LU86156A1 - Procede et dispositif pour extraire des liquides d'agregate et de melanges gaz-vapeur - Google Patents

Description

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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EXTRAIRE DES LIPOÏDES D'AGREGATS ET DE MELANGES GAZ-VAPEUR

Domaine technique de l'invention.

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La présente invention concerne un procédé et un dispositif de séparation d'une vapeur contenue dans un mélange gaz-vapeur et/ou.pour extraire au moins partiellement un liquide contenu dans un agrégat, par évaporation et entraînement dans un courant de gaz porteur parcourant 10 un circuit ouvert ou fermé, suivi d'une séparation d'au moins une partie dudit liquide contenu sous forme de vapeur dans le mélange vapeur-gaz porteur ainsi obtenu.

Dans la présente description, le terme évaporation est entendu dans un 15 sens très large qui inclut la production de vapeur au sein du gaz porteur par tout mécanisme quelconque, comme par exemple une réaction chimique telle que la combustion. De même, le terme agrégat est entendu dans un sens très large, qui n' inclut pas seulement des matériaux gorgés de liquide, comme de la laine lavée, de l'orge trempée, du 20 papier ou du carton en pâte, du plâtre, mais aussi des matériaux qui par réaction avec un gaz, par exemple par combustion, forment une vapeur mélangée à ce gaz. L* agrégat peut donc être par exemple du gaz v-; de méthanisation, du gaz naturel, des déchets consommables, du fioul, du charbon, de la tourbe, du lignite, brûlant dans 1' air. Il peut 25 aussi être une plante croissant dans une serre.

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Les termes èxergie, exergétique, se rapportent à la fraction de la chaleur qui est convertible de façon réversible en travail mécanique, par opposition à anergie, anergétique, qui se rapportent à la fraction 30 de la chaleur non convertible en travail mécanique. L' énergie calorifique est la somme de 1'exergie et de 1'anergie.

Les termes condensation acoustique se rapportent au processus de condensation supplémentaire de vapeur qui se produit au sein de 35 1'écoulement d'un mélange gaz-vapeur en cours de détente adiabatique quasi-isentropique lorsque le fluide en écoulement est soumis à un rayonnement sonore de forte intensité.

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Etat de la technique.

Les procédés connus de séchage au moyen d’air chaud faisant usage de compressions et détentes adiabatiques de l'air constituent des 5 applications du cycle de Brayton. Dans une partie de ces applications, l'air de séchage, prélevé à l'extérieur ou recyclé, est chauffé dans un échangeur de chaleur, puis amené au séchoir où il se charge de vapeur d'eau en perdant une partie de sa température. A la sortie du séchoir, 1'air est ensuite aspiré par un compresseur qui lui fait subir une 10 compression adiabatique, élevant ainsi sa température et son point de rosée. L' air ainsi comprimé passe ensuite dans ledit échangeur de chaleur où il se refroidit en cédant une partie de sa chaleur, et de celle de condensation de la vapeur qu' il contient, audit air de séchage. Ainsi partiellement refroidi, 1' air comprimé et humide passe 15 ensuite dans une turbine où il subit une détente adiabatique qui ramèpe sa pression et sa température au niveau voulu pour le recyclage, le condensât contenu dans le courant sortant de la turbine étant extrait par un séparateur de condensât, avant recyclage de 1' air de séchage. ?i 1'air n'est pas recyclé, il est rejeté à 1’ atmosphère après sa sortie 20 de la turbine, avec la vapeur et le condensât qu' il contient.

Dans les autres applications connues du cycle de Brayton, l’air de ,.

séchage, prélevé à 1' extérieur ou recyclé, est chauffé dans un échangeur de chaleur par 1' air humide sortant du séchoir. Il est 25 ensuite amené à 1' entrée d’une turbine où il subit une détente adiabatique qui réduit sa température à une valeur égale du même inférieure à la température atmosphérique, et sa pression à une valeur très inférieure à la pression atmosphérique. L' air ainsi détendu est ensuite réchauffé dans un échangeur de chaleur par 1’ air humide sortant 30 du premier échangeur de chaleur mentionné ci-avant. Il passe ensuite dans un compresseur qui ramène adiabatiquement sa pression au voisinage de la pression atmosphérique, et qui élève ainsi sa température au niveau requis à l'entrée du séchoir. Dans cette application, l'humidité contenue dans 1' air de séchage à la sortie su séchoir est condensée par 35 refroidissement quasi-isobare dans des échangeurs de chaleur.

