FR2477428A1 - Procede et dispositif destine a extraire les particules entrainees en un courant gazeux - Google Patents

Abstract

IL EST DECRIT UN SYSTEME, A LIT GRANULAIRE, COLLECTEUR DE POUSSIERE, DANS LEQUEL LE LIT GRANULAIRE D'UN PANNEAU DE FILTRAGE 30 EST REGENERE, LORSQUE LA CHOSE EST NECESSAIRE, EN INTERROMPANT LE FLUX DE GAZ A TRAVERS LE PANNEAU, EN VIDANGEANT LE MATERIAU GRANULAIRE DE FILTRAGE DU PANNEAU, EN DEPOUSSIERANT LE MATERIAU DE FILTRAGE POUR DELOGER ET SEPARER LA POUSSIERE 14 COLLECTEE DES GRANULES, EN RECHANGEANT LE MATERIAU GRANULAIRE DE FILTRAGE DANS LE PANNEAU DE FILTRAGE ET EN RETABLISSANT LE FLUX DE GAZ A TRAVERS LE PANNEAU. UN PANNEAU DE FILTRAGE 30 OU PLUSIEURS PANNEAUX MONTES EN PARALLELE, PEUVENT ETRE DESSERVIS, DE PREFERENCE SUCCESSIVEMENT, PAR UN DISPOSITIF DE DEPOUSSIERAGE CONSTITUE DE PLUSIEURS SURFACES 10 QUI SONT INCLINEES PAR RAPPORT A LA VERTICALE ET SONT ESPACEES, TANT VERTICALEMENT QUE HORIZONTALEMENT, DE SORTE QUE LE MATERIAU DE FILTRAGE TOMBE EN CASCADE D'UNE SURFACE A L'AUTRE, TANDIS QUE LA POUSSIERE 14 TOMBE ENTRE LES SURFACES.

Description

La présente invention a trait à un appareil de filtrage

à lit granulaire et, plus particulièrement, à un système à lit granu-

laire destiné à filtrer et recueillir les particules de très faibles dimensions entraînées par des courants gazeux. L'invention a, en outre, trait à un procédé de séparation des particules entraînées et du courant

gazeux qui les entraîne.

Les Filtres à lit granulaire sont couramment utilisés pour collecter la poussière dans les systèmes d'échappement de processus chauds. Un type de filtre à lit granulaire utilisé à cet effet est, par

exemple, celui illustré dans BERZ, Brevets US, nO 3.868.237. et 3.871.

846. Dans un tel filtre, les gaz d'échappement contaminés par les pous-

sières, après avoir traversé un séparateur cyclone, traversent, de haut

en bas, un filtre à lit granulaire horizontal o la poussière est pié-

gée. Lorsque le lit est chargé de poussières, on y insuffle, de bas en haut, un gaz de contrecourant afin de déloger, de préférence en gros

morceaux agglomérés, la poussière collectée et l'emporter jusqu'au cy-

clone qui la séparera du gaz de contrecourant. Le gaz de contrecourant

rejoint le flux entrant de gaz contaminé puis aboutit, pour y 8tre dé-

poussiéré, à un autre filtre à lit granulaire du système.

Des filtres à lit granulaire de ce type, faisant appel à un lit stationnaire et à un temps de contrecourant, fonctionnent de façon fort satisfaisante pour de nombreuses applications, telles que le dépoussiérage des effluents gazeux de cimenteries. Cependant, ce type

de système présente certains inconvénients qui en limitent les appli-

cations: un tel système est, par exemple, en général impropre à la sé-

paration de particules de dimensions inférieures au micron, car il fau-

drait employer à cet effet un matériau granulaire à maille trop fine pour en permettre un dépoussiérage efficace par contrecourant, car le flux gazeux à contrecourant entratnerait hors du lit les fins matériaux granulaires. On ne peut simplement augmenter l'épaisseur du lit car on augmenterait ainsi la chOte de pression à la traversée du lit, d'o un accroissement excessif des coOts de fonctionnement du système. Une autre limitation de ce type de système est qu'il n'est capable d'extraire du système que la poussière agglomérée en morceaux suffisamment gros pour Atre séparés par le cyclone. La poussière non agglomérée a tendance à

s'accumuler simplement dans le système, d'o l'on doit finalement l'en-

lever par d'autres méthodes.

Un autre filtre à lit granulaire disponible sur le marché, du type illustré par exemple dans le Brevet US nO 4.017.278,

accordé à Reese, fait appel à un lit granulaire, disposé en une cham-

bre verticale et habituellement en mouvement continuel. Ce système sup-

prime la nécessité de temps, distinct, de dépoussiérage ou soufflage à contrecourant du lit granulaire. Le mouvement de ce dernier est, toutefois, d'un effet préjudiciable au dépoussiérage du lit gazeux et

la quantité de poussière collectée est inférieure à celle que collec-

terait un lit granulaire totalement immobile. En outre, les granules aux extrêmes bords extérieurs de la chambre de filtrage ne se déplacent pas verticalement vers le bas, comme ceux à l'intérieur du lit, car l'alimentation continue en matériau de filtrage ne laisse pas d'espace

d'écoulement entre les ouies des parois du filtre. Un dépoussiérage ex-

térieur du matériau granulaire le débarrasse de la poussière provenant

du système.

