COMBUSTION INDUSTRIELLE

Description

Domaine technique de l'invention.

L'invention concerne une installation et un procédé pour l'épuration des gaz dé combustion industrielle émis par un dispositif de combustion de déchets contenant de la matière organique. L'invention concerne le domaine technique du traitement des gaz de combustion industriels. Elle s'applique notamment à l'épuration des gaz de combustion émis par les cimenteries et les incinérateurs industriels de déchets.

État de la technique.

Par « gaz de combustion » ou « gaz de combustion industrielle », on entend selon la présente invention les gaz et les fumées générés par la combustion industrielle de combustibles fossiles (par exemple gaz naturel, fioul, charbons, dérivés de pétrole ou autre) et/ou de déchets des types domestiques, industriels ou similaires (par exemple ordures ménagères, déchets agricoles, déchets hospitaliers, papier, carton, bois, plastique, résidus de pneumatiques, graisses, boues grasses, huiles usées, ou autre). La combustion industrielle en question peut être réalisée dans un incinérateur de déchets ou dans un four de cimenterie ou four de centrale thermique ou four de verrerie ou four d'aciérie. De manière générale, les gaz de combustion contiennent de nombreux polluants pouvant représenter un risque environnemental et sanitaire (toxicité et irritation) et de la vapeur d'eau. A titre d'exemples de tels polluants on peut mentionner :

- les polluants gazeux tels que : le monoxyde de carbone ; le dioxyde de carbone ; des oxydes d'azotes en particulier le monoxyde d'azote ; des oxydes soufre particulièrement le dioxyde de soufre ; le chlorure d'hydrogène ; le fluorure d'hydrogène, des molécules organiques notamment aromatiques, et des métaux volatils tels que le mercure, et

- les polluants particulaires tels que des suies et des cendres volantes.

Ces gaz de combustion doivent être épurés avant leur rejet afin d'éviter le transfert de leurs polluants vers l'atmosphère.

Dans ce cadre, le Demandeur a déjà décrit dans la demande de brevet WO2008/086814, une installation d'épuration des gaz de combustion émis par un dispositif de combustion tel qu'un four d'incinération de déchet urbain et/ou industriel ou un four de cimenterie. Cette installation est représentée à la figure 1 . Elle comporte une cuve 100 étanche dans laquelle est stockée de l'eau d'épuration 105. La cuve 100 présente une sortie 106 pour l'évacuation des gaz épurés. L'arrivée des gaz de combustion à épurer est symbolisée par la flèche F1 et l'évacuation des gaz épurés est représentée par la flèche F2. Cette installation connue comporte également un tube plongeur 1 10 installé dans la cuve 100, lequel tube présente une entrée 1 1 1 pour l'admission des gaz de combustion et une sortie 1 12 immergée dans l'eau dépuration 105. L'entrée 1 1 1 du tube plongeur coïncide avec l'orifice d'admission 102 des gaz dans la cuve 100. En fonctionnement, la cuve 100 est mise en dépression par l'intermédiaire d'une turbine d'aspiration 108 (motorisée) connectée au niveau de la sortie 106 de sorte que les gaz de combustion soient mis en mouvement entre l'entrée 1 1 1 du tube plongeur 1 10 et l'orifice de sortie 106, en passant au travers dudit tube plongeur 1 10 puis en barbotant d'eau d'épuration 05.

Un moyen 120 permet de pulvériser de l'eau sur les gaz de combustion circulant au travers du tube plongeur 1 10. En pratique pour épurer les gaz de combustion, on les force à traverser le tube plongeur 1 10 dans lequel ils sont lavés et refroidis par aspersion d'eau pulvérisée; puis à barboter dans l'eau d'épuration 105 afin de les débarrasser de leurs polluants particulaires et au moins d'une partie de leurs polluants gazeux, avant de les rejeter vers l'extérieur.

Le Demandeur a cependant pu constater qu'une telle installation d'épuration ne permet pas une élimination efficace des polluants gazeux contenus dans les gaz de combustion industrielle (taux d'épuration d'au plus égal à 80%). Par ailleurs, l'étude de cette installation d'épuration a amené à constater que les étapes successives décrites ci-dessus devaient être opérées sous une forte dépression dans la cuve 100. En effet, cette forte dépression s'est avérée nécessaire, d'une part, pour forcer les gaz de combustion à traverser le tube plongeur 10 et à barboter dans l'eau d'épuration 105, et, d'autre part, pour mettre en mouvement les gaz de combustion depuis le four (ou installation industrielle) émetteur de gaz de combustion à épurer jusqu'à ladite cuve 100. Mais, lorsqu'on cherche à réduire la dépression dans ladite cuve 100, notamment pour diminuer le débit des gaz de combustion barbotant dans l'eau d'épuration 105 en vue de favoriser au mieux la capture de leurs polluants, on constate fréquemment une montée de l'eau d'épuration 105 dans le tube plongeur et une très mauvaise circulation des gaz de combustion au sein de la cuve 100 et entre celle-ci et le four (ou installation industrielle) de combustion émetteur de gaz de combustion à épurer. Ceci affecte négativement le processus d'épuration des gaz de combustion et entraine des perturbations potentiellement préjudiciables au fonctionnement dudit four (ou installation industrielle) de combustion. Egalement, il a aussi pu être constaté par le Demandeur que, d'une part, le volume d'eau d'épuration (V _ea u d'épuration) contenu dans la cuve 100 devait, pour une épuration optimale, être égal à environ 0,33 x V _CU ve (ou 1/3 x Veuve), avec V _CU ve représente le volume intérieur de la cuve 100, et que, d'autre part, lorsque ce volume V _eau d'épuration devient excessif (c'est-à-dire V _ea u d épuration > 0,40 x V _CU ve) du fait du lavage des gaz de combustion par l'eau pulvérisée, la cuve 100 devait être vidangée au moins partiellement pour diminuer ce volume. On comprend bien que, d'un point de vue pratique, ceci est quasiment inconcevable car la vidange au moins partielle de la cuve 100 nécessite l'arrêt complet de l'installation et entraine l'interruption de l'opération d'épuration en cours.