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Les applications connues du cycle de Brayton au séchage font toutes usage, comme montré ci-avant, d'échangeurs de chaleur, outre les machines de compression et de détente adiabatiques. Ces échangeurs de chaleur sont des appareils lourds, coûteux et encombrants. En effet, 5 les surfaces d'échange et les sections de passage doivent être très grandes, les vitesses de passage des fluides gazeux à réchauffer ou refroidir devant rester petites pour éviter des pertes de charge prohibitives; de plus lesdits échangeurs de chaleur sont au moins en * partie soumis à des différences de pression substantielles entre fluide 10 chauffant et fluide chauffé et à des condensations pouvant être corrosives, qui d'une part sont des sources de pertes exergêtiques, et qui d'autre part nécessitent l'adoption de matériaux résistant à la pression et à la corrosion. C'est la nécessité de réaliser de grandes surfaces d'échange dans les matériaux susmentionnés qui conduit aux 15 poids et coûts élevés desdits échangeurs.

Ob.iets de 1' invention.

Un des objets de la présente invention est de fournir un procédé et un 20 dispositif améliorés pour extraire une vapeur d* un mélange gaz-vapeur, et/ou un liquide d'un agrégat, par évaporation dans un courant de gaz '-jÿ:'i porteur, suivie de séparation dudit liquide évaporé contenu dans ledit gaz porteur, avec un rendement énergétique suffisant pour pouvoir être praticable dans les domaines d’application mentionnés ci-après, sans .,T! 25 devoir recourir à des échangeurs de chaleur lourds, encombrants et coûteux comme les procédés et dispositifs connus. τ;.λ •

Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé et dispositif améliorés pour la séparation thermodynamique sous forme 30 liquide d'une vapeur mélangée à un gaz porteur, dans un séparateur thermodynamique ne nécessitant pas d'échangeur de chaleur, dans lequel l'énergie motrice fournissant le travail de séparation est essentiellement la différence de pression du mélange fluide entre son | ·' entrée et sa sortie dudit séparateur, et dans lequel ladite différence 35 de pression est compensée par une recompression mécanique du gaz i porteur par au moins une soufflante.

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Selon un premier aspect de la présente invention, le procédé du type susmentionné est caractérisé en ce qu' on condense au moins une partie de la vapeur contenue au sein du mélange ga2-vapeur, au cours d'une détente adiabatique quasi-isentropique fournissant du travail mécanique 5 dans une machine ayant qu moins un rotor, suivie de 1' extraction du condensât produit dans ledit mélange gazeux, puis d* une recompression adiabatique quasi-isentropique du mélange gazeux débarrassé du condensât, dans une machine ayant au moins un rotor.

10 De préférence, on met le travail mécanique produit par la détente adiabatique susmentionnée à profit pour la mise en oeuvre de la compression.

Avantageusement, le travail de compression complémentaire peut être 15 fourni par une source d'énergie extérieure.

Selon une forme d'exécution avantageuse, les gouttelettes de condensât produites dans le mélange gaz-vapeur au cours de la détente et après celle-ci sont soumises à une agglomération acoustique. De préférence, * .

20 la source de rayonnement acoustique est le bruit produit par 1' action des organes de la machine de détente et/ou de la machine de compression -· > sur le fluide qui les parcourt. ^ (

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Selon une autre forme d’exécution avantageuse, le mélange gaz-vapeur au * 25 cours de la détente est soumis à une condensation acoustique par des ondes -sonores de forte intensité produites par 1' action des organes de la machine de détente et/ou de la machine de compression sur le fluide qui les parcourt.

30 Suivant un autre aspect, la présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, ledit dispositif comportant fonctionnellement au moins : (a) une machine de détente adiabatique quasi-isentropique dudit 35 mélange, ayant au moins un rotor, suivie de f * « - 5 - t i b) un extracteur du condensât produit sous forme de fines gouttelettes dans le mélange ga2eux en cours de détente et après celle-ci, suivi de (c) une machine de compression adiabatique quasi-isentropique dudit 5 mélange gazeux, ayant au moins un rotor et ne faisant pas appel fonctionnellement à un échangeur de chaleur.

* Selon une forme d’exécution avantageuse, la compression s'effectue dans 10 au moins deux machines distinctes disposées en série par rapport à 1' écoulement, au moins 1’ une de ces machines étant un compresseur, précédé ou suivi d'au moins une soufflante, le(les) compresseurC s) mettant à profit le travail fourni par la détente.