Il est par conséquent besoin d'un système de filtrage à à lit granulaire qui soit capable de retenir efficacement des particules de dimensions inférieures au micron-et dont tant l'installation initiale que le fonctionnement soient économiques. Les filtres à lit granulaire

sont en général d'un mauvais rendement énergétique.

Il est également besoin d'un système de filtrage à lit granulaire doté d'un meilleur dispositif de dépoussiérage du matériau, épuisé, granulaire de filtrage. Les méthodes traditionnelles, telles que

l'insufflation à contrecourant et l'utilisation d'écrans vibrants pré-

sentent des inconvénients tels que: engorgement, usure et forte consom-

mation d'énergie.

Un des objets de la présente invention est, par consé-

quent, la réalisation d'un appareil, amélioré, de filtrage à lit gra-

nulaire. Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un appareil, amélioré, de filtrage à lit granulaire qui puisse être utilisé pour séparer économiquement des particules de dimensions inférieures au

micron d'un flux gazeux contaminé.

Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un appareil, amélioré, de filtrage à lit granulaire qui soit de fabrication et de fonctionnement économiques et dont la consommation en énergie soit réduite. Un objet particulier de l'invention est la réalisation d'un appareil, amélioré, de filtrage à lit granulaire doté d'un système

plus performant de dépoussiérage du matériau granulaire.

Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé amélioré de séparation des particules et, tout spécialement, de particules de très

faibles dimensions, contaminant un courant gazeux.

Pour la réalisation des objets énumérés ci-dessus, il a été conçu, conformément à l'un des aspects de la présente invention, un appareil,

destiné à extraire les particules entraînées en un courant gazeux, cons-

titué d'une enceinte, généralement quelconque, étanche au gaz, d'une en-

trée de gaz, destinée à l'introduction, dans la partie centrale de l'en-

trale de l'enceinte, du courant gazeux contenant les particules; de

plusieurs panneaux de filtrage, disposés verticalement et de façon à en-

tourer la partie centrale de l'enceinte, ces panneaux de filtrage étant

prévus pour recevoir, comme agent de filtrage, un lit de matériau granu-

laire; d'une sortie distincte de gaz dépoussiéré provenant de chacun des panneaux de filtrage, déterminant ainsi plusieurs circuits distincts

pour le flux du gaz, de la partie centrale de l'enceinte, à travers cha-

cun des panneaux de filtrage, à la sortie de gaz dépoussiéré correspon-

dant à chacun des panneaux de filtrage, les particules contenues dans le courant gazeux traversant chaque panneau de filtrage étant ainsi piégées dans le matériau granulaire de filtrage; de dispositifs de fermeture sélective de chacune des sorties de gaz dépoussiéré, afin de diminuer temporairement le nombre de circuits distincts de flux gazeux en service;

de dispositifs, situés à la partie supérieure de l'enceinte, d'alimenta-

tion sélective de chacun des panneaux de filtrage en matériau granulaire de filtrage; de dispositifs de vidange sélective du matériau granulaire

de filtrage de chacun des panneaux de filtrage; d'un dispositif, en po-

sition centrale sous l'enceinte, de séparation du matériau granulaire, vidangé des panneaux de filtrage, des particules qui y sont piégées, ce dispositif de séparation étant associé à chacun des panneaux de filtrage

pour recevoir le matériau granulaire de filtrage qui en a été sélective-

ment vidangé; et d'un dispositif de transfert du matériau granulaire de

filtrage dépoussiéré du dispositif de séparation aux dispositifs d'ali-

mentation en matériau de filtrage situés à la partie supérieure de l'en-

ceinte. Le dispositif de séparation comprendra, de préférence, plusieurs surfaces, de préférence des plaques tronconiques inversées disposées de façon concentrique, placées au-dessous du point de décharge du dispositif

de vidange du matériau granulaire de filtrage des panneaux filtrants.

Ces surfaces sont suffisament dures pour que le matériau granulaire de filtrage rebondisse après les avoir heurtées du fait de la force de

gravité. Les surfaces sont inclinées par rapport à la verticale et es-

pacées l'une de l'autre, tant horizontalement que verticalement, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe

en cascade, de surface en surface, tandis que les particules qui ac-

compagnent le matériau granulaire de filtrage, tombent dans les espaces

horizontaux entre les surfaces.

Selon un autre aspect de la présente invention, il a

été également conçu un appareil, destiné à éliminer les particules en-

traînées en un courant gazeux, constitué d'une enceinte dotée d'une

entrée du gaz contaminé par les particules et d'une sortie du gaz dé-

poussiéré; d'au moins un lit-filtre de matériau granulaire de filtra-

ge, disposé dans l'enceinte entre l'entrée et la sortie des gaz, afin

de déterminer un circuit de flux gazeux, de l'entrée à la sortie à tra-

vers le lit-filtre; d'un dispositif pour vidanger le lit-filtre du ma-

tériau granulaire de filtrage; d'un dispositif, associé à l'enceinte, de séparation des paricules, dont le flux gazeux a été débarrassé par

le filtrage, du matériau granulaire de filtrage provenant du lit-filtre.