L'installation d'épuration décrite dans WO2008/086814 doit donc être améliorée pour limiter les émissions de gaz de combustion.

Face à cet état de chose, un but de l'invention est de proposer une installation qui améliore l'épuration des gaz de combustion industrielle.

Un autre but de l'invention est de réduire le rejet des gaz de combustion industrielle. Encore un autre but de l'invention est d'améliorer les performances de l'installation d'épuration connue de WO2008/086814 sans qu'il soit nécessaire de remettre en cause sa conception d'origine.

Encore, un autre but de l'invention est de proposer une installation d'épuration qui soit facile à installer et dont le coût de revient est limité. Un but supplémentaire de l'invention est de fournir une solution pour réguler le volume d'eau dépuration contenu dans la cuve 100 sans nécessiter l'arrêt complet de l'installation d'épuration.

Divulgation de l'invention.

La solution proposée par l'invention est une installation d'épuration des gaz de combustion industrielle, comportant :

- une cuve étanche dans laquelle est stockée de l'eau d'épuration, laquelle cuve présente un orifice de sortie ;

un tube plongeur installé dans la cuve, lequel tube présente un orifice d'entrée pour l'admission des gaz de combustion et un orifice d'admission immergé dans l'eau dépuration ;

- un moyen pour mettre en dépression l'intérieur de la cuve de sorte que les gaz de combustion soient mis en mouvement entre l'orifice d'admission du tube plongeur et l'orifice de sortie de ladite cuve en passant au travers dudit tube plongeur, en sortant au niveau de l'orifice de sortie dudit tube, puis en barbotant dans l'eau d'épuration ;

- un premier moyen de pulvérisation pour pulvériser de l'eau sur les gaz de combustion circulant au travers du tube plongeur afin de les refroidir, la température d'eau à pulvériser par ledit moyen (120) étant inférieure à 15°C ;

Cette installation est remarquable en ce que :

- le tube plongeur comporte à sa partie inférieure au moins une encoche, laquelle encoche a une forme évasée, s'étend depuis l'orifice de sortie dudit tube plongeur vers l'orifice d'admission dudit tube plongeur, et présente une partie d'encoche qui n'est pas immergée dans l'eau d'épuration;

la cuve intègre un second moyen de pulvérisation pour pulvériser un liquide aqueux sur les gaz de combustion après leur barbotage dans l'eau d'épuration et sur les gaz de combustion qui sortent par la partie non-immergée de l'encoche, la température du liquide aqueux pulvérisé étant inférieure à 15°C ;

ladite installation comporte des moyens pour prélever un volume donné de l'eau d'épuration lorsque le niveau de celle-ci dépasse un niveau maximum N _ma x déterminé dans la cuve, et pour assurer que ladite partie d'encoche reste non- immergée.

Le Demandeur a maintenant constaté que, de façon surprenante et inattendue, l'utilisation d'un tube plongeur comportant à sa partie inférieure au moins une encoche, laquelle a une forme évasée, s'étend depuis l'orifice de sortie dudit tube plongeur vers l'orifice d'admission dudit tube plongeur, et présente une partie d'encoche qui n'est pas immergée dans l'eau d'épuration, présentait de nombreux avantages. Un premier avantage est que grâce à la partie non- immergée de ladite encoche, l'eau d'épuration ne remonte plus dans le tube plongeur notamment lorsque la dépression à l'intérieur de la cuve est interrompue ou est devenue inférieure à la dépression régnant dans le tube plongeur. Un autre avantage est que cette partie non-immergée de ladite encoche laisse aussi s'échapper une partie des gaz de combustion. Ceci favorise une circulation continue des gaz de combustion depuis l'installation industrielle (ou four) émettrice de gaz de combustion jusqu'à la cuve d'épuration, et ce même lorsqu'on réduit la dépression dans ladite cuve pour entraîner une diminution du débit des gaz de combustion barbotant dans l'eau d'épuration afin de favoriser au maximum la capture des polluants gazeux. Il convient par ailleurs de préciser que la circulation continue des gaz de combustion entre ladite cuve et ladite installation industrielle induit dans celle-ci une dépression de tirage qui entraine une entrée d'air « comburant » frais à partir de l'atmosphère , et contribue à empêcher les gaz de combustion chauds de sortir par les ouvertures de chargement de déchets et/ou de combustibles fossiles, lesquelles ouvertures ne sont pas forcément fermées de manière étanche. Par ailleurs, la partie non-immergée de ladite encoche permet aussi d'évacuer au moins partiellement la chaleur accompagnant le flux de gaz de combustion, ce qui contribue à améliorer la circulation des gaz de combustion. Par ailleurs, le prélèvement d'un volume donné de l'eau d'épuration lorsque son niveau dépasse un niveau maximum (N _ma x) déterminé dans la cuve (100), permet d'assurer que la partie d'encoche en question reste non-immergée. La Demandeur a aussi pu constater que l'opération de refroidissement initiée par le second moyen d'épuration permet de condenser sous forme liquide au moins une partie des polluants gazeux qui n'ont pas été captés par l'eau d'épuration ou qui se sont échappés par la partie non-immergée de l'encoche du tube plongeur, ce qui permet de réduire davantage le rejet des polluants gazeux.