15 Avantageusement, la machine de détente et le compresseur ont un rotor commun ou forment un groupe turbocompresseur ou un échangeur de pression à ondes de choc du type Lèbre.

Avantageusement, la machine de détente et/ou l’extracteur de condensât 20 met(tent) à profit l'agglomération acoustique, connue en soi, dont la source de rayonnement acoustique peut être le bruit produit par 1' action des organes de la machine de détente et/ou de la machine de * compression sur le fluide qui les parcourt.

25 Avantageusement, la machine de détente et/ou 1' extracteur de condensât produitsen)t en son (leur) sein et extrai( en)t une quantité supplémentaire de condensât, obtenue par condensation acoustique lors de la détente adiabatique quasi-isentropique, la source de rayonnement acoustique pouvant être le bruit produit par 1’ action des organes de la 30 machine de détente et/ou de la machine de compression sur le fluide qui les parcourt.

Dans le procédé et dispositif selon 1’ invention, un gaz porteur parcourant un circuit fermé est utilisé pour extraire une substance 35 liquide d'un agrégat, par évaporation de ladite substance. Le mélange de ladite vapeur avec ledit gaz porteur passe ensuite dans un séparateur thermodynamique dans lequel l'énergie motrice nécessaire au , travail de séparation est fournie sous forme de perte de charge du gaz /· 7 / / « - b - porteur entre son entrée et sa sortie du séparateur thermodynamique.

Ledit séparateur a pour effet de réduire substantiellement 1'excédent de la substance contenue à 1’état de vapeur dans le courant de gaz porteur qui le traverse, tandis que le courant dérivé par le séparateur 5 consiste essentiellement en ledit excédent ramené à 1'état liquide. Le gaz porteur ainsi débarrassé du surplus de vapeur qu' il contenait subit alors une compression adiabatique quasi-isentropique qui le ramène à la pression, la température, et 1’humidité qu' il avait en début de cycle.

Il revient alors à la section initiale du circuit où il est entré, pour 10 recommencer son parcours dudit circuit.

Alternativement, s’il est utilisé en circuit ouvert, le gaz porteur frais est chauffé, avant son entrée dans le séchoir, dans au moins un échangeur de chaleur à contre-courant, par le courant principal de gaz 15 porteur sec et chaud arrivé en fin de parcours du circuit de séchage et d'extraction.

En substance tous les besoins énergétiques à l'état de régime du procédé sont fournis sous forme d* énergie mécanique utilisée pour 20 actionner une ou plusieurs soufflantes qui entraînent le courant principal de mélange gazeux à 1'encontre de toutes les pertes de charge i**s- du circuit complet, qu'il soit ouvert ou fermé.

Dans une forme particulière d'exécution de l'invention, le séparateur 25 thermodynamique comprend principalement un groupe turbocompresseur autonome, c. à.d. une machine intégrant une turbine et un compresseur dans laquelle la turbine entraîne le compresseur sans fournir ou recevoir d'énergie mécanique de 1’extérieur. Dans le plénum d* entrée de la turbine, des moyens auxiliaires peuvent .être prévus pour stimuler le 30 processus de condensation qui se produit dans la partie turbine du séparateur, où le courant du mélange de vapeur et de gaz porteur subit une détente adiabatique, quasi-isentropique, provoquant la condensation partielle de la vapeur sous forme de Fines gouttelettes entraînées par le courant gazeux. Le courant sortant de la turbine sous la forme de 35 mélange gaz-vapeur chargé de gouttelettes de condensât, passe ensuite dans un extracteur de condensât de tout type connu, dans lequel a lieu la séparation dudit condensât, qui est ensuite extrait dudit fi “j // i-f j/tf d** & - 7 - séparateur. Le courant gazeux sortant de 1' extracteur est ensuite amqné à 1'entrée du compresseur dudit groupe turbocompresseur. Il subit daqs ledit compresseur une compression adiabatique, quasi-isentropique, qui porte sa température à un niveau plus élevé que celui du mélange 5 gaz-vapeur entrant dans la turbine. Ce courant sortant peut donc être utilisé comme source de chaleur utile.

Dans une forme particulière de réalisation de 1'invention, les ondes sonores produites par la turbine et/ou par le compresseur du groupe 10 turbocompresseur sont mises à profit de toute manière connue pour provoquer 1' agglomération acoustique des gouttelettes de condensât pendant la détente du mélange gaz-vapeur et pendant la séparation des gouttelettes dans 1* extracteur de condensât.