Le dispositif de séparation se compose de plusieurs surfaces, placées audessous du point de décharge du dispositif de vidange du matériau

granulaire de filtrage du lit-filtre. Ces surfaces sont suffisament du-

res pour que le matériau granulaire de filtrage rebondisse après les

avoir heurtées du fait de la force de gravité et sont inclinées par rap-

port à la verticale et espacées l'une de l'autre, tant horizontalement que verticalement, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe en cascade, de surface en surface, tandis que les particules qui accompagnent le matériau granulaire de filtrage tombent dans les espaces horizontaux entre les surfaces. L'espacement horizontal est, de préférence, plus grand entre paires de surface du bas qu'entre paires de surfaces du haut. Il est nettement préférable que lesdites

surfaces se composent de plusieurs plaques métalliques tronconiques in-

versées et que le dispositif de séparation comprenne en outre un carter conique inversé, enfermant les plaques, à peu près de même diamètre que

l'enceinte et à peu près coaxial de cette dernière.

La présente invention fournit également un processus, d'élimination des particules entraînées en un courant gazeux, comprenant les phases ciaprès: faire passer le gaz pollué par les particules à travers au moins un premier filtre de matériau granulaire de filtrage, piégeant ainsi les particules dans le matériau granulaire de filtrage; vidanger le matériau granulaire de filtrage, contenant les particules, du lit-filtre; séparer les particules retenues par le matériau granu- laire de filtrage dudit matériau vidangé du lit-filtre, cette phase de séparation comportant la chOte en cascade du matériau granulaire de filtrage sur plusieurs surfaces suffisamment dures pour que le matériau granulaire de filtrage rebondisse en les heurtant du fait de la force de gravité, lesdites surfaces étant inclinées par rapport à la verticale et espacées l'une de l'autre, tant horizontalement que verticalement, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe en

cascade, de surface en surface, tandis que les particules qui accompa-

gnent le matériau granulaire de filtrage tombent dans les espaces hori-

zontaux entre les surfaces; recueillir le matériau granulaire de fil-

trage ainsi dépoussiéré et en recharger le lit-filtre.

De préférence, le processus comportera également les phases ci-après: faire passer le gaz pollué de particules également à

travers au moins un deuxième lit-filtre de matériau granulaire de fil-

trage, placé sur le flux gazeux en paralèle avec le premier lit-filtre; interrompre le passage du gaz à travers le premier lit-filtre; vidanger le matériau granulaire de filtrage du premier lit-filtre: soumettre le matériau de filtrage vidangé à la phase de séparation (c'est-à-dire de dépoussiérage); recharger le premier lit-filtre du matériau de filtrage

ainsi dépoussiéré, rétablir le passage du gaz à travers le premier lit-

filtre; interrompre, après avoir rétabli le passage du gaz à travers le

premier lit-filtre, son passage à travers le deuxième lit-filtre; vidan-

ger le matériau granulaire de filtrage du deuxième lit-filtre; soumettre

le matériau de filtrage ainsi vidangé à la phase de séparation; rechar-

ger le deuxième lit-filtre du matériau de filtrage ainsi dépoussiéré

et rétablir le passage du gaz à travers le deuxième lit-filtre.

La lecture de la description détaillée, qui suit, des

réalisations pratiques conseillées, complétée par l'examen des figures

jointes, mettra en évidence pour l'homme de l'art, d'autres objets, ca-

ractéristiques et avantages de la présente invention.

La figure 1 est une vue latérale, avec des zones dessinées en coupe, de l'appareil, amélioré, de filtrage à lit granulaire, selon l'invention; La figure 2 est une coupe horizontale de l'appareil de filtrage, selon la droite Il-II de la figure 1; La figure 3 est une coupe horizontale selon la droite III-III de la figure 1; La figure 4 est une section verticale partielle, en partie inter-

rompue, de la partie inférieure de l'appareil de filtrage à lit granu-

laire représenté par la figure 1, illustrant le dispositif de dépous-

siérage destiné à séparer la poussière du matériau de filtrage du lit granulaire; et

La figure 5 est une section, semblable à celle de la figure 4, re-

représentant une autre forme de réalisation de l'invention.

Comme l'illustrent les figures 1 et 2, un module-filtre comprend un

certain nombre de panneaux, ou cellules, de filtrage 30a, 30b, 30c, etc..

disposées de préférence verticalement comme les faces d'un prisme régu-

lier. Chaque panneau de filtrage comporte une cloison, perforée d'ouïes,

1 faisant face à l'intérieur du prisme (c8té gaz contaminé) et une deu-

xième cloison 2, également perméable au gaz, maintenue à une certaine

distance de la première cloison 1 et faisant face à l'extérieur du pris-

me (c8té gaz dépoussiéré). La deuxième cloison 2, bien que perméable au gaz, doit 8tre imperméable au matériau granulaire de filtrage, afin de

permettre l'emploi de granulés fins et de forts débits gazeux. Cette deu-

xième cloison 2 est de préférence constituée par un écran poreux. L'en-

semble des cellules est monté en une coque ou carter 3 essentiellement

étanche au gaz. Des sorties, au bas du carter 3, sous chacun des pan-

neaux, sont fermées par des trappes coulissantes telles que 4a, 4b, etc..

qui peuvent être ouvertes ou fermées par des organes de commande 28, tels

que moteurs linéaires ou vérins hydrauliques. Les trappes sont de préfé-

rence situées à l'aplomb de l'espace existant entre la cloison, perforée d'oures, 1, et la cloison perméable au gaz, 2. L'espace compris entre les cloisons 1 et 2 est rempli d'un matériau granulaire 5 tel que sable,

gravier, billes d'acier brisées, ou autres matériaux granulaires ou mé-

langes de matériaux granulaires traditionnellement utilisés comme maté-

riaux de filtrage dans les lits-filtres granulaires. On utilise, de pré-

férence, du gravier.