Ainsi, l'utilisation d'un tube plongeur ayant au moins une encoche dont au moins une partie n'est pas immergée dans l'eau d'épuration et d'un second tube pulvérisateur permet d'améliorer l'installation dépuration tout en optimisant l'élimination notamment des polluants gazeux (taux d'élimination supérieur à 90%).

Enfin, la solution proposée par l'invention est simple, efficace et économique. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention sont listées ci- dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l'objet, le cas échéant, d'une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :

L'eau d'épuration peut être une solution aqueuse comprenant un ou plusieurs réactifs choisis parmi les hydroxydes alcalins ou alcalinoterreux ; et/ou parmi les carbonates alcalins ou alcalinoterreux.

De préférence, le second moyen de pulvérisation est un conduit disposé en serpentin à l'intérieur de la cuve et autour du tube plongeur, ledit conduit étant percé d'une pluralité de trous de pulvérisation.

- Préférentiellement, lesdits moyens de prélèvement comportent une conduite de prélèvement équipée d'une pompe permettant de prélever et d'envoyer ledit volume donné d'eau d'épuration vers une conduite de recyclage, et au moins un détecteur de niveau haut capable de commander le démarrage de ladite pompe lorsque l'eau d'épuration dépasse ledit niveau maximum N _ma x.

Avantageusement, l'installation d'épuration comprend en outre un circuit de recyclage dans lequel est intégré au moins :

(i) un moyen de traitement recevant, par l'intermédiaire de la conduite de recyclage, l'eau d'épuration prélevée de la cuve et assurant une purification, au moins partielle, de ladite eau d'épuration prélevée,

(ii) un moyen de refroidissement agencé après le moyen de traitement et assurant le refroidissement de l'eau d'épuration purifiée à une température inférieure à

15°C, et

(iii) une conduite pour acheminer l'eau d'épuration purifiée et refroidie par le moyen de refroidissement vers le second moyen de pulvérisation.

Le moyen de traitement intégré dans le circuit de recyclage peut comporter au moins un moyen de filtration membranaire choisi parmi des moyens de filtration tangentielle, des moyens de filtration frontale, des moyens de filtration semi- frontale et des moyens de filtration par osmose-inverse.

L'installation d'épuration peut en outre comporter des moyens de mesure de pH de l'eau d'épuration.

- L'installation d'épuration peut en outre comporter un moyen pour injecter dans la cuve, un additif chimique destiné à ajuster le pH d'eau d'épuration à la valeur désirée supérieure à 7 et/ou à adapter l'eau d'épuration aux types de gaz de combustion à épurer.

L'installation selon la présente invention est typiquement équipée d'une unité de gestion électronique permettant de contrôler et de régler :

o la dépression à l'intérieur de la cuve,

o la température et la pression d'eau pulvérisée par le premier moyen de pulvérisation,

o la température et la pression du liquide aqueux pulvérisé par le second moyen de pulvérisation. Selon autre aspect, la présente invention concerne également l'utilisation de ladite installation d'épuration pour épurer les gaz de combustion émis par une installation industrielle de combustion de déchets domestiques et/ou industriels et/ou de combustibles fossiles et/ou de biomasse. Cette installation industrielle de combustion peut notamment être un incinérateur de déchets ou un four de cimenterie.

