La présente invention a pour objet des filtres à gaz
et plus particulièrement des filtres destinés à éliminer de fines particules, de gaz chauds.
Le nettoyage des gaz dans les installations industrielles, par exemple des gaz sortant des cheminées de foyers ouverts,' constitue un problème grave et urgent, spécialement dans les régions industrielles à population dense, et les filtres connus ne satisfont pas aux exigences admises d'une élimination à 95 % des contaminants. Le problème est même rendu plus aigu lorsque les gaz sont chauds, puisque la fumée s'échappe des foyers à
des températures comprises environ entre 600*0 et ÔOO[deg.]C et que même l'existence de chaudières de récupération ne réduit de <EMI ID=1.1>
filtres.mécaniques faits en matière résistant aux températures élevées ont une durée d'utilisation courte et par suite doivent être remplacés fréquemment, ce qui rend leur usage non économique, en plus du fait que de tels filtres réfractaires n'éliminent pas des fumées dont les dimensions de particules sont généralement inférieures à 0,5 micron. Des tentatives ont également été faites pour agglomérer les particules de fumées inférieures au micron et faire passer ensuite ces fwnées à travers divers filtres mécaniques. On a proposé d'impartir un mouvement continu aux lits filtrants pour leur maintenir une grande efficacité et éviter le colmatage de la matière réfractaire, mais de tels filtres nécessitent des appareils coûteux, compliqués et volumineux.
La laine minérale est la matière préférée pour constituer les lits filtrants réfractaires, bien qu'elle ne possède pas en fait une résistance
à la traction suffisante en raison de sa fragilité et de son incapacité à supporter les vibrations auxquelles le filtre
est soumis. On surmonte cette difficulté en prévoyant un ou plusieurs écrans en fil métallique, mais il a également été proposé d'imprégner le matelas filtrant d'un milieu approprié pour maintenir le degré désiré de porosité. Toutefois de
tels matelas filtrants doivent également être remplacée après une durée d'usage relativement courte, car les gaz chargés pénètrent dans les pores du matelas et les particules solides s'y accumulent au moins en partie, ce qui a pour résultat de réduire la porosité et de créer par la suite une résistance plus forte au passage des gaz.
Le filtre suivant l'invention fournit une solution satisfaisante aux problèmes énumérés ci-dessus, en ceci que:
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longues durées; b) il est de résistance suffisante pour supporter les contraintes mécaniques; c) il évite le colmatage du matelas filtrant réfractaire par l'élimination de la matière solide avant l'entrée des gaz dans le matelas proprement dit; d) il permet de façon simple et appropriée l'élimination des contaminants séparés; e) il permet un contrôle efficace de la porosité; f) il permet le passage de gaz sans l'utilisation de ventilateurs de refoulement;
g) il assure un degré supérieur de filtration;
h) il peut: être fabriqué à partir de matières courantes..
Le filtre objet de l'invention comprend un support consistant en un matelas mince de matière réfractaire, qui est armé par un ou plusieurs écrans en fil de fer à mailles et,
s'il y a deux écrans, est raidi de préférence par des fils métalliques ou cavaliers pour constituer une ossature solidaire rigide. Le filtre proprement dit est appliqué sur une surface exposée de ce support sous la forme d'une pellicule mince, et consiste en une couche de silicate de sodium ou de potassium comme véhicule d'une poudre fine de stéatite, de graphite, d'aluminium ou de matières semblables. Avant son application,
le silicate véhicule est dilué à l'eau et on lui ajoute des quantités appropriées de matière pulvérulente pour obtenir
le degré de porosité voulu. Comme tous les éléments du filtre peuvent résister à des températures élevées des gaz d'échappement et comme la matière solide est empêchée de pénétrer dans le filtre et de le colmater, le filtre peut être utilisé pendant des années sans être remplacé, et conserver cependant le même
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dépassant celui de tout filtre à gaz connu du commerce. La pel-licule filtrante unie peut être facilement nettoyée, lorsque cela est nécessaire, puisque les particules séparées s'accumuleront seulement à sa surface, en laissant subsister inchangées sa porosité et celle du matelas support.
