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water
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DES
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sulfurous anhydride
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sulfur
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sulfurous acid
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sulfuric acid
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Gene Or Protein
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DANS
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Etre
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Generic
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metals
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nitrosamines
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Polymer
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Polystyrene
(1)
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Disease
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Exhausted
(1)
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Chemical Role
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algicide
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510734A1
Family ID 7973445
Probable Assignee Quiri
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ENSEMBLE REFROIDISSEUR ET EPURATEUR A water UTILISABLE EN
ASSOCIATION AVEC UN EVAPORATEUR DE POMPE A CHALEUR
EN Title WET SCRUBBER AND COOLER FOR EXHAUST FUMES FROM MALT HOUSE -
RECYCLES WASH WATER THROUGH HEAT EXCHANGER COOLED BY HEAT PUMP
EVAPORATOR
Abstract
_________________________________________________________________
ENSEMBLE REFROIDISSEUR ET EPURATEUR A water UTILISABLE EN ASSOCIATION
AVEC UN EVAPORATEUR.
ENSEMBLE REMARQUABLE PAR UN CIRCUIT FERME D'water DIFFUSEE, PROJETEE
OU RUISSELEE A CONTRE-COURANT DANS LE FLUX D'AIR CHARGE MECANIQUEMENT
ET CHIMIQUEMENT PROVENANT DE LA TOURAILLE 2, ET COLLECTEE EN PARTIE
INFERIEURE, CIRCUIT SE REFERMANT DANS LA STRUCTURE D'ECHANGE D'UNE
BATTERIE D'EVAPORATEUR 4 ET COMPRENANT DES DISPOSITIFS ANNEXES 20 POUR
L'EVACUATION DES BOUES ET LA DILUTION DE LA SOLUTION COLLECTEE.
CETTE INVENTION INTERESSE LES CONSTRUCTEURS D'INSTALLATIONS DE
RECUPERATION DE CHALEUR DANS UN FLUX D'AIR PORTEUR DE VAPEURS OU GAZ
AGRESSIFS, NOTAMMENT EN MALTERIE.
Water wash scrubber and cooler for exhaust gases partic. from a
malthouse. The gas purifier/cooler is of the type which employs
cooling from the evaporator heat exchanger of a vapour compression
heat pump supplying heat to the malthouse. The wash water is recycled
in closed circuit which includes spraying and/or percolating the water
through the flow of hot exhaust gases loaded with particles and
corrosive fumes from the malthouse. This scrubbing action takes place
in a vertical cylindrical vessel with provision in the base for sludge
sepn. by sedimentation as clear water is drawn off at the surface.
Make-up water and/or dosing chemicals can be added to the sepn. zone
in the base of the scrubbing vessel. Within the top of the scrubbing
vessel, water is pref. atomised by pressure spray or centrifugal
action. The vessel may contain deflector plates, packing etc. to
improve gas/water contacting. Cooling and washing by direct contact
with the water eliminates the corrosion problems encountered when the
exhaust fumes are cooled in the passages of an indirect heat
exchanger. The system uses little water and offers excellent thermal
efficiency while thoroughly cleaning the fumes exhausted to atmos.
Description
_________________________________________________________________
L'invention se rapporte a un ensemble refroidisseur et epurateur a
water utilisable en association avec l'evaporateur d'une pompe a
chaleur dans les installations de malterie notamment.
Actuellement, les installations frigorifiques trouvent une application
nouvelle sous la forme de pompes a chaleur utilisees pour le chauffage
de l'air alimentant les installations de touraillage de l'orge germe.
L'orge germe subit dans ces installations un traitement thermique qui
consiste tout d'abord a secher le grain a une temperature de l'ordre
de 600 C, puis a le porter brievement au moyen d'un chauffage
d'appoint a une temperature superieure pour finir la torrefaction.
Durant les premieres heures de sechage, l'air qui sort de la couche
d'orge germe dont on doit extraire l'excedent d'water, est charge
d'humidite jusqu a saturation et sa temperature initiale situee entre
500 et 650 C s'abaisse jusqu'a 20 - 300 C.
Cet air sature a 20 - 300 C contient une quantite de chaleur
importante liberable par condensation dans une source froide.
On utilise comme source froide l'evaporateur de la pompe a chaleur
dont l'echangeur est realise de facon traditionnelle sous la forme de
batteries en tubes a ailettes parcourus par le fluide frigorigene.
L'inconvenient de ce type d'echangeur traverse par le flux d'air
extrait de la touraille est double malgre de nombreux depoussierages,
cet air est charge de poussieres fines qui viennent se fixer entre les
ailettes et colmatent rapidement toute la section de passage de l'air,
diminuant ainsi fortement le rendement d'echange de la batterie. Il
convient donc de les nettoyer frequemment par jets d'water ou de
vapeur a haute pression.
. une usure prematuree et rapide resultant de la combustion de sulfur
ou de l'injection d'sulfurous anhydride dans la veine d'air alimentant
les differents plateaux de la touraille pour detruire les elements
toxiques, en particulier les nitrosamines dont l'orge peut etre
charge.