Selon encore un autre aspect, la présente invention concerne aussi un procédé pour l'épuration de gaz de combustion émis par un dispositif de combustion de déchets contenant de la matière organique. Ce procédé comprend au moins les étapes suivantes consistant à :

stocker de l'eau d'épuration dans une cuve étanche présentant un orifice de sortie destiné-àJ'évacuation des gaz-de-eombustion épurés, lequel orifice de sortie ^" est raccordée à un moyen permettant de mettre et de maintenir en dépression l'intérieur de ladite cuve,

forcer les gaz de combustion à traverser un tube plongeur installé dans la cuve mise et maintenue en dépression, ledit tube plongeur présentant une entrée pour l'admission des gaz de combustion, une sortie immergée dans l'eau dépuration et au moins une encoche dont au moins une partie n'est pas immergée dans l'eau d'épuration,

à l'aide d'un premier moyen de pulvérisation agencé dans ledit tube plongeur, pulvériser de l'eau sur les gaz de combustion traversant ledit tube plongeur afin de les laver et refroidir, la température d'eau pulvérisée étant inférieure à 15°C,

- faire barboter les gaz de combustion ainsi lavés et refroidis dans l'eau d'épuration afin de retenir leurs polluants particulaires et au moins une partie de leurs polluants gazeux,

à l'aide d'un second moyen de pulvérisation installé dans ladite cuve et à l'extérieur dudit tube plongeur, pulvériser un liquide aqueux sur les gaz de combustion s'échappant par la partie non-immergée de l'encoche et les gaz de combustion qui n'ont pas été retenus dans l'eau d'épuration, la température de ladite eau pulvérisée étant inférieure à 15°C,

prélever un volume donné de l'eau d'épuration lorsque son niveau dépasse un niveau maximum Nma déterminé dans la cuve, pour assurer que ladite partie d'encoche reste non-immergée,

évacuer vers l'extérieur les gaz de combustion épurés par ledit orifice de sortie.

En général, les gaz de combustion entrant dans la cuve ont une température comprise entre 50°C et 100°C. De préférence, la température de l'eau circulant dans le premier moyen de pulvérisation est de 5°C.

Description des figures.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 , précitée, représente schématiquement une installation d'épuration des gaz de combustion selon l'art antérieur ;

- la figure 2 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'une installation conforme à l'invention ;

- la figure 3 représente schématiquement un second mode de réalisation de l'installation de la figure 2 ;

- la figure 4 représente schématiquement une installation conforme à l'invention intégrant un système de recyclage d'eau d'épuration prélevée de la cuve; ou d'eau dépuration usée.

- la figure 5 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'installation de la figure 2. Modes préférés de réalisation de l'invention.

La figure 2 montre une installation d'épuration des gaz de combustion industrielle. Ces derniers peuvent être générés par le brûlage, dans une installation industrielle, de combustibles fossiles (par exemple gaz naturel, fioul, charbons, dérivés de pétrole ou autre) ; et/ou de biomasse de type ligno- cellulosique (par exemple bois) et/ou de déchets des types domestiques, industriels ou similaires (par exemple ordures ménagères, déchets agricoles, déchets hospitaliers, papier, carton, plastique, résidus de pneumatiques, graisses, boues grasses, huiles usées, amiante, boues de forage, ou autre)

A titre-d'exemple de dispositifs de combustion dont1es ^~ gaz ^~ de combustion peuvent être épurés par l'installation de l'invention on peut citer les fours de cimenteries et les incinérateurs de déchets domestiques, industriels ou similaires.

L'installation selon l'invention comporte une cuve étanche 100 qui est de préférence à paroi latérale cylindrique, fermée à son extrémité supérieure par un plafond 101 et à son extrémité inférieure par un fond 103 muni d'un orifice de vidange 104 pour évacuer l'eau d'épuration 105 lorsqu'elle usée. La cuve 100 est en outre pourvue en sa partie supérieure d'un orifice de sortie 106 des gaz de combustion épurés, c'est-à-dire des gaz de combustion appauvris en leurs polluants particulaires et au moins une grande partie de leurs polluants gazeux. En général, la cuve 100 est réalisée en en matériau résistant à la corrosion, par exemple en acier inox. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure de déterminer de lui-même la capacité et les dimensions de la cuve 100 les mieux adaptées à la réception du flux gaz de combustion et à leur épuration. A titre d'exemple, la cuve 100 présente une hauteur (H ve) comprise entre 1 ,5 mètre à 15 mètres, de préférence entre 2 mètre et 8 mètres, et un diamètre compris entre 0,5 mètre à 5 mètres, de préférence entre 1 mètre et 3 mètres. La cuve 100 est raccordée, par son orifice de sortie 106, à une conduite d'aspiration 107 équipée d'un moyen 108 dont la fonction est de créer et maintenir la cuve 100 en dépression au cours de l'épuration des gaz de combustion et aussi de refouler vers l'extérieur les gaz de combustion épurés. Typiquement, le moyen de mise en dépression 100 est une turbine d'aspiration motorisée dont le démarrage, l'arrêt et le débit d'aspiration sont gérés par une unité de commande (non représentée) associée à l'installation d'épuration selon l'invention.

La cuve étanche 100 contient de l'eau d'épuration 105. Celle-ci est utilisée pour épurer les gaz de combustion en captant leurs polluants particulaires et au moins une partie de leurs polluants gazeux par absorption, par dissolution et/ou par réaction chimique, notamment par neutralisation acido-basique des polluants gazeux acides tels que le chlorure d'hydrogène ou l'acide sulfureux ou par réaction, ionique transformant notamment le dioxyde de soufre en ions sulfites ou ions de sulfates ou leurs sels.