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, on utilise un support fait d'un matelas de laine minérale et l'on insère un écran d'armature à l'intérieur de ce matelas ou bien l'on garnit ses deux faces d'écrans de renforcement. Ces écrans peuvent être reliés entr'eux par un certain nombre de cavaliers métalliques ou par un fil continu en acier inoxydable. Cependant de telles structures, de type habituel servent seulement de supports à la composition filtrante objet de l'invention, qui est appliquée sur là face exposé� du support et qui peut avoir une porosité réglée, que l'on modifie en faisant varier les proportions et dimensions de particules de ses ingrédients.
La pellicule filtrante est rendue adhérente à la manière d'un ciment à la surface du support par traitement à des températures élevées et l'action filtrante a lieu avant que les gaz ne pénètrent dans le matelas de matière réfractaire formant support. Bien que certaines autres substances puissent posséder les propriétés requises, on a trouvé que le silicate de sodium
-ou de potassium est un bon véhicule pour les poussières céramiques ou métalliques nécessaires à la préparation des peintures filtrantes devant être appliquées sur le matelas réfractaire armé. Comme il est important que la composition filtrante reste poreuse après séchage et après cuisson subséquente à environ' <EMI ID=4.1>
Un excès d'eau s'opposera à ce que la pellicule adhère au support. Les résultats expérimentaux justifient un mélange d'environ
deux parties en volume d'eau pour environ une partie en volume
de silicate véhicule.
Des poussières céramiques et métalliques telles que graphite, aluminium ou stéarite, sous forme finement divisée, sont considérées être des ingrédients satisfaisants de la peinture filtrante pour réduire ses pores dans la mesure désirée et pour former une surface unie et glissante,,dont les contaminants peuvent être enlevés par battage. Des essais simples détermineront les proportions désirées des ingrédients.
Diverses autres caractéristiques et avantages du filtre objet de l'invention ressortiront des explications plus détail.. lées données au cours de la description suivante de quelques formes d'exécution préférées à l'heure actuelle, en référence aux représentations données par les dessins annexés, dans lesquels les chiffres de référence semblables désignent des éléments similaires et:
la figure 1 est une vue frontale du filtre objet de l'invention, l'écran frontal étant partiellement arraché;
la figure 2 est une coupe verticale,prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe semblable à celle de la figure 2 montrant un fil métallique comme moyen pour relier entr'eux les écrans; <EMI ID=5.1> échelle d'une portion du filtre représenté à la figure 1; la figure 5 est une coupe à plus grande échelle prise à travers une variante du filtre objet de l'invention; , la figure 6 est une représentation quelque peu schématique de l'action filtrante de la composition d'enduit objet de l'invention; la figure 7 est une coupe verticale d'une chambre filtrante contenant plusieurs éléments filtrants suivant l'invention installés dans cette chambre, et <EMI ID=6.1> de la figure 7.
En se référant pour le détail aux formes d'exécution représentées et plus particulièrement aux figures 3 et 4 on peut voir que l'élément filtrant 10 comprend un support rigide consis-
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férence en acier inoxydable, un matelas mince fabriqué d'avance en matière réfractaire 12, de préférence en laine minérale,
et un certain nombre de cavaliers en fil métallique 13 placés à intervalles pour former du tout un ensemble rigide. En cours d'emploi, le matelas est exposé aux gaz chargés par sa surface qui est munie d'un enduit filtrant 14, consistant en silicate de sodium ou de potassium comme véhicule d'une poudre finement divisée, céramique ou métallique, telle que d'aluminium, de stéatite ou de graphite. Avant d'appliquer sur le support le véhicule au silicate on le dilue à l'eau pour lui conférer le degré désiré de porosité et de pouvoir d'adhérence permanente au support. Le véhicule ou peinture est appliqué au support à des températures peu élevées et il est rendu adhérent à ce support comme un ciment par traitement à des températures élevées pou-
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6, les particules microscopiques de poussière ou de fumée 15 se heurtent à la pellicule 14 et, incapables de pénétrer dans
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elles sont périodiquement enlevées par battage pour tomber au fond de la chambre de filtrage. Les gaz épurés traversent alors le matelas support 12 qui, bien que constituant en soi un filtre, sert seulement de support perméable pour le filtre réel 14 et permet le passage des gaz. La durée du filtre est par cela même
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mulera dans les pores du matelas réfractaire 12 et que tous les éléments du filtre sont capables de supporter les températures élevées de gaz filtrés.