En effet, au contact de l'humidite ambiante elevee, cet sulfurous
anhydride se transforme en sulfurous acid et en sulfuric acid en
concentration suffisante pour que leur action corrosive sur les metals
usuels diminue de facon importante la duree de vie de la (ou des)
batterie(s) d'echange en tubes a ailettes.
On peut remedier a a cet inconvenient en construisant ces batteries en
metals inattaquables, par exemple en acier inoxydable.
Malheureusement, l'incidence du cout matiere et du cout de fabrication
engendre une telle plus-value que l'interet meme de cette realisation
devient discutable.
L'invention a pour but de proposer une solution originale qui permet
d'une part d'eviter la corrosion de la (ou des) batterie(s) d'echange
de l'evaporateur, et d'autre part d'utiliser des echangeurs a
faisceaux multitubulaires reputes moins chers et de faible entretien.
Elle permet aussi d'ameliorer le rendement global d'echange par sa
grande surface d'echange et d'eviter tout phenomene d'encrassement.
L'air rejete ainsi traite ne presente plus qu'un tres faible degre de
pollution.
A cet effet, l'invention concerne un ensemble refroidisseur et
epurateur a water utilisable en association avec l'echangeur
multitubulaire d'un evaporateur de pompe a chaleur notamment dans les
installations de malterie.
Cet ensemble se montre remarquable par un circuit ferme d'water
diffusee, projetee ou ruisselee dans une chambre humide a travers le
flux d'air charge de vapeurs et de gaz corrosifs et porteurs de
particules en provenance de la touraille, circuit se refermant a
partir d'une collecte dans la structure d'echange d'une batterie
d'evaporation multitubulaire et comprenant des dispositifs annexes
pour l'evacuation des boues, la dilution de la solution collectee et
la neutralisation de son acidite.
Outre ceux mentionnes ci-dessus, l'ensemble refroidisseur et epurateur
selon l'invention regroupe une multitude d'avantages tels que, par
exemple, les suivants:
La corrosion est rendue negligeable par la dilution et la
neutralisation de la solution collectee en partie inferieure du
refroidisseur.
Les boues se sedimentent dans la partie inferieure tron conique du
volume de collecte et sont evacuees a l'egout, evitant ainsi
l'encrassement et le colmatage de l'echangeur tubulaire.
Les particules se deposant eventuellement sur les tubes du faisceau de
l'echangeur multitubulaire sont soit nettoyees par ringardage de tubes
en enlevant les couver cles d'extremite, soit evacuees par des
dispositifs automatiques de nettoyage, par exemple en mouvements de va
et vient de brosses ou de boules traversant l'evapo rateur de part en
part.
La possibilite de placer le refroidisseur et epurateur selon
l'invention a la sortie de la touraille en amont de l'echangeur de
chaleur air-air ou associe a celui ci de facon a traiter les vapeurs
corrosives des leur sortie de la touraille et preserver ainsi le
materiel de la corrosion.
D'autres caracteristiques techniques et avantages de l'invention sont
consignes dans la description qui suit, effectuee a titre d'exemple
non limitatif sur quelques variantes d'execution des moyens generaux
prevus.
La description ci-apres est effectuee en reference aux dessins annexes
dans lesquels la figure 1 est le schema general d'une installation de
chauffage d'une touraille avec recuperation represen tant plusieurs
implantations possibles du refroidisseur selon l'invention; la figure
2 est une vue en coupe schematique d'un premier mode de realisation du
refroidisseur conforme a l'inven t ion; la figure 3 est une vue en
coupe schematique d'un autre mode de realisation du refroidisseur
conforme a I # i l,inven- tion.
L'ensemble refroidisseur et epurateur a water selon l'invention est
place dans la boucle de recuperation et d'alimentation de chaleur au
plateau superieur 1 d'une touraille 2, soit en sortie de la touraille,
dispose alors en amont de l'echangeur en tubes de verre 3, soit en
association avec l'evaporateur 4 de la machine frigorifique 5
fonctionnant en pompe a chaleur.
L'installation comprend schematiquement les circuits suivants.
L'air neuf alimente l'echangeur en tubes de verre 3- en 6. 1 I s'y
rechauffe et est achemine par un conduit 7 d'une part vers le plateau
superieur 1 a travers un ventilateur commun 8, et d'autre part vers le
condenseur 9 de la pompe a chaleur ou sa temperature s'eleve de
quelques dizaines de degres. Le complement necessaire est fourni par
une batterie chaude 10 alimentee par deux modules de chauffe,
electrique 11 et au fuel 12, et par une chaufferie d'appoint 13. Cette
batterie chaude est reliee au plateau inferieur 14 de torrefaction par
une liaison aeraulique 15.
L'air chaud, a une temperature comprise entre 60 et 800 C sortant du
plateau inferieur, est repris par le ventilateur 8 et alimente en
proportions variables le plateau superieur avec l'air provenant de
l'echangeur a tubes de verre 3.
