Dispositif de réduction de la visibilité d'un panache de gaz émis par une cheminée

Abstract

 L'invention concerne un dispositif d'équipement d'une cheminée, en particulier d'une cheminée industrielle (1), destiné équiper une cheminée d'ambouchure de section de diamètre inscrit D d'ou est évacué un panache de gaz et destiné à réduire la visibilité de ce panache.
Il est monté sur l'embouchure de la cheminée et comporte des moyens de déviation (7) de l'écoulement du gaz en un panache tubulaire, l'épaisseur et de ce panache à sa sortie du dispositif étant inférieur à D/2.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de réduction de la visibilité d'un panache de gaz émis par une cheminée.

[0002] Elle concerne plus précisément un dispositif d'équipement d'une cheminée, en particulier d'une cheminée industrielle, destiné à équiper une cheminée d'embouchure de section de diamètre inscrit D d'où est évacué un panache de gaz et destiné à réduire la visibilité de ce panache.

[0003] Les gaz d'un système de combustion ou d'un procédé industriel sont généralement dispersés dans l'atmosphère au moyen d'une cheminée. Ces gaz peuvent contenir des substances qui produisent une coloration du panache d'importance proportionnelle à la concentration en substances colorantes et à l'épaisseur du panache.

[0004] Pour réduire ou même éliminer cette coloration du panache, il est classique de réduire la concentration en substances colorantes par exemple par traitement physico-chimique des gaz ou en modifiant les conditions opératoires du procédé qui génère les gaz ou en diluant les gaz avant leur évacuation par la cheminée.

[0005] Par exemple, dans le cas d'une installation comprenant successivement une turbine à combustion, une chaudière de récupération de chaleur et une cheminée, il est fréquent d'observer un panache de coloration brune dû à la présence de dioxyde d'azote dans les gaz. Pour réduire la visibilité du panache, il est usuel de diminuer la teneur en dioxyde d'azote, soit en traitant les gaz avant leur évacuation grâce à un système de dénitrification catalytique, soit en modifiant les réglages de combustion de la turbine, soit en procédant à une dilution dans de l'air des gaz avant leur évacuation.

[0006] La présente invention permet de réduire la visibilité d'un panache, grâce à un dispositif particulièrement simple adaptable à toutes cheminées, même existantes, ne nécessitant pas d'intervention sur l'installation de combustion en amont et de faible coût d'investissement.

[0007] Pour ce faire, le dispositif conforme à l'invention est monté sur l'embouchure de la cheminée et comporte des moyens de déviation de l'écoulement du gaz en un panache tubulaire, l'épaisseur e de ce panache à sa sortie du dispositif étant inférieur à D/2.

[0008] Selon un mode de réalisation préféré, lesdits moyens comprennent un organe d'obstruction centré sur l'axe longitudinal de la cheminée et délimitant avec elle un espace d'évacuation annulaire, de largeur e.

[0009] Avantageusement, ledit espace annulaire est, en section transversale, de rayon extérieur inscrit R2 et de rayon intérieur inscrit R1, la différence de ces deux rayons (R2-R1) étant inférieure à D/2.

[0010] Selon une première variante, ledit organe d'obstruction est tronconique, de section réduite disposée vers le bas.

[0011] Selon une seconde variante, ledit organe d'obstruction est conique, de sommet disposé vers le bas.

[0012] Ledit organe d'obstruction est d'angle au sommet β compris entre 45 et 140°

[0013] Avantageusement, l'embouchure de la cheminée est prolongée d'une paroi tronconique évasée vers le haut.

[0014] L'angle α formé par ladite paroi tronconique et la normale à la paroi de la cheminée est compris entre 20 et 80°.

[0015] Ladite épaisseur e est dimensionnée, de telle sorte que la vitesse du gaz en sortie du dispositif est inférieure à 30 m/s.

[0016] L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.

[0017] La figure 1 est une vue illustrant la visibilité d'un panache de gaz évacué d'une cheminée classique.

[0018] La figure 2 est une vue illustrant la visibilité d'un panache de gaz évacué d'une cheminée équipé du dispositif conforme à l'invention.

[0019] Les figures 3 et 4 représentent en coupe longitudinale deux variantes de réalisation du dispositif conforme a 1 'invention.

[0020] La figure 1 représente une cheminée 1 à embouchure circulaire 2 de diamètre D ou à embouchure polygonale dont le cercle inscrit est de diamètre, dit diamètre inscrit, égal à D. Un panache de gaz 5 de forme pleine s'évacue de cette embouchure 2. Un observateur situé au point 3 et regardant le panache 5 dans la direction matérialisée par la ligne 4, observe une coloration d'amplitude I due à une substance colorée contenue dans le gaz et proportionnelle au produit de la concentration moyenne C de la substance colorée dans le gaz et de l'épaisseur E du panache correspondante à la longueur du segment de la ligne 4 coupant celui-ci.

