle soit.
Dans le cadre de la définition générale de l'invention qui a été donnée plus haut, on pourra réaliser la répartition des différentes 45 buses selon des agencements variés.
Notamment, on pourra prévoir que la buse d'injection de matière fraîche est disposée centralement ou approximativement centralement dans ladite colonne, et lesdites buses d'injection de matière recyclée sont régulièrement réparties autour d'elle, en étant 50 de préférence disposées à distances égales ou approximativement égales entre elles d'une part et par rapport à la paroi latérale de la colonne d'autre part.
On conçoit que cette répartition des différentes buses permettra de faire balayer à la matière pulvérulente la quasi-totalité de la S5 section de la colonne de contact, en évitant presque totalement, ou en minimisant, la création de zones mortes. Cette disposition, en particulier, assure une répartition homogène de la matière pulvérulente dans le flux gazeux dès les premiers mètres parcourus par ce flux dans la colonne.
60 Dans le cas — fréquent — d'une colonne de section circulaire, les buses d'injection de matière recyclée se trouveront ainsi toutes disposées à distances égales ou approximativement égales de la buse centrale d'injection de matière fraîche.
Dans le cas, par ailleurs, d'une colonne à convergent-divergent, il 65 sera encore avantageux de prévoir, pour parfaire l'homogénéité de la répartition de la matière pulvérulente, que l'ensemble desdites buses soient disposées au niveau ou approximativement au niveau du col de ce convergent-divergent, ou dans le divergent.
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De toute façon, on sait que ce convergent-divergent ou venturi a d'une manière générale pour but d'empêcher que la matière pulvérulente injectée dans la colonne ne tombe sous l'effet de la gravité, et donc de faire en sorte qu'elle soit bien entraînée par l'écoulement ascendant du gaz à épurer dans la colonne, même lorsque celle-ci est de grand diamètre.
Ce convergent-divergent ou venturi n'est au contraire pas nécessaire lorsque la vitesse ascendante du gaz est suffisante pour assurer l'entraînement vers le haut de la matière pulvérulente.
On peut prévoir que lesdites buses débouchent dans la colonne à contre-courant par rapport au sens dudit écoulement de gaz dans celle-ci.
Ainsi, avant d'emprunter son trajet ascendant, la matière pulvérulente subira dans la colonne un changement de direction de 180°, ce qui favorisera encore l'homogénéité de sa répartition dans celle-ci.
On peut prévoir supplémentairement qu'à chaque buse est associé un dispositif diffuseur propre à étaler en une nappe radiale la matière qui en est issue.
Cette disposition aura pour effet de diminuer encore le risque de création de zones mortes dans la colonne, en augmentant considérablement la surface balayée par chaque buse.
Très simplement, ces dispositifs diffuseurs ou éclateurs de jets pourront être constitués chacun d'une plaque fixée à petite distance de l'orifice de la buse correspondante.
Sous l'effet de l'impact, le jet de matière pulvérulente sera alors dispersé sous la forme d'une nappe qui sera ensuite transformée en nuage de particules par le courant de gaz ascendant.
La plaque en question peut être plate et perpendiculaire à l'axe de la colonne, auquel cas la nappe de matière se disperse horizontalement, la colonne étant supposée sensiblement verticale, ou, en variante, on peut prévoir aussi que ladite plaque est un cône d'axe parallèle à celui de la colonne et à pointe dirigée vers le haut.
Dans ce cas, la nappe de matière de traitement suit tout d'abord un parcours dirigé vers le bas, avant de remonter sous l'effet d'entraînement du flux ascendant de gaz traité, ce qui favorise encore plus sa dispersion dans celui-ci.
Deux modes d'exécution de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel:
— la figure 1 est une vue schématique en perspective, avec arrachement partiel, d'un convergent-divergent d'une colonne de contact équipée conformément à l'invention;
— la figure 2 est une vue analogue d'une colonne de contact cylindrique, et
— la figure 3 est une vue d'une section transversale d'une colonne équipée conformément à l'invention, montrant mieux une répartition avantageuse des buses.