15 Dans une autre forme particulière de réalisation de l'invention, les ondes sonores produites par la turbine et ou par le compresseur du groupe turbocompresseur sont mises à profit pour provoquer, par superposition à la détente adiabatique quasi-isentropique du mélange gaz-vapeur, la condensation acoustique d'au moins une partie de la 20 vapeur contenue dans le mélange gaz-vapeur parcourant le séparateur, suivie d'extraction du condensât ainsi produit.

Une première application importante de 1'invention est le séchage industriel, dans lequel elle permet de récupérer la vapeur d'eau et sa 25 chaleur de vaporisation, contenues dans les mélanges air-vapeur sortant des sqchoirs, en utilisant des équipements robustes et peu coûteux, à faible consommation énergétique, c. à.d. une soufflante et un séparateur thermodynamique, au lieu d'appareils délicats et coûteux comme les pompes de chaleur à cycle de Rankine ou de Brayton.

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Une deuxième application importante de 1'invention est 1'extraction de gaz acides, tels que 1' anhydride sulfureux et les oxydes d'azote, des fumées produites par la combustion dans les chaudières, les fours, les incinérateurs, par condensation de la vapeur d'eau à laquelle ils sont 35 associés, en utilisant ledit équipement robuste et peu coûteux, dont la consommation énergétique est faible et plus que compensée par la récupération de la chaleur de condensation de la vapeur d'eau.

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One troisième application importante de 1’ invention est 1' extraction et la valorisation de la chaleur de condensation de la vapeur dans un mélange gaz-vapeur, en utilisant ledit équipement robuste et bon marché. Ladite application inclut les procédés et installations de 5 chauffage, de ventilatipn et de conditionnement d'air.

One quatrième application importante de l'invention est l'extraction de gaz et de vapeurs qui polluent 1' air rejeté dans 1' atmosphère par des installations de production industrielle.

10 D' autres applications de 1' invention apparaîtront de sa description détaillée.

L* invention peut être utilisée avantageusement pour sécher un agrégat 15 contenant de l'eau.

D' autres objets, avantages et particularités de la présente invention deviendront apparents à 1'homme de métier au vu de la présente description, ainsi que des revendications et dessins annexés.

20 A titre exemplatif et nullement limitatif, le procédé et le dispositif selon 1' invention sont décrits ci-après à 1'aide d'une application au séchage d'un agrégat au moyen d’un flux d* air chaud. ? 25 Brève description des dessins

La figure 1 montre une application de 1' invention au séchage industriel en circuit fermé.

30 La figure 2 montre, dans un diagramme température-entropie (T,S), le cycle thermodynamique parcouru par le gaz porteur lorsqu’il est utilisé à des fins de séchage industriel en circuit fermé.

La figure 3 montre comment 1' invention s' applique au séchage industriel 35 en circuit ouvert.

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Description détaillée des formes préférées d'application de ' 1* invention.

Dans l'application illustrée par la figure 1, le séchage a lieu dans, 5 une chambre 1 dans laquelle un agrégat, par exemple de 1’ orge germée gorgée d'eau 2, se trouve sur une claie 3. La soufflante 4 fonctionne en même temps que le brûleur 5 qui est alimenté par de l'air comburant 6 et du fioul 7» produisant des gaz de combustion 8 qui sont mélangés à 1' air de séchage q. Le brûleur 5 est réglé de manière à maintenir dans 10 la partie inférieure 10 de l’enceinte 1 la température de 1*air dç séchage au niveau requis.

Ledit air traverse la couche d'orge humide 2 et quitte ensuite l'enceinte 1 à travers sa partie supérieure 11 à une température qui 15 varie pendant l'opération de séchage, mais qui est inférieure de 20 à 30 °C à la température en 10. L’air humide sortant en 11 de l'enceinte 1 passe ensuite dans un conduit 12 qui l'amène au séparateur thermodynamique 13. Ce dernier sépare le flux entrant d'air humide en un flux sortant principal 14 d'air chaud dont la teneur en humidité a 20 été réduite, et un flux sortant dérivé 15> composé essentiellement d'eau froide qui est ensuite rejetée à 1' extérieur après remise en pression. Le flux principal 14 est amené à l’entrée de la soufflante 4 d'où il sort en 16 pour recommencer en 9 son parcours du circuit de séchage. Une vanne 17 est prévue pour permettre l'addition d'air 25 extérieur frais au flux 14 en vue de compenser les fuites ou les pertes de 1' installation complète vers 1' atmosphère extérieure.