Le gaz contaminé à dépoussiérer, représenté par des flèches noires,

pénètre par l'entrée de gaz contaminé 6 qui aboutit dans la zone centra-

le 31, limitée par les cloisons perforées d'ouies 1 des panneaux 30. De cette zone ou chambre, le gaz s'écoule radialement vers l'extérieur à

travers les cloisons perforées d'oures 1, les lits de matériau granulai-

re 5 et les cloisons perméables au gaz 2, pour aboutir à

une chambre 7a, 7b, 7c, etc... extérieure à la cloison 2 et de préfé-

rence à l'intérieur du carter 3. Les éléments 29 séparent les chambres

7a, 7b, etc... de sorte que les valves 8a, 8b, 8c, etc..., respective-

ment associées à chacune des chambres puissent séparément contrôler le flux du gaz à travers chacun des panneaux de filtrage. Durant le pas-

sage à travers le lit granulaire 5, un très fort pourcentage de pous-

sières ou de matières solides entraînées par le gaz se déposent à la

surface du matériau granulaire du lit de filtrage.

Le parcours du gaz est plus clairement représenté par

la figure 2; le gaz contaminé pénètre par l'entrée 6 qui aboutit direc-

tement à la chambre intérieure 31, représentée entourée de plusieurs panneaux ou cellules de filtrage 30 et par un panneau ouvert servant d'ouverture pour l'entrée 6. Après passage à travers les cloisons 1 et

2, les chambres 7 et les valves 8, le gaz dépoussiéré passe par une sor-

tie d'air dépoussiéré 9.

Au fur et mesure que la poussière se dépose sur les éléments granulaires d'un des lits de filtrage, la perte de charge à travers ce lit augmente et on doit finalement dépoussiérer le matériau granulaire, c'est-à-dire débarrasser les éléments granulaires de la poussière. Lorsque, par exemple, on doit dépoussiérer le lit 30a, on ferme la valve 8a pour interrompre le passage du gaz à travers ce lit,

on ouvre suffisamment la trappe correspondante 4a pour permettre-au ma-

tériau granulaire 5 de s'écouler sur un dispositif de dépoussiérage 35 situé au-dessous du carter droit. Pour certaines réalisations, les moins recommandées, de la présente invention, le dispositif de dépoussiérage peut être représenté par un quelconque dépoussiéreur traditionnel tel qu'un système à écran vibrant. Toutefois, s'agissant de -la réalisation conseillée de l'invention, le dispositif de dépoussiérage utilise le principe de plusieurs surfaces suffisament dures pour que le matériau

granulaire de filtrage y rebondisse à son impact d à la force de gra-

vité, tandis que la poussière n'y rebondit pas. Ces surfaces sont incli-

nées par rapport à la verticale et espacées les unes des autres, tant horizontalement que verticalement, de sorte que le matériau granulaire

de filtrage tombe en cascade, de surface en surface, tandis que la pous-

sière tombe dans les espaces horizontaux entre les surfaces. Ces sur-

faces seront de préférence constituées de plaques métalliques.

Le dispositif de dépoussiérage se compose de préférence d'une série de trémies de faible profondeur ou niveaux tronconiques inversés 10 contenus en un carter conique Il. Le carter 11, qui sert également de réceptacle pour les poussières et autres particules qui

quittent les surfaces inclinées avec une vitesse relativement faible, -

est relié par un joint flexible 12 à l'extrémité inférieure du premier carter 3. Un deuxième joint flexible 13 relie le bas du carter conique

inversé 11 à un système-d'évacuation de la poussière. Les joints flexi-

bles, tout en maintenant le système fermé, permettent au dépoussiéreur de vibrer. Il est, évidemment, sous-entendu que les niveaux 10 peuvent être d'une quelconque autre forme appropriée, linéaire, polygonale,

etc... par exemple.

Au fur et à mesure que le matériau granulaire 5 s'écoule vers le bas à travers la trappe 4a, il tombe sur la zone marginale supérieure

de la première de la série de trémies ou de niveaux tronconiques inver-

sés 10. Les surfaces internes des trémies 10 constituent une suite de surfaces inclinées que le matériau descend en cascade. L'ouverture de décharge de chacune des trémies 10 ne rejoint pas l'entrée de la trémie

successive, de sorte à laisser, dans le plan, une zone ou espace annu-

laire 32 entre le bord inférieur d'une trémie et le bord supérieur de la trémie successive (figure 3). Les trémies sont espacées verticalement de 20 sorte que le matériau granulaire puisse "sauter" par-delà cet espace. Le changement brutal de direction et l'impact qui se produisent lorsque les granules heurtent la surface inclinée font "sauter" la poussière 14 des granules auxquelles elle adhérait. La poussière 14 glisse vers le bas le

long de la surface inclinée et tombe, du bord inférieur de la surface in-

clinée, à travers l'espace 32, manquant ainsi le rebord de la trémie suc-

cessive 10. On peut utiliser un nombre quelconque de trémies, par exemple 2, 3, 4, 5, 6 ou plus. Après les deux ou trois premières trémies, la plus grande partie de la poussière a été enlevée et l'emploi de plus de cinq ou six trémies n'améliore pas sensiblement le dépoussiérage. Le mouvement de la poussière glissant le long des surfaces inclinées des trémies 10 et du carter conique Il peut être accéléré par des vibrations commandées

par un, ou plusieurs, vibrateurs 15.