[0021] La figure 2 représente la même cheminée 1 équipé d'un dispositif 6 conforme à l'invention. Ce dispositif 6 est monté sur l'embouchure 2 et comporte des moyens de déviation de l'écoulement du gaz en un panache tubulaire 5', l'épaisseur de ce panache à sa sortie du dispositif étant inférieur à D/2, dont des modes de réalisation préférés seront décrits plus loin.

[0022] Le même observateur situé au point 3 observe une coloration d'amplitude I' proportionnelle au produit de la concentration moyenne C de la substance colorée dans le gaz et de l'épaisseur E1+E2 du panache correspondante à la somme des longueurs des segments de la ligne 4 coupant celui-ci.

[0023] E1+E2 est inférieur à E et l'amplitude de la coloration du panache ainsi obtenu est inférieure à celle du panache obtenue avec la cheminée 1 non équipée.

[0024] De plus, dans ce calcul, la concentration est supposée constante. Or compte tenu de la forme du panache, on obtient une dispersion plus importante du panache et la concentration est légèrement inférieure grâce au dispositif d'équipement 6 de la cheminée, ce qui diminue encore plus l'amplitude de la coloration.

[0025] La figure 3 est une première variante de réalisation du dispositif d'équipement 6.

[0026] Lesdits moyens de déviation comprennent un organe d'obstruction 7 centré sur l'axe longitudinal de la cheminée 1 et délimitant avec elle un espace d'évacuation annulaire 8, de largeur e.

[0027] Cet organe d'obstruction 7 est conique, de sommet disposé vers le bas, d'angle au sommet β compris entre 45 et 140° et est maintenu par des goussets plats 9 ou équivalents sur la paroi de la cheminée 1.

[0028] Une seconde variante de réalisation est représentée sur la figure 4.

[0029] Lesdits moyens de déviation comprennent un organe d'obstruction 7 centré sur l'axe longitudinal de la cheminée et délimitant avec elle un espace d'évacuation annulaire 8, de rayon extérieur inscrit R2 et de rayon intérieur inscrit R1, la différence de ces deux rayons (R2-R1) étant inférieure à D/2.

[0030] L'organe d'obstruction 7 est tronconique, de section réduite disposée vers le bas. La cheminée 1 est ici prolongée d'une paroi tronconique 11 évasée vers le haut, d'angle α formé avec la normale à la paroi de la cheminée compris entre 20 et 80°, qui canalise l'écoulement du flux de gaz. Cette paroi tronconique 11 peut être fixée au sommet de la cheminée 1 par des moyens mécaniques divers, par exemple emboîtage, vissage ou équivalents, et de préférence par soudage.

[0031] De préférence, la dimension e est choisie, afin d'obtenir un vitesse du gaz en sortie de l'espace d'évacuation 8 comprise entre 6 et 30 m/s.

[0032] Le dispositif conforme à l'invention présente les avantages suivants:

• simplicité d'installation y compris pour les cheminées existantes,
• faible coût d'investissement par rapport à un traitement physico-chimique du gaz,
• absence de maintenance particulière,
• absence d'interférence significative avec l'installation en amont,
• faible consommation énergétique en raison de la faible perte de charge du dispositif.

Revendications

1. Dispositif d'équipement d'une cheminée (1), en particulier d'une cheminée industrielle, destiné à équiper une cheminée (1) d'embouchure de section de diamètre inscrit D d'où est évacué un panache de gaz (5) et destiné à réduire la visibilité de ce panache (5), caractérisé en ce qu'il est monté sur l'embouchure (2) de la cheminée (1) et comporte des moyens de déviation de l'écoulement du gaz en un panache tubulaire (5'), l'épaisseur e de ce panache (5') à sa sortie du dispositif (6) étant inférieur à D/2.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un organe d'obstruction (7) centré sur l'axe longitudinal de la cheminée (1) et délimitant avec elle un espace d'évacuation annulaire (8), de largeur e.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit espace annulaire (8) est, en section transversale, de rayon extérieur inscrit R2 et de rayon intérieur inscrit R1, la différence de ces deux rayons (R2-R1) étant inférieure à D/2.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit organe d'obstruction (7) est tronconique, de section réduite disposée vers le bas.

5. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit organe d'obstruction (7) est conique, de sommet disposé vers le bas.

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit organe d'obstruction (7) est d'angle au sommet β compris entre 45 et 140°.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embouchure (2) de la cheminée (1) est prolongée d'une paroi tronconique (11) évasée vers le haut.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle α formé par ladite paroi tronconique (11) et la normale à la paroi de la cheminée (1) est compris entre 20 et 80°.

9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite épaisseur e est dimensionnée, de telle sorte que la vitesse du gaz en sortie du dispositif (6) est inférieure à 30 m/s.

Dessins