Le séparateur thermodynamique 13 comprend un groupe turbocompresseur constitué d'une turbine de détente 18 entraînant un compresseur 19 par 30 un arbre 20, et un extracteur de condensât 21. La soufflante 4 est entraînée par un moteur électrique 22. Le flux 12 entrant dans la turbine 18 sort de celle-ci en 23 pour entrer dans l'extracteur 21, d'où le flux principal sort en 24 pour entrer dans le compresseur 19, et le flux dérivé sort en 15 vers l'extérieur.

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La figure 2 illustre dans un diagramme température-entropie (T, S) 1* état de régime du flux gazeux principal aux différentes étapes du *///’, / / / / 9 * - 10 - circuit parcouru par ce flux, schématisé à la figure 1. Le point 9 de la figure 2 représente 1'état de ce flux, sec et chaud, à 1* entrée du séchoir. Le point 12 représente 1'état de ce flux à la sortie du séchoir, dans lequel la température de l'air a diminué, cet air s'étant 5 chargé de vapeur d'eau. Dans la turbine 18, l'état du flux évolue de 12 à 23 en raison de la détente adiabatique quasi-isentropique qui s' y produit. L* état 23 est celui d'un mélange diphasique dont le composant gazeux est à l'état 24 et le composant liquide est à l'état 15. Le flux gazeux 24 entrant dans le compresseur 19 sort de celui-ci à l'état 14, 10 en raison de la compression adiabatique quasi-isentropique qui s'y produit. Enfin la soufflante 4 fait passer de 14 à 1b l'état du flux principal, qui devient ainsi identique à 1' état 9 qu’ il avait en début de cycle.

15 La courbe d'évolution de 9 à 12, et celle d'évolution de 23 à 24, sont très voisines de 1' isobare, car les pertes de .charge, d'une part entre l'entrée du séchoir 1 et l'entrée de la turbine 18, d'autre part entre l'entrée et la sortie de l'extracteur de condensât 21, sont petites par rapport aux différences de pression dans les machines 4,.18 et 19.

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La figure 3 montre le changement à apporter au circuit fermé de la figure 1 pour le transformer en circuit ouvert. Le flux principal 16 entre dans un échangeur de chaleur à contre-courant 25 d'où il est évacué à l'atmosphère en 26 après avoir réchauffé le flux d'air frais 25 extérieur entrant en 27 dans 1’ échangeur 25, dont il sort en 28 pour entrer en 9 dans la chambre 1. Les débits d'air frais et d'air usé dans 1' échangeur 25 sont égaux et aucune condensation ne s' y produit, ce qui conduit en tout point dudit échangeur à la même différence de température entre fluide chauffant et fluide chauffé. Par ailleurs les 30 pressions d* air frais et d’air usé sont égales aux pertes de charge près. Ces différentes caractéristiques correspondent aux conditions les plus avantageuses de coût d'investissement et de pertes exergétiques de 1' échangeur 25.

35 Comme montré par les figures 1 à 3, le procédé suivant 1’ invention est simple. En régime établi, 1'énergie requise par 1' opération du procédé est fournie en substance sous forme mécanique par la soufflante 4.

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La consommation de fioul nécessitée par le brûleur 5 n' est qu' une . petite fraction de ce qu'elle serait si le flux 12 était rejeté dans 1’atmosphère et si le flux d’air en 9 provenait entièrement de 1'atmosphère extérieure. Par comparaison avec les procédés connus, le 5 procédé suivant 1' invention permet de réduire la consommation d'énergie à une valeur minimale, sans nécessiter des frais élevés d'investissement et de maintenance. En effet, un brûleur 5 et une soufflante H sont nécessaires dans tous les procédés existants dans ce domaine de 1' invention. S' il est utilisé, 1' échangeur de chaleur 25 est 10 un équipement requis par tous les procédés qui permettent la récupération dans 1' air frais de la chaleur de 1' air usé. Ses coïts d'investissement et de maintenance sont modérés, pour les raisons exposées plus haut.