Typiquement, l'eau d'épuration 105 comprend au moins de l'eau et un ou plusieurs réactifs choisis parmi les hydroxydes alcalins ou alcalinoterreux tels que NaOH, KOH, Ca(OH)2 ou Mg(OH)2 ; et/ou parmi les carbonates alcalins ou alcalinoterreux tels que K2CO3 ou MgC0 ₃ .

De manière générale, le pH de l'eau d'épuration est fixé à une valeur supérieure à 7 par exemple entre 9 et 12, et ce en fonction de la composition des gaz de combustion à épurer.

En pratique, la composition d'eau d'épuration 105 et son volume sont fixés en fonction de la composition et du volume des gaz de combustion à épurer. De manière générale, pour un fonctionnement optimal de l'installation, le volume d'eau d'épuration ne dépasse pas la moitié du volume intérieur de la cuve 100. De préférence, le volume d'eau d'épuration (Veau dépuration) dans la cuve (100) représente environ 0,33 x V _CU ve, V _CU ve étant le volume intérieur de la cuve 100. Un tube plongeur 1 10 est installé dans la cuve 100. Ce tube plongeur 1 10 présente une entrée 1 1 1 pour l'admission des gaz de combustion et une sortie 1 12 immergée dans l'eau dépuration 105. L'entrée 1 1 1 permet d'établir une communication fluidique entre le tube plongeur 1 10 et le dispositif de combustion, et ce via une conduite 1 13 canalisant les gaz de combustion à épurer.

Il convient de préciser que les gaz de combustion présentés au niveau de l'entrée 1 1 1 de la cuve 100 ont généralement une température comprise entre 50°C et 150°C, en particulier entre 50°C et 100°C, et peuvent avoir un débit compris entre 000 m ³ /h et 90000 m ³ /h.

Préférentiellement, le tube plongeur présente les dimensions suivantes :

2

- une hauteur (Htu e plongeu ) supérieure à ^ x Hcuve ; H _CU ve étant la hauteur de la cuve 100. A titre d'exemple, H tube plongeur - X Hcuve, et

6

- un diamètre variant entre 100 mm et 600 mm.

Conformément à l'invention, le tube plongeur 1 10 présente en outre au moins une encoche 1 14 dont au moins une partie 1 140 n'est pas immergée dans l'eau d'épuration 105. La partie non-immergée 1 140 a pour fonction d'éviter la montée de l'eau d'épuration 105 dans le tube plongeur 1 10 lorsque la dépression à l'intérieur de la cuve 100 est interrompue ou est devenue inférieure à la dépression régnant dans le tube plongeur 1 10. Cette partie non-immergée 1 140 permet en outre l'évacuation d'au moins une partie de la chaleur accompagnant les gaz de combustion à épurer, et le cas échéant l'échappement d une partie des gaz de combustion circulant dans le tube plongeur 1 10.

Préférentiellement, l'encoche 14 est pratiquée dans la partie basse du tube plongeur 1 10. Sur la figure 2, l'encoche 1 14 a une forme évasée qui s'étend depuis l'orifice de sortie 1 12 vers l'orifice d'admission 1 1 1 , son sommet S est situé au-dessus du niveau de l'eau d épuration 105 à une hauteur H de façon à ce que la partie 1 140 de l'encoche 1 14 correspondant à cette hauteur reste libre (non immergée).

Le fonctionnement optimal de l'installation d'épuration selon la présente invention a été obtenu avec une encoche 1 14 présentant les dimensions suivantes :

1

- une hauteur supérieure à - x H _CU ve ; et

6

- une hauteur H pour la partie non-immergée, allant de 40 mm à 100 mm, de préférence de 50 mm à 80 mm ;

- un angle au niveau du sommet S de l'encoche 1 14 allant de 42° à 48°, de préférence égal à 45°.

En pratique, le tube plongeur 1 10 présente une seule encoche 1 14.

Un premier moyen de pulvérisation 120 permet de pulvériser de l'eau sur les gaz de combustion circulant au travers du tube plongeur 1 10. Typiquement, l'eau pulvérisée par le moyen 120 a une température inférieure à 15°C, préférentiellement une température de 5°C.

En traversant le tube plongeur 1 10, les gaz de combustion entrent en contact avec les gouttelettes d'eau pulvérisée par le premier moyen de pulvérisation 120, s ^' y fixent (c'est notamment le cas pour les polluants particulaires) et/ou s'y condensent (c'est notamment le cas des polluants gazeux condensables à la température d'eau pulvérisée) puis retombent dans l'eau d'épuration 105 dans lequel ils sont retenus par absorption ou par réaction chimique, par exemple par neutralisation acido-basique des polluants acides tels que le chlorure d'hydrogène, le fluorure d'hydrogène et l'acide sulfureux (H2SO3), ou par réaction ionique transformant le dioxyde de soufre en ions sulfites ou ions de sulfates ou leurs sels. A titre d'exemple, le premier moyen de pulvérisation 120 est un tube de pulvérisation percé de trous latéraux 121 . Ces derniers sont de préférence équipés de buses de pulvérisation, préférentiellement de buses de pulvérisation à cône plein telles que celles commercialisées par la société américaine Spraying Systems Co ^® . Ce tube de pulvérisation est agencé coaxialement dans le tube plongeur 1 10 et délimite avec celui-ci un espace annulaire 122 qui est traversé par les gaz de combustion lorsque l'installation d'épuration est en utilisation. Ce tube de pulvérisation est alimenté en eau sous pression par une conduite d'alimentation 123.