On peut donner à l'angle d'inclinaison des trémies 10 une quelcon-

que valeur suffisant à donner aux particules de poussière la force vi-

ve nécessaire pour qu'elle ne s'accumule point sur les surfaces des

trémies, ce qui réduirait les possibilités de rebond du matériau granu-

laire de filtrage. On peut également choisir l'angle d'inclinaison des trémies en fonction de leurs espacements, de façon à obtenir l'effet voulu de cascade des granules, en tenant compte de la place dont on

dispose pour le dispositif de dépoussiérage.

Les granules, descendant en cascade, prennent une vites-

se suffisante, dans la direction de la surface inclinée, pour "sauter" l'espace séparant les trémies et "atterrir" sur la surface inclinée de la trémie successive. Après avoir ainsi descendu en cascade les surfaces inclinées des trémies 10, le matériau granulaire aboutit à une glissière collectrice 16 puis, à travers cette glissière, au pied d'un élévateur à

godets 17. Après avoir été soulevé par l'élévateur à godets 17, le ma-

tériau granulaire parvient, à travers une glissière 18, à un réservoir de stockage 19 que constitue la partie supérieure de carter 3. Du réservoir 19, les granules dépoussiérés peuvent être chIgées dans un quelconque des panneaux de filtrage 30, par l'ouverture de la valve 20a, 20b, 20c, etc.., correspondant à ce panneau de filtrage 30. La capacité du réservoir 19 sera de préférence suffisante pour permettre la recharge immédiate de tout panneau de filtrage dont le matériau granulaire a été entièrement vidangé aux fins de dépoussiérage. La vidange complète du panneau de filtrage avant recharge assure la vidange de tout l'espace compris entre les cloisons 1 et 2, y compris les ouies de la cloison 1 et les autres espaces similaires o le matériau granulaire pourrait sans cela demeurer stagnant. Comme nous l'avons dit, la poussière 14, séparée des granules, glisse vers le bas le long de la surface inclinée du carter conique inversé 11. Le flux de poussière en provenance du carter Il est contr8lé par un sas 21 qui permet de vidanger la poussière collectée sans

laisser pénétrer de l'air dans le système. Le sas 21 conduit à un trans-

porteur 22 qui fait partie d'un système d'évacuation de la poussière. Le

transporteur 22 est, de préférence, un convoyeur à vis sans fin.

Le dispositif à lit granulaire de filtrage de l'inven-

tion, représenté par la figure 1, est doté d'un programmateur 34 destiné à coordonner l'ouverture et la fermeture des valves 4, 8 et 20 des divers panneaux de filtrage afin de soumettre, par rotation, au dépoussiérage le matériau granulaire de filtrage des divers panneaux. Le programmateur 34

peut comporter une horloge traditionnelle de programmation et sa struc-

ture et son mode de fonctionnement sont bien connus des personnes com-

pétentes en la matière. Le cycle du matériau de filtrage de chacun des

panneaux de filtrage correspondra habituellement à un horaire fixe, cha-

que panneau de filtrage demeurant hors service durant un certain laps de

temps préfixé, s'achevant lorsque le moment est venu de soumettre au dé-

poussiérage le matériau du panneau de filtrage suivant. On maintiendra ainsi, de préférence, constant le nombre (n-1) des panneaux de filtrage en service. Le choix de la période du cycle de rotation dépendra de la nature du flux gazeux à filtrer. Ce cycle de rotation pourra également 8tre asservi par la mesure d'un paramètre, tel que la chûte de pression au travers du panneau de filtrage. Selon une autre réalisation conseil- lée, le dispositif de filtrage à lit granulaire comporte également un tuyau d'arrivée dg gaz 33a, 33b, 33c, etc..., associé à chacune des valves 8a, 8b, 8c, etc..., afin d'introduire un gaz de contre-pression, de préférence chauffé, dans le panneau de filtrage pendant le temps o ce dernier est hors service pour en vidanger le matériau granulaire à

dépoussiérer puis pour l'y recharger. La pression de ce gaz, de préfé-

rence de l'air, introduit à travers le tuyau d'arrivée 33a doit être légèrement supérieure à la pression régnant à l'intérieur de la chambre 31, de sorte que la poussière provenant du panneau de filtrage ou du gaz contaminé d'entrée ne puisse pénétrer dans la chambre 7a d'o elle pourrait passer dans le courant de gaz dépoussiéré lorsque le panneau

de filtrage 30a est remis en service par l'ouverture de la valve 8a.

Il peut être souhaitable, pour certains types d'ef-

fluents gazeux, de -faire passer le flux de gaz contaminé par un étage de préfiltrage (non représenté) tel qu'un cyclone ou autre, aux fins de le débarrasser des particules de grandes dimensions. Il faut toutefois

noter qu'un certain préfiltrage s'effectue, dans l'appareil selon l'in-

vention, lorsqu'on introduit le gaz dans la chambre interne 31 à tra-

vers l'entrée 6. Un certain nombre de particules de grandes dimensions

se déposeront dans cette chambre.

Dans le dispositif illustré à la figure 4, le flux de granules provenant de la valve 4a et descendant les trémies 10 se situe

surtout dans la zone au-dessous du panneau de filtrage que l'on vidange.