15 Le séparateur thermodynamique 13 est composé d'un turbocompresseur et d'un extracteur d'humidité, c’ est à dire d'éléments dont le fonctionnement est éprouvé de longue date, et qui existent tous deux sur le marché à des prix très bas parce que produits en séries importantes dans des conditions de forte concurrence pour d'autres 20 applications. En effet, les turbosoufflantes sont utilisées en grande quantité pour la suralimentation des moteurs à piston, depuis les plus petites cylindrées des moteurs d'automobile jusqu'aux plus grosses cylindrées des moteurs diesel de propulsion des navires. De telles turbosoufflantes de capacité encore plus élevée sont fabriquées en . 25 série comme constituants des turboréacteurs d’avions. Ces machines peuvent être adaptées très simplement aux conditions moins contraignantes qui caractérisent les applications de la présente invention. Quant aux extracteurs d'humidité, ils sont aussi utilisés très largement dans d'autres domaines, par exemple le séchage de vapeur 30 d'eau pure, contenant une certaine teneur en humidité liquide, par extraction des gouttelettes d* eau liquide dans les générateurs de vapeur et dans les turbines à vapeur.

En variante du groupe turbosoufflante du séparateur thermodynamique, on 35 peut utiliser un échangeur de pression à ondes de choc du type Lèbre, actuellement utilisé également pour la suralimentation des moteurs d’automobile en lieu et place du groupe turbosoufflante.

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Une autre variante consiste a alimenter la soufflante 4 par le flux 24 sortant de l'extracteur 21, et à la faire débiter le flui sortant 1b à l'entrée du compresseur 19, auquel cas c'est le flux 14 sortant dudit compresseur qui entre en 9 dans le séchoir 1.

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Une autre variante consiste à utiliser une turbine et/ou un extracteur de condensât qui produitsen)t en son (leur) sein et extrait en)t, outre le condensât produit par la détente, une quantité supplémentaire de condensât obtenue par condensation acoustique.

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Bien que la description du procédé et dispositif selon l'invention ait été faite pour 1' application particulière au séchage d'air humide, ledit procédé utilisant des appareillages similaires est applicable dans tous les cas où au moins un constituant d* un mélange gazeux 15 quelconque peut être extrait de celui-ci par une détente adiabatique quasi-isentropique provoquant la condensation partielle dudit constituant, suivie de séparation du condensât.

La composition du condensât ainsi obtenu résulte de la composition du 20 mélange gazeux traité. Par exemple si l'on applique le procédé selon l'invention aux fumées produites par des chaudières industrielles à charbon, le condensât ne sera pas de 1'eau pure, mais bien une solution dans 1'eau d'un ou plusieurs gaz présents dans les fumées, tels que S02, NO, N02i CO2, ....

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Cette^particularité permet de séparer non seulement des vapeurs aisément condensables, mais aussi des gaz difficiles à condenser, lorsqu' ils sont solubles dans le condensât des vapeurs aisément condensables. Ces dernières servent ainsi d'élément d'entraînement ou 30 de balayage.

Une insuffisance éventuelle de la quantité de ce dernier élément, et/ou de sa capacité d* absorber en phase liquide les gaz à séparer, peut être compensée par un ajout préalable au mélange gazeux à séparer, d'un 35 élément complémentaire sous forme gazeuse et/ou liquide (gouttelettes en suspension) et/ou solide (particules en suspension) pouvant assurer // / φ » -13-.

1'entraînement ou le balayage du gaz à séparer. Le SO2 par exemple peut être absorbé très aisément par un ajout d'acide acétique, lui-même aisément condensable, et absorbable par le condensât de vapeur d'eau, ce qui permet sa récupération intégrale et son recyclage après 5 traitement par tout moyen connu du condensât séparé qui le contient.

La gamme de vapeurs et de gaz qui peuvent être extraits par le procédé selon l'invention est très vaste, grâce au fait que le rapport entre la * pression du mélange gazeux à 1' entrée de la turbine et celle à la 10 sortie de la turbine, et/ou celle minimale instantanée dans 1* extracteur de condensât, peut être élevé. Plus élevé est ce rapport de pression, plus importante est la chute d* enthalpie lors de la détente adiabatique quasi-isentropique, plus grande est la chute de température correspondante, et plus efficace est la séparation obtenue 15 par condensation.