Pour permettre la fourniture d'eau sous pression, la conduite 123 est de manière générale équipée d'une pompe (ou surpresseur) 125 et le cas échéant d'une vanne de régulation 124. Cette conduite 123 est connectée à une source d'eau qui peut être une réserve d'eau 127 ou le réseau distributeur d'eau.

Le refroidissement de l'eau pulvérisée est assuré par un refroidisseur 126 installé dans la conduite 123. De préférence, le refroidisseur 126 inclut un échangeur thermique du type tubulaire ou à plaque, équipé éventuellement au moins d'un thermostat.

De manière avantageuse, on soumet les gaz de combustion qui se retrouvent à l'intérieur de la cuve 100 après leur barbotage dans l'eau d'épuration 105 et/ou après leur sortie par la partie non-immergée 1 140 de l'encoche 1 4, à un deuxième refroidissement. Cette deuxième opération de refroidissement permet de débarrasser ces gaz de combustion d'au moins une partie supplémentaire de leurs polluants gazeux avant de les rejeter à l'extérieur par la sortie 106. A cet effet, on a placé à l'intérieur de la cuve 100 un second moyen de pulvérisation 130 pour pulvériser un liquide aqueux sur ces gaz de combustion.

Le liquide aqueux pulvérisé par le second moyen de pulvérisation 130 peut être de l'eau du réseau distribution, ou de l'eau d'épuration prélevée de la cuve 100 et recyclée (comme cela est décrit plus avant dans la description). En pratique, la température du liquide aqueux pulvérisé est de 5°C à 15°C.

Avantageusement, le second moyen de pulvérisation 130 est un conduit disposé en serpentin autour du tube plongeur 1 10. Les spires de ce conduit sont installées dans l ^' espace compris entre l ^' orifice d ^' aspiration 106 et la surface d'eau d'épuration 105 et entre le tube plongeur 1 10 et la paroi interne de la cuve 100. Ce conduit en serpentin est fermé à son extrémité inférieure 131 et percé d ^' une pluralité de trous latéraux 134 pour pulvériser le liquide aqueux sur les gaz de combustion. Il est et raccordé par son extrémité supérieure 132 à une conduite 133 d ^' alimentation en liquide aqueux sous pression à une température allant de 5°C à 15°C. Pour permettre mettre sous pression le liquide aqueux, la conduite 133 peut être équipée d ^' au moins une pompe (ou surpresseur) 135 et le cas échéant d'une vanne de régulation 138. Par ailleurs, cette conduite 133 est connectée à une source de liquide aqueux qui peut être un réservoir 137 d'eau ou d'eau d'épuration ou le réseau distributeur d'eau.

De préférence, les trous latéraux 134 de pulvérisation sont équipés de buses de pulvérisation, préférentiellement de buses de pulvérisation à cône plein telles que celles commercialisées par la société américaine Spraying Systems Co ^® .

Le refroidissement du liquide aqueux est assuré par un refroidisseur 136 installé dans la conduite 133. De préférence, le refroidisseur 136 inclut un échangeur thermique du type tubulaire ou à plaque, équipé éventuellement au moins d'un thermostat.

La conception du second moyen de pulvérisation 130 sous forme d'un conduit en serpentin permet un refroidissement efficace des gaz de combustion, d ^' une part, par contact avec les gouttelettes du liquide aqueux pulvérisé, et d'autre part, par le conduit en serpentin lui-même jouant le rôle d'échangeur de chaleur gaz-liquide aqueux. Les gaz de combustion ainsi refroidis se condensent sous forme liquide et retombent dans l'eau dépuration dans laquelle ils sont retenus par absorption, par solubilisation et/ou par neutralisation.

L'homme de l'art sait déterminer la longueur et le nombre de spires du tube à serpentin hélicoïdal ainsi que le nombre de trous de pulvérisation nécessaires pour maximiser le contact avec les gaz de combustion et ainsi optimiser le refroidissement et la condensation de ces derniers, en particulier des polluants condensables à température ambiante.

En référence à la figure 3, l'installation selon la présente invention comporte en outre un système pour prélever un volume donné de l'eau d'épuration 105 lorsque-son-niveau dépasse-un niveau maximum ^~ (N _ma x) ^~ déterminé ^" dans là cuve 100. Le volume donné d'eau d'épuration 105 à prélever de la cuve 100 correspond à la .différence entre le niveau maximum (N _ma x) et un niveau minimum (N _m ,n) déterminé de l'eau d'épuration 105 dans la cuve 100.