La figure 3 montre un support similaire, dans lequel un <EMI ID=11.1>
fil métallique 13. Ce fil peut être mis en place sur le support par des machines à coudre spéciales. Il est évident que le support peut être rendu rigide d'un certain nombre de manières différentes, la condition essentielle étant que le moyen liant résiste aux températures que peuvent avoir les gaz filtrés. Au lieu
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Il.[pound] (voir figure 5) noyé dans le matelas réfractaire 12 de manière bien connue dans la technique de la fabrication des filtres et appliquer la pellicule filtrante 14 sur l'une ou l'autre des surfaces exposées du matelas 12.
La dimension et l'épaisseur du matelas 12 fabriqué d'avance en matière réfractaire sont choisies en accord avec la surface filtrante désirée et le filtre en entier 10 peut être monté dans un châssis de filtre habituel ou installé dans le conduit de toute autre manière. Un matelas réfractaire satisfaisant peut être constitué par celui qu'on connaît dans le commerce sous le nom de "papier filtre céramique", qui est capable de
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mm, afin d'offrir au passage des gaz une résistance minimum. Le présent filtre ne requiert donc pas l'emploi d'un ventilateur de refoulement, qui est nécessaire lorsqu'on utilise des filtres céramiques de 50 mm ou plus d'épaisseur.
Une forme appropriée de chambre filtrante est représen-
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conduit 17, puis passent un ou plusieurs filtres parallèles 10 en traversant leur couche filtrante 14 respective. Les filtres
10 sont montés dans des châssis 20. Les gaz nettoyés sont évacué! par le conduit 18 muni d'un registre 19. La poussière et les fumées séparées 15 s'accumulent sur le fond de la chambre 16
et peuvent être évacuées périodiquement.
Les ingrédients unis et glissants du silicate formant véhicule permettront par battage du filtre l'élimination facile de la poussière accumulée et pourront supporter les températures élevées des gaz filtrés. On règle la porosité de la pellicule
14 en faisant varier les dimensions de particules de la poussière <EMI ID=15.1>
et le mode d'application de la composition d'enduit 14 sont donnés dans un but seulement explicatif et ne doivent pas être. interprétés dans le sens d'une limitation.
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Trois parties en volume de silicate de sodium étaient mélangés à six parties en volume d'eau et on ajoutait une partie en volume de poudre d'aluminium passant au tamis de 325 mailles au pouce carré. Le mélange était appliqué sur la surface d'un papier de laine minérale renforcé et était cimenté à celui-ci à
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de sodium et deux parties en volume d'eau, était appliquée et cimentée à un matelas réfractaire armé, de la même manière qu'on l'a décrit dans l'exemple I.
EXEMPLE III
Trois parties en volume de stéatite finement divisée, deux parties en volume de silicate de sodium et quatre parties en volume d'eau étaient mélangées, et le mélange était appliqué et cimenté sur un matelas de laine minérale armé, de la même
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Il ressort de la description précédente que l'on obtient un filtre très efficace et économique pour le filtrage de gaz chauds, qui diffère des filtres connus en ce que la matière solide est séparée du milieu fluide avant l'entrée de celui-ci dans les couches perméables du filtre. Ceci est assuré par:la fine pellicule appliquée sur le matelas réfractaire perméable, celui-ci pouvant être coupé à toutes dimensions et formes et la valeur de la porosité de la pellicule filtrante pouvant être variée par la proportion de ses ingrédients.
Bien que l'on ait représenté et décrit 'certaines formes d'exécution préférées du filtre objet de l'invention, divers changements et modifications dans les proportions et
le choix des matériaux indiqués ou de leurs équivalents peuvent être faits par ceux qui sont versés dans la technique considérée et il ne faut donc pas regarder l'invention comme limitée aux détails des filtres représentés et décrits, mais seulement selon les caractéristiques qui se dégagent du présent mémoire.