En fait, 1'invention peut s' appliquer en toute généralité à 1' extraction de tout liquide d'un agrégat. Cet agrégat peut être un mélange ou une combinaison de différents composants chimiques ou 20 isotopiques en proportions quelconques. Le liquide à extraire peut être un corps simple ou un mélange ou une combinaison de différents composants chimiques ou isotopiques en proportions quelconques. Le gaz porteur peut être constitué de tous composants en proportions quelconques, 25

Comme de nombreuses variantes de 1' invention peuvent être réalisées ’ dans le cadre de celle-ci, il doit être entendu que tout ce qui est exposé ici ou montré dans les dessins annexés l’est à titre indicatif , et nullement limitatif. .

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Claims (13)

1. Procédé de séparation d'une vapeur contenue dans un mélange gaz-vapeur et/ou pour extraire au moins partiellement un liquide 5 contenu dans un.agrégat, par évaporation et entraînement dans un courant de gaz porteur parcourant un circuit ouvert ou fermé, suivi de séparation d'au moins une partie dudit liquide contenu sous forme de vapeur dans le mélange vapeur-gaz porteur ainsi obtenu, caractérisé en v ce qu' on condense ladite vapeur au sein dudit mélange gazeux, au cours 10 d'une détente adiabatique quasi-isentropique fournissant du travail mécanique dans une machine ayant au moins un rotor, suivie de 1' extraction du condensât produit dans ledit mélange gazeux, et en ce qu'on effectue ensuite une compression adiabatique quasi-isentropique du mélange gazeux débarrassé de condensât dans une machine ayant au 15 moins un rotor.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu* on met le travail mécanique produit par la détente adiabatique susmentionnée à profit pour la mise en oeuvre de la compression. 20

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on fournit le travail de compression complémentaire à partir d'une source d'énergie extérieure.

4. Procédé selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on soumet le condensât produit au sein du mélange gaz-vapeur au cours de la détente à une agglomération acoustique.

5- Procédé selon 1' une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce qu' on soumet le mélange gaz-vapeur au cours de la détente à une condensation acoustique.

6. Procédé suivant 1' une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la source de rayonnement acoustique est le bruit 35 produit par 1' action des organes de la machine de détente et/ou de la machine de compression sur le fluide qui les parcourt. fi A* / . ..itt t» A. » - 15 - m ?. Dispositif de séparation d'une vapeur contenue dans un mélange gaz-vapeur et/ou pour extraire au moins partiellement un liquide contenu dans un agrégat, par évaporation et entraînement dans un courant de gaz porteur parcourant un circuit ouvert ou fermé, suivi de 5 séparation d* au moins une partie dudit liquide contenu sous forme de vapeur dans le mélange vapeur-gaz porteur ainsi obtenu, caractérisé en ce qu'il comporte fonctionnellement au moins : (a) une machine de détente adiabatique quasi-isentropique dudit 10 mélange, ayant au moins un rotor, suivie de (b) un extracteur du condensât produit sous forme de fines gouttelettes dans le mélange gazeux en cours de détente et après celle-ci, suivi de

15 Ce) une machine de compression adiabatique quasi-isentropique dudit mélange gazeux, ayant au moins un rotor et ne faisant pas appel fonctionnellement à un échangeur de chaleur.

8. Dispositif selon, la revendication 7, caractérisé en ce que la machine de compression adiabatique comprend au moins deux éléments distincts disposés en série par rapport à 1' écoulement, dont au moins 1' un est un compresseur, précédé ou suivi d'au moins une soufflante, 1'un au moins des éléments compresseurs mettant à profit le travail • 25 fourni par la détente.

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la machine de détente et la machine de compression ont un rotor commun.

10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la machine de détente et l'(les) élémentis) compresseurCs) forment au moins un groupe turbocompresseur. 1 Dispositif selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la 35 machine de détente et 1’ élément compresseur forment un échangeur de pression à ondes de choc du type Lèbre. Ί* 9 m - 1 b -

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11 caractérisé en ce que la machine de détente et/ou 1' extracteur du condensât comportéent) un dispositif connu en soi provoquant 1' agglomération acoustique du condensât produit en cours de détente et 5 subsistant après celle-ci.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12 caractérisé en ce que la machine de détente et/ou 1'extracteur de ' condensât comportéent) un dispositif provoquant la condensation 10 acoustique de la vapeur, et permettant l'extraction du condensât supplémentaire ainsi obtenu.

14. Dispositif suivant la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce que la source de rayonnement acoustique peut être le bruit produit par 15 l'action des organes de la machine de détente et/ou de la machine de compression sur le fluide qui les parcourt. 25 30 35 fl i f t'.f /. ml