Préférentiellement, le système de prélèvement du volume donné d'eau d'épuration 105 comporte :

une conduite d'aspiration 141 reliée à un orifice de sortie 140 de la cuve 100, laquelle conduite d'aspiration 141 est équipée d'une pompe 142 du type motopompe, permettant de prélever et d'envoyer le volume donné d'eau d'épuration vers un point d'évacuation 143, 150,

un détecteur de niveau haut D1 installé dans la cuve 100, lequel détecteur D1 est capable de déclencher l'aspiration du volume donné d'eau d'épuration par la pompe 142 lorsque l'eau d'épuration dépasse le niveau maximum Nmax, et

un détecteur de niveau bas D2 installé dans la cuve 100, lequel détecteur D2 est capable d ^' arrêter l'aspiration de la pompe 142 lorsque l'eau d'épuration 105 atteint le niveau minimum N _min .

Les détecteurs de niveau D1 et D2 peuvent être des sondes à flotteur. Le prélèvement de ce volume donné d'eau d'épuration 105 ne nécessite pas l'arrêt de l'installation d épuration et ne perturbe pas son fonctionnement. Il permet d'assurer que la partie non-immergée 1 140 de l ^' encoche 1 14 reste libre (non-immergée) au cours du fonctionnement de cette installation. Il permet aussi de n'utiliser qu'une cuve 100 de faible capacité et de faible encombrement contrairement à une cuve (par exemple celle décrite dans WO2008/086814) qui soit doit avoir une plus grande capacité pour pouvoir stocker d'eau d'épuration 105 additionnée de la quantité d'eau et de liquide aqueux pulvérisée soit doit être vidangée après chaque cycle d'épuration de gaz de combustion ou lorsque le niveau d'eau d'épuration .105 monte à l'intérieur de la cuve 100 à un niveau tel qu'un fonctionnement correct de l'installation d'épuration ne peut plus être assuré.

Sur la figure 3, le point d'évacuation du volume prélevé d'eau d'épuration se présente sous la forme d'une cuve de collecte (143) dans laquelle est stockée l'eau d épuration prélevée, ou usée, avant son retraitement.

Sur la figure 4, ledit point d'évacuation se présente sous la forme d'un circuit de recyclage 150 permettant de traiter et refroidir l ^' eau d'épuration prélevée de la cuve 100.

En pratique, ce circuit de recyclage 150 intègre au moins un moyen de traitement 151 ; un moyen de refroidissement 152 et une conduite 153 qui relie la conduite d'aspiration 141 à la conduite 133.

Le moyen de traitement 151 reçoit, par l'intermédiaire de la conduite 141 , l'eau d'épuration 105 prélevée de la cuve 100 et permet de récupérer de l'eau purifiée au moins partiellement, en séparant les particules solides et, le cas échéant, les ions et les sels dissous de ladite eau d'épuration prélevée. Le traitement envisagé par le moyen 151 peut consister en un traitement par décantation, par centrifugation, par filtration (microfiltration ou, ultrafiltration) sur membrane(s) tangentielles, frontales ou semi-frontale(s) ou par filtration sur membrane d'osmose inverse.

Le moyen de refroidissement 152 est agencé en aval du moyen de traitement 151 . Il assure le refroidissement de l'eau qui sort du moyen de traitement 151 à une température inférieure à 15°C. Ce moyen 152 est, préférentiellement, un refroidisseur incluant un échangeur thermique du type tubulaire ou à plaque, équipé éventuellement au moins d'un thermostat. La conduite 153 dirige l'eau au moins partiellement purifiée et refroidie vers la conduite d'alimentation 1 33 du second moyen de pulvérisation 1 30. Elle peut notamment diriger l'eau purifiée vers le réservoir 1 37 dans lequel elle est stockée avant son utilisation par le second moyen de pulvérisation 30. Le fonctionnement du système de recyclage 150 peut être rendu automatique grâce aux deux détecteurs de niveaux D1 et D2 qui déclenchent respectivement la mise en marche et l'arrêt de la pompe 142.

Par ailleurs, une conduite d'alimentation 155 en eau du réseau distributeur peut être connectée au moyen de traitement 151 , éventuellement pour les lavages et/ou les rétro-lavages classiques.

Il est à noter que le moyen de traitement 151 peut éventuellement aussi servir à traiter l'eau d'épuration 105 évacuée par la conduite de vidange 1040 raccordée à l'orifice de vidange 104 de la cuve 100.

En pratique, l'installation d'épuration selon la présente invention est pourvue d'un moyen 1 15 pour mesurer le pH de l'eau d'épuration 105 afin de contrôler son état chimique, notamment sa basicité. Le moyen pour mesurer le pH peut. se présenter sous la forme d'une électrode de pH immergée dans la cuve 100, d'un papier pH, ou autre. Il y a lieu de noter qu'après une ou plusieurs opérations d'épuration des gaz de combustion, l'eau d'épuration 105 se trouve diluée par l'eau et le liquide aqueux pulvérisés respectivement par les moyens de pulvérisation 120 et 130. La valeur du pH de l'eau d'épuration 105 est de fait modifié suite notamment à la neutralisation des polluants gazeux acides des gaz de combustion. Il est donc souhaitable de prévoir un moyen pour ajuster ce pH à une valeur désirée supérieure à 7. Il est aussi souhaitable de prévoir un moyen pour renforcer ou modifier les propriétés physico-chimiques de l'eau d'épuration afin les adapter au mieux aux caractéristiques des gaz de combustion à épurer. A ces fins, l'installation selon la présente invention comporte avantageusement des moyens 160 (voir figure 5) pour injecter un additif chimique destiné à ajuster le pH d'eau d'épuration , à la valeur désirée supérieure à 7 et/ou à adapter (c'est-à-dire renforcer ou modifier) les propriétés physico-chimiques de l'eau d'épuration aux caractéristiques des gaz de combustion à épurer. Cet additif chimique est de préférence non toxique vis-à-vis de l'environnement. Un tel additif chimique peut être de l'eau d'épuration concentrée ou une solution aqueuse comprenant un ou plusieurs des composants de l'eau d'épuration 105 ou un réactif à la chaux ou au calcaire.