Dans sa realisation de base (figure 2), le refroidisseur-epurateur
selon l'invention comprend une chambre de pulverisation 16 a rampe de
diffusion superieure 17, une entree d'air laterale basse 18, une
sortie d'air haute 19. La chambre de pulverisation 16 est equipee, en
partie inferieure, d'un bac de collecte 20 a fond conique 21 et sortie
verticale 22 permettant l'accumulation et l'evacuation des boues.
La reprise de l'water collectee s'effectue en partie superieure par
l'intermediaire d'un dispositif a surverse 23 alimentant un echangeur
multitubulaire 24 a travers un filtre 25 et une pompe de circulation
26.
L'echangeur 24 fait partie de la batterie d'echange pour l'evaporateur
4.
Un dispositif annexe 27 apportera la dilution souhaitee a l'water de
collecte en meme temps que les traitements appropries de
neutralisation de l'acidite, traitement algicide, etc... par
substances injectees dans un pot de melange 28.
La boucle d'apport 29 permet aussi de compenser la perte de volume due
a l'evacuation des boues qui emportent une certaine water du circuit
ferme.
L'echange entre l'air vicie et l'water pulverisee s'effectue a contre
courant. Un effet quasi identique s'obtient par pulverisation laterale
dans un passage d'air horizontal.
L'air charge chimiquement et porteur de fines particules provient,
selon l'emplacement du refroidisseur-epurateur, soit directement de la
touraille 2, soit de l'echangeur a tubes de verre 3.
Dans le premier cas represente en pointille en figure 1, on peut
envisager de modifier l'echangeur a tubes de verre 3 car il ne sera
plus soumis a corrosion, ou de faire jouer au refroidisseur-epurateur
et a son echangeur le role de l'echangeur a tubes de verre 3. En
effet, il suffit de prevoir une structure d'echange adaptee de
l'evaporateur a deux voies pour retrouver un schema equivalent.
L'air neuf vient alors se rechauffer sur un echangeur intermediaire 30
represente en pointille. On peut egalement dans ce cas supprimer
l'echangeur 3.
Dans le second cas, l'air epure est evacue directement a l'atmosphere.
On a represente en figure 3 une variante de realisation a
ruissellement et a dispersion.
Cette variante comporte les memes elements generaux constitutifs a
part l'ensemble de diffusion de l'water qui est realise ici par une
rampe de deversement 31 sous la forme, par exemple, d'un tube perfore
32 associe a une cuvette lineaire de repartition 33 a partir d'un
compartiment superieur d'admission d'water froide 34.
La chambre d'echange 35 possede plusieurs etages de dispersion-tels
que 36, formes chacun d'une ucces- sion de lamelles obliques
paralleles 37 realisees, de preference, en matiere resistant a la
corrosion: acier inoxydable, matiere plastique telle que
polystyrene... Deux etages successifs presenteront, de preference, des
inclinaisons symetriques.
L'avantage de cette variante consiste a ne necessiter qu'une faible
pression d'alimentation en water.
Bien d'autres variantes s'averent possibles, par exemple a
atomisation, centrifugation...
L'invention a ete decrite ci-dessus a propos d'une realisation
particuliere. Il est bien entendu toutefois qu'elle ne saurait se
limiter aux seuls moyens particuliers decrits et que diverses
modifications simples, substitutions par des moyens et materiaux
equivalents et autres variantes directes sans apport inventif
procedent du meme concept inventif entrent pleinement dans le cadre de
la presente protection.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Ensemble refroidisseur et epurateur a water ut i I i s#b I t #vec I
'echangeur primaire ou avec Itechangeur d'un evaporateur cie pompe a
chaleur dans les installations de malterie, caracterise par un circuit
ferme d'water diffusee, projetee ou ruisselee a l'interieur d'une
chambre (16) a travers le flux d'air charge de particules, de vapeurs
et de gaz corrosifs en provenance, par exemple, de la touraille par
une entree laterale, circuit se re'germant a partir d'un bac col
lecteur (20) dans la structure d'echange d'une bat ter ie
multitubulaire d'evaporateur (24) traversant au besoin un echangeur
intermediaire (30j, ledit circuit comprenant des dispositifs annexes
pour l'evacuation des boues et la dilution de la solution collectee
ainsi que la neutralisation de son acidite.
2. Ensemble selon la revendication 1 caracterise en ce qu'il comprend,
en partie superieure, une rampe de diffusion (17) et, dans le bac
collecteur (20), une evacuation basse pour les boues, une sortie a
surverse (23) ainsi qu'un dispositif de dilution (27) et un pot de
melange (28).
3. Ensemble selon les revendications 1 et 2 caracterise en ce que la
chambre (16) comporte en partie superieure une rampe de deversement
(31) associee a une cuvette lineaire de repartition (33), ladite
chambre comportant une pluralite d'etages de dispersion tels que (36)
formes d'une succession de lamelles obliques paralleles (37) a
inclinaison identique ou symetrique.
4. Ensemble selon la revendication 1 caracterise en ce que le
refroidisseur-epurateur selon l'invention est place a la sortie de la
touraille.
5. Ensemble selon la revendication 1 caracte- rise en ce que la
division de l'water s'effectue par atomisation.
6. Ensemble selon la revendication 1 caracte- rise en ce que
l'atomisation est realisee par centrifugation.
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