Une importante partie de la surface de chaque trémie demeure, par con-

séquent, inutilisée. On peut plus efficacement utiliser les surfaces

in-clinées des trémies en installant un canal de distribution ou ché-

neau 23 (figure 5) autour du sommet du carter conique inversé 11. Le chéneau 23 est doté de fentes 24 de réglage de débit pour contrôler le flux du matériau granulaire du chéneau à la trémie supérieure 10. Le

matériau granulaire est, de préférence, réparti tout le long du ché-

neau 23 au moyen d'une vibration hélicoïdale du carter 11. Dans la réalisation

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il représentée, la capacité du chéneau 23 est suffisante pour qu'il serve de réservoir tampon en recevant la totalité du contenu d'un panneau de filtrage 30a lorsqu'on en ouvre la trappe 4a. Cette caractéristique, associée à l'existence du réservoir supérieur 19, minimise le temps de non fonctionnement d'un panneau de filtrage tandis qu'on le vidange puis

le recharge. D'autres moyens, comme un transporteur mécanique (par exem-

ple, un transporteur à chaînes ou un transporteur à vis), peuvent être évidemment utilisés pour répartir le matériau granulaire de filtrage tout

au long du chéneau circulaire de distribution 23. On répartit le matériau granulaire tout au long du ché-

neau circulaire pour obtenir un flux plus ou moins uniforme à travers

toute la longueur du chéneau circulaire et sur la trémie supérieure 10.

On donne de préférence au chéneau un mouvement vibratoire hélicoïdal afin de maintenir le matériau en mouvement le long du chéneau circulaire tandis qu'il est régulièrement déversé sur les trémies 10. Comme on le voit sur la figure, le carter 11, contenant les trémies 10, est fixé sur une base vibrante 25 qui est montée sur des isolateurs 26 à ressorts à

boudin. Deux moteurs 27, équipés chacun de masses excentrées (non repré-

sentées) sont montés dans la base vibrante. Ces moteurs sont équidistants de l'axe vertical de la base 25 et du carter Il et leurs axes de rotation

sont inclinés par rapport à la verticale. L'interaction des masses ex-

centrées synchronise les vitesses des moteurs.-Ce dispositif imprime au

carter 11 un mouvement vibratoire hélicoïdal qui-fait circuler le maté-

riau granulaire le long du chéneau 23, tout en agitant simultanément ce

matériau de façon à faire "sauter" une partie de la poussière qui adhé-

rait aux granules. Ce mouvement vibratoire achemine en même temps la

poussière collectée dans le fond du carter 11 vers une glissière col-

lectrice aboutissant au sas 21. On peut évidemment utiliser d'autres ty-

pes de vibrateurs, par exemple, à commande électromagnétique ou à arbre excentrique. Durant le fonctionnement de l'appareil de filtrage à lit granulaire selon l'invention, on peut choisir, dans une vaste plage, les

dimensions des granules du matériau de filtrage et l'épaisseur du lit-

filtre. Ces paramètres sont déterminés en fonction de la nature de l'ef-

fluent gazeux à filtrer et de la chûte maximale de pression admissible à la traversée du lit-filtre. Du point de vue du rendement énergétique, on peut fixer la chOte de pression optima type entre 5.10-3 et 3.10-2, et mieux, entre 1,5.102 et 2,5.102 kgp / cm2. Les vitesses de flux gazeux type se situent entre quelques 0,25 et lm / s. L'appareil selon

l'invention est en mesure d'utiliser des matériaux granulaires de fil-

trage d'une grande variété de dimensions de granules, tant homogènes

que constitués de granules de différentes dimensions.

Par exemple, les combinaisons de paramètres ci-après peu-

vent permettre un effluent au-dessous de 0,04 gramme / SDCF lorsqu'on utilise l'appareil pour filtrer les gaz provenant d'une distillation

d'oxyde de zinc et contenant 96% de particules de dimensions inférieu-

res à 1,5 micron.

* Epaisseur du lit, en cm Matériau de filtrage 8,9 quartz à 1,70 à 1,18 mm

8,9 " à850 à 500

,08 à 850 à 500/

,08 " à 1,7 à 1,18 mm ,08 " à 2,34 à 1,70 mm 5,08 50 % de quartz à 2,34 à 1,70 mm (50 / de quartz à 1,70 à 1,18 mm

Il demeure bien entendu que la description détaillée qui

précède et les figures jointes se rapportent principalement à diverses

réalisations conseillées et fournies à titre illustratif, de la présen-

te invention et ne peuvent en aucune-façon être considérées comme limi-

tatives de l'objet de la présente invention.

En résumé, le système présenté fournit un système efficace de filtrage par lit granulaire dans lequel le matériau granulaire du lit

de filtrage demeure immobile, pour optimiser le filtrage, et est rapide-

ment remplacé, minimisant ainsi le temps de non fonctionnement du pan-

neau de filtrage lorsqu'il est nécessaire de procéder au nettoyage ou au

dépoussiérage, dans lequel le matériau granulaire est dépoussi et sé-

paré de la poussière par un dispositif centralisé de dépoussiérage des-

servant plusieurs panneaux de filtrage, de préférence en faisant tomber

en cascade le matériau granulaire de filtrage (sous l'effet de la pesan-

-teur) sur plusieurs surfaces inclinées espacées, à travers un ou plu-

sieurs espaces, et dans lequel l'ensemble du système est pratiquement

insensible à l'usure ou aux fortes températures. La séparation du naté-

riau granulaire par son mouvement sur les surfaces inclinées est basée

sur la nature des granules et leur mouvement de rebond qui se différen-

cie du mouvement amorti de la poussière, ce qui rend la séparation pra-

tiquement indépendante des dimensions des granules. Ce qui permet d'u-

tiliser dans le système de filtrage une vaste gamme de dimensions de granules pour s'adapter à divers types de poussières et de flux gazeux

contaminés.