Typiquement, les moyens d'injection 160 comportent une conduite 162 raccordant un point (ou orifice) d'injection 161 de la cuve 100 à un réservoir de stockage 164 stockant ledit additif chimique. La conduite 162 est équipée d'une pompe doseuse 163, par exemple une pompe péristaltique, apte à prélever dans le réservoir de stockage 164 un volume déterminé V de l'additif chimique et à l'injecter dans la cuve 100 pour assurer l'ajustement du pH d'eau d'épuration 105 à la valeur désirée supérieure à 7 et/ou pour adapter l'eau d'épuration aux types de gaz de combustion à épurer. La pompe doseuse 163 peut être à déclenchement manuel, ou automatique notamment en réponse à un signal de commande fourni par les moyens de mesure du pH 1 15. La cuve 100 peut en outre être équipée d'un hublot 109 (voir figure 2 à 5) situé de préférence au niveau de la surface d'eau d ^' épuration 105. Ce hublot permet un contrôle visuel de l'eau d'épuration et de son niveau dans la cuve 100 en cours de l'opération d'épuration des gaz de combustion.

L'installation selon la présente invention est de préférence, dotée d'une unité de gestion électronique permettant de contrôler et de régler :

o la dépression à l'intérieur de la cuve 100, en commandant le moyen 108, o la pression et la température de l'eau pulvérisée dans le tube plongeur 1 10 par le premier moyen de pulvérisation 120, en commandant respectivement la pompe 125 et le refroidisseur 126,

c la pression et la température du liquide aqueux pulvérisé dans la cuve 100 par le second moyen de pulvérisation 130, en commandant respectivement la pompe 135 et le refroidisseur 136,

c le cas échéant, les moyens de prélèvement d'un volume donné d'eau d'épuration de la cuve 100, en commandant la pompe 142,

c le cas échéant, le système de recyclage 150 de l'eau d ^' épuration prélevée de la cuve 100, en commandant le moyen de traitement 151 et le moyen de refroidissement 152,

o le cas échéant, les moyens d'injection 160 de l'additif chimique dans la cuve 100, en commandant la pompe doseuse 163.

Par ailleurs, l'unité de gestion électronique est aussi configurée pour recevoir les informations adressées par le moyen de mesure de pH 105, par les détecteurs de niveau D1 et D2, le thermostat (non représentés) équipant le moyen de refroidissement 152 ainsi que les manomètres (non représentés) équipant les différentes pompes 125, 135, 142, 163 susceptibles d'être intégrées dans l'installation de la présente invention. Et au vu de ces informations, l'unité de gestion électronique commande selon le cas, les moyens ou organes correspondants. Typiquement l'unité de gestion électronique comporte au moins un interrupteur général et le cas échéant d'un dispositif d'arrêt d'urgence de type « coup de poing » pour assurer la sécurité du fonctionnement de l'installation de la présente invention.

La cuve 100, le tube plongeur 1 10, le moyen de pulvérisation 120, le moyen de pulvérisation 130 et les différents organes (par exemple le premier et le second moyen de pulvérisation 120 et 130; les conduites 107, 123, 133, 141 , 153, 162, 1040, les détecteurs D1 et D2) équipant éventuellement l'installation d'épuration selon la présente invention sont, de préférence, réalisés en acier inoxydable.

De manière générale, la cuve 100 est positionnée verticalement sur un bâti de support (non représentée). L'installation et le procédé proposés par la présente invention permettent de capter 100% des polluants particulaires et d'éliminer plus de 90% des polluants gazeux contenus dans les gaz de combustion industrielle.

L'agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l'invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. En particulier :

- le tube plongeur peut présenter plusieurs encoches,

- les moyens de refroidissement 126, 136 et 152 peuvent se présenter sous la forme d'un refroidisseur commun.

- La conduite 141 peut être équipée d'un moyen de mesure du pH (non représenté) de l'eau d'épuration prélevée, par exemple un pH-mètre ou un papier pH ou autre. Ce moyen de mesure du pH peut être utilisé à la place du moyen 1 15. - la conduite 1 13 de collecte des gaz de combustion peut être équipée d'un moyen pour déterminer la température des gaz de combustion entrant dans la cuve 100.

- la cuve 100 peut intégrer au moins un thermomètre (non représenté) pour surveiller la température de l'eau d'épuration 105 pendant le processus d'épuration des gaz de combustion.

- la cuve 100 peut aussi avoir une forme parallélépipédique.