Dans les différentes figures, on a référencé en 1 une buse d'injection de matière fraîche (par exemple d'alumine) et en 2 différentes buses d'injection de matière recyclée, à savoir en l'occurrence d'alumine ayant déjà servi à l'adsorption d'efïluents polluants tels que composés fluorés ou goudrons que contiennent les gaz à traiter, toutes ces buses débouchant vers le bas.
Ces gaz peuvent, comme cela a été mentionné plus haut, être constitués par exemple par des fumées s'échappant de cuves utilisées dans des processus de fabrication de l'aluminium; ces fumées doivent bien entendu être débarrassées desdits effluents polluants avant leur évacuation à l'atmosphère.
Dans le cas de la figure 1, on a représenté les différentes buses disposées dans un convergent-divergent 3 d'axe vertical et parcouru dans le sens ascendant, comme représenté par la flèche F, par lesdites fumées, l'extrémité supérieure de ce convergent-divergent 3 étant connectée à une colonne de contact proprement dite, dont la hauteur sera fonction du temps de contact souhaité entre l'alumine injectée par les buses 1 et 2 et lesdites fumées, ceci bien entendu compte tenu de la vitesse ascensionnelle de celles-ci.
Dans le cas de la figure 2, on a représenté les différente buses 1 et 2 disposées à l'intérieur même d'une colonne de contact cylindrique, laquelle a été référencée en 4 et est également parcourue dans le sens ascensionnel (flèche F) par les fumées à traiter.
5 Comme on le voit sur les différentes figures, on a disposé la buse
1 d'injection de matière fraîche au centre du convergent-divergent ou au centre de la colonne, et l'on a réparti les buses 2 d'injection de matière recyclée autour de la buse 1, de telle sorte qu'elles soient toutes équidistantes les unes des autres et toutes à égale distance de io la paroi latérale du convergent-divergent ou colonne. Si la section transversale du conduit est circulaire au niveau desdites buses, les buses 2 se trouveront par voie de conséquence toutes à égale distance de la buse 1 centrale d'injection de matière fraîche, dans le cas où cette buse est unique.
15 Sur les figures 1 et 2, on a associé à chaque buse une conduite d'amenée de matière, référencée la pour la buse 1 et référencées 2a pour les différentes buses 2, toutes ces conduites débouchant à l'extérieur en traversant la paroi latérale du convergent-divergent ou de la colonne.
20 On pourrait remplacer cette disposition d'alimentation par une disposition différente, dans le cas où l'obstruction du conduit par ces différentes amenées de matière serait gênante.
A cet effet, on pourrait par exemple prévoir un collecteur circulaire horizontal reliant toutes les buses 2 et communiquant avec l'ex-25 térieur par une seule conduite débouchant latéralement sur le convergent-divergent ou colonne de contact, le nombre des conduites traversant alors ladite paroi latérale étant ainsi ramené à deux.
A la figure 1, on a représenté sous forme de plaques planes et horizontales 5 des dispositifs diffuseurs, l'un étant fixé sous la buse 1 30 d'injection de matière fraîche et les autres sous chacune des buses 2 d'injection de matière recyclée. Ces dispositifs diffuseurs sont reliés mécaniquement aux différentes buses par des tiges 6. Ainsi, la matière issue des buses 1 et 2 est projetée sur ces plaques 5 et est dispersée sous forme de nappes radiales qui subissent ainsi un important 35 changement de direction avant que la matière pulvérulente qui les constitue soit finalement entraînée vers le haut par le courant de gaz ascendant à traiter qui parcourt le convergent-divergent 3. On obtient ainsi une excellente dispersion de la matière issue des buses 1 et 2.
40 On peut encore augmenter cette dispersion en remplaçant les plaques planes et horizontales 5 de la figure 1 par des cônes 7 tels que ceux qui équipent les buses 1 et 2 du mode de réalisation de la figure 2. D'une manière analogue, ces cônes sont reliés aux buses correspondantes par des tiges de fixation 8. Dans ce cas, la matière 45 subira un parcours descendant sur une certaine hauteur à partir des buses 1 et 2 avant finalement d'être entraînée vers le haut par le courant de gaz ascendant parcourant la colonne 4.