R E V E N D I C A T I 0 W S

1. - Dispositif destiné à extraire les particules en-

traunées en un courant gazeux, caractérisé en ce qu'il comporte - une enceinte, étanche au gaz (3); - une entrée de gaz (6), destinée à l'introduction, dans la partie centrale de ladite enceinte, du courant gazeux contenant les particules;

- plusieurs panneaux de filtrage (30, a, b, c...), disposés verti-

calement et de façon à entourer la partie centrale (31) de ladite en-

ceinte, lesdits panneaux de filtrage étant prévus pour recevoir, comme agent de filtrage, un lit de matériau granulaire; - une sortie distincte de gaz dépoussiéré (7a, b, c...) provenant de chacun des panneaux de filtrage, déterminant ainsi plusieurs circuits distincts pour le flux de gaz, de la partie centrale de ladite enceinte,

à travers chacun desdits panneaux de filtrage, à la sortie de gaz dépous-

siéré correspondant à chacun desdits panneaux de filtrage, les particules contenues dans le courant gazeux traversant chaque panneau de filtrage étant ainsi piégées dans le matériau granulaire de filtrage;

- des moyens de fermeture sélective (8a, b, c...) de chacune des-

dites sorties de gaz dépoussiéré afin de diminuer temporairement le nom-

bre de circuits distincts de flux gazeux;

- des moyens (18; 19; 20a, b. c...), situés dans la partie supé-

rieure de ladite enceinte, d'alimentation sélective en matériau granu-

laire de filtrage de chacun desdits panneaux de filtrage; - des dispositifs de vidange sélective (4a, b, c...) du matériau granulaire de filtrage desdits panneaux de filtrage; - des moyens (10, 11), situés en position centrale au-dessous de

ladite enceinte, pour séparer le matériau granulaire, s'écoulant des pan-

neaux de filtrage, des particules qui y sont piégées, lesdits moyens étant associés à chacun desdits panneaux de filtrage pour recevoir le matériau granulaire de filtrage qui en a été sélectivement vidangé; et - des moyens (17) de transfert du matériau granulaire de filtrage

dépoussiéré des moyens de séparation aux moyens d'alimentation en maté-

riau de filtrage situé dans la partie supérieure de ladite enceinte.

2. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits panneaux de filtrage se compose de deux éléments de cloisonnement, (1, 2) à peu près parallèles, perméables au

gaz, destinés à enfermer entre eux le matériau granulaire de filtrage.

3. - Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé par le fait que celui desdits éléments de cloisonnement qui se situe à

l'intérieur (1) comporte plusieurs ouïes dirigées vers le haut.

4. - Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que celui desdits éléments de cloisonnement qui se situe à

l'extérieur (2), est constitué d'un écran poreux.

5. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'alimentation en matériau granulaire de filtrage comprennent un réservoir (19) commun d'alimentation en matériau granulaire de filtrage et une valve (20), fermée au repos, et pouvant

être sélectivement ouverte, entre ledit réservoir d'alimentation et cha-

cun desdits panneaux de filtrage (30).

6. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé

par le fait que lesdits dispositifs de vidange sélective de chacun des-

dits panneaux de filtrage comporte une valve (4), fermée au repos, et pouvant 8tre sélectivement ouverte, située à l'extrémité inférieure de

chacun desdits panneaux de filtrage.

7. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dispositif de transfert se compose d'un conduit

collecteur (16) destiné à collecter l'agent granulaire de filtrage pro-

venant dudit dispositif de séparation, d'un transporteur (17) disposé de façon généralement verticale, relié audit conduit collecteur et un

conduit de décharge (18) relié au sommet dudit transporteur pour déchar-

ger le matériau granulaire de filtrage en provenance du transporteur dans

lesdits dispositifs d'alimentation en matériau de filtrage.

8. - Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit transporteur (17) est constitué d'un élévateur à godets. 9. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif collecteur des gaz dépoussiérés

à la sortie de chacune desdites sorties de gaz dépoussiéré et de déchar-

ge, à travers une sortie commune de gaz (9) associée à ladite enceinte,

du gaz dépoussiéré collecté.

10. - Dispositif, sel.on la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un dispositif collecteur des particules séparées (11) provenant dudit dispositif de

séparation et un dispositif de transport (22) desdites particules sé-

parées hors dudit dispositif de séparation.

11. - Dispositif, selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un sas (21) entre ledit dispositif de séparation et ledit dispositif de transport des particules

séparées hors dudit dispositif de séparation.

12. - Dispositif, selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit dispositif de transport des particules séparées

(22) se compose d'un transporteur à vis d'Archimède.

13. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits dispositifs de fermeture sélective de chacune desdites sorties de gaz dépoussiéré se compose d'une valve/ àul

verte au repos, et pouvant être sélectivement fermée, disposée sur char-

cune desdites sorties de gaz dépoussiéré.

14. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé

par le fait qu'il comporte en outre un dispositif de contrôle (34) des-

tiné à fermer périodiquement une desdites sorties de gaz dépoussiéré, à commander ensuite ledit dispositif de vidange du panneau de filtrage

auquel correspond ladite sortie de gaz dépoussiéré fermée, et à comman-

der enfin le dispositif d'alimentation en matériau granulaire de fil-

trage pour recharger le panneau de filtrage vidangé après qu'il ait été

entièrement vidangé.

15. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enceinte est de forme à peu près cylindrique, que ladite entrée de gaz (6) se compose d'un conduit pénétrant latéralement

dans ladite enceinte, que ledit ensemble de panneaux de filtrage se com-

pose d'environ six à huit panneaux, de forme généralement rectangulaire, disposés verticalement et de façon circulaire autour de l'intérieur de ladite enceinte, de chaque c8té de ladite conduite d'entrée de gaz, et que ledit dispositif de séparation se compose d'un élément en forme de cône inversé, placé au-dessous de ladite enceinte et en gros coaxial à

cette dernière.

16. - Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dispositif de séparation se compose de plusieurs

surfaces (10), situées au-dessous du point de décharge desdits disposi-

tifs de vidange du matériau granulaire de filtrage de chacun desdits panneaux de filtrage, lesdites surfaces étant de dureté suffisante pour que le matériau granulaire de-filtrage rebondisse lors de son impact, du fait de la pesanteur, sur lesdites surfaces, lesdites surfaces étant inclinées par rapport à la verticale et étant espacées, tant verticalement qu'horizontalement, les unes des autres, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe en cascade de surface en surface tandis que les particules accompagnant le matériau granulaire de filtrage tombent dans les espaces horizontaux séparant lesdites surfaces. 17. - Dispositif, selon la revendication 16, caractérisé

par le fait que l'espace horizontal séparant deux desdites surfaces pro-

ches du fond est plus-grand que celui séparant deux desdites surfaces

proches du sommet.

18. - Dispositif, selon la revendication 16, caractérisé

par le fait que lesdites surfaces se composent de plusieurs plaques mé-

talliques. 19. - Dispositif, selon la revendication 18, caractérisé par le fait que lesdites plaques métalliques se composent de plaques

tronconiques inversées, disposées à peu près de façon concentrique.

20. - Dispositif, selon la revendication 19, caractérisé

par le fait que ledit dispositif de séparation comporte en outre un car-

ter (11) en forme de c8ne inversé, entourant lesdites plaques, à peu près

du m8me diamètre qué ladite enceinte et à peu près coaxial à cette der-

nière.

21. - Dispositif, selon la revendication 19, caractérisé

par le fait que ledit dispositif de séparation comporte en outre un dis-

positif de mise en vibration (25) dudivensemble de surfaces.

22. - Dispositif, selon la revendication 21, caractérisé par le fait que ledit dispositif de vibration se cmpose d'un vibrateur

(15) relié audit carter et de supports isolateurs (26) de vibration fi-

xés audit carter.

23. - Dispositif, selon la revendication 22, caractérisé

par le fait qu'il comprend en outre un dispositif de raccordement flexi-

ble et étanche au gaz entre ledit carter et ladite enceinte.

24. - Dispositif, selon la revendication 19, caractérisé

par le fait que ledit dispositif de séparation comprend en outre un dis-

positif de distribution circulaire du matériau granulaire de filtrage vidangé de l'un desdits panneaux de filtrage tout le long du pourtour desdites plaques, de façon à ce que toute la surface desdites plaques puisse être utilisée pour séparer les particules du matériau granulaire

de filtrage vidangé de chacun desdits panneaux de filtrage.

25. - Dispositif, selon la revendication 24, caractérisé par le fait que ledit dispositif de distribution circulaire comporte un dispositif pour imprimer audit dispositif de séparation un mouvement de

vibration circulaire.

26. - Dispositif, selon la revendication 25, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un chéneau de distribution, situé dans ledit dispositif de séparation, au-dessus desdites plaques, ledit chéneau de distribution s'étendant sur tout le pourtour dudit dispositif de séparation afin de faciliter la répartition du matériau granulaire de

filtrage.

27. - Dispositif destiné à extraire les particules en-

traînées en un courant gazeux, caractérisé en ce qu'il comporte: - une enceinte dotée d'une entrée du gaz contaminé (16) par les particules et d'une sortie du gaz dépoussiéré; - au moins un lit-filtre de matériau granulaire de filtrage (30) placé, dans ladite enceinte, entre ladite entrée et ladite sortie, de façon à constituer un circuit de flux gazeux, de ladite entrée à ladite sortie à travers ledit lit-filtre; - un dispositif pour vidanger le matériau granulaire de filtrage dudit litfiltre;

- un dispositif, associé à ladite enceinte, pour séparer des par-

ticules, dont le flux gazeux a été débarrassé par le filtrage, du ma-

tériau granulaire de filtrage vidangé dudit lit-filtre, ledit dispositif de séparation étant constitué de plusieurs surfaces, placées au-dessous du point de décharge dudit dispositif de vidange du matériau granulaire

de filtrage dudit lit-filtre, lesdites surfaces étant de dureté suffi-

sante pour que le matériau granulaire de filtrage rebondisse lorsqu'il