On voit bien sur la figure 3 comment les différentes nappes radiales produites par chacune des buses 1 et 2 se recoupent pour remplir so en quasi-totalité la section transversale de la colonne, évitant ainsi pratiquement la création de zones mortes dans celle-ci.
L'alumine fraîche issue de la buse centrale 1 ayant une capacité d'adsorption de 100%, tandis que l'alumine recyclée issue des buses
2 est déjà presque saturée par les effluents polluants, on comprend 55 que, pour réaliser une bonne homogénéité de l'activité de la matière dans toute la section transversale du convergent-divergent ou de la colonne de contact, il y aura lieu de régler les débits de matière en fonction de son activité.
Ainsi, le débit de matière fraîche issu de la buse centrale 1 sera 60 considérablement plus faible que le débit de matière recyclée issu des buses 2.
Si, par exemple, l'alumine alimentant les buses de recyclage 2 est saturée à 90%, son débit sera environ dix fois plus important dans chacune des buses 2 que le débit d'alumine fraîche issu de la buse 1. 63 Si l'on considère une installation de la technique antérieure telle que décrite succinctement au début, à savoir une installation dans laquelle la matière recyclée est injectée dans la colonne de contact par une seule buse, on constate que, grâce à la multiplication et à la
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répartition judicieuse des buses d'injection de matière recyclée autour d'une buse d'injection de matière fraîche, on peut éliminer dans une proportion de 80 % le fluor gazeux qui se serait échappé de l'installation de la technique antérieure (qui permettait déjà d'éliminer une très grande partie de ce fluor).
Cette technique étant bien connue, on n'a pas représenté dans les dessins la façon dont l'alumine qui a fixé par adsorption les effluents polluants est séparée des fumées et recyclée: cette séparation peut s'effectuer grâce à tout appareil approprié, par exemple par des 5 filtres.
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1 feuille dessins

Claims (9)

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1. Installation d'injection d'une matière pulvérulente, notamment d'une matière adsorbante, dans une colonne de contact parcourue par un écoulement de gaz, notamment de gaz chargé d'ef-fluents polluants qu'il convient de fixer sur ladite matière, cette installation comportant des moyens débouchant dans la colonne, pour l'injection de matière recyclée, réparties autour d'au moins une buse (1) d'injection de matière fraîche et l'injection de matière recyclée ayant déjà servi au même usage, caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent un certain nombre de buses (2) d'injection de matière fraîche, ces buses étant disposées dans la colonne (3 ou 4).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la buse (1) d'injection de matière fraîche est disposée centralement ou approximativement centralement dans la colonne (3 ou 4), et les buses (2) d'injection de matière recyclée sont régulièrement réparties autour d'elle, en étant de préférence disposées à distances égales ou approximativement égales entre elles d'une part et par rapport à la paroi latérale de la colonne d'autre part.
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REVENDICATIONS
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la colonne (3 ou 4) étant à section circulaire, au moins au niveau auquel les buses (1,2) sont disposées, les buses (2) d'injection de matière recyclée sont toutes disposées à distances égales ou approximativement égales de la buse (1) centrale d'injection de matière fraîche.
4. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite colonne comporte à sa base un convergent-divergent (3), caractérisée en ce que l'ensemble des buses (1,2) sont disposées au niveau ou approximativement au niveau du col de ce convergent-divergent, ou dans le divergent.
5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les buses (1,2) débouchent dans la colonne (3 ou 4) à contre-courant par rapport au sens (F) dudit écoulement de gaz dans celle-ci.
6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'à chaque buse (1,2) est associé un dispositif diffuseur (5 ou 7) propre à étaler en une nappe radiale la matière qui en est issue.
7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif diffuseur est constitué d'une plaque (5) fixée à proximité de l'orifice de la buse correspondante.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la plaque (5) est plate et perpendiculaire à l'axe de la colonne.
9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la plaque est un cône (7) d'axe parallèle à celui de la colonne et à pointe dirigée vers le haut.
CH5731/83A 1982-10-25 1983-10-21 Installation d'injection d'une matiere pulverulente, notamment d'une matiere adsorbante, dans une colonne de contact. CH656074A5 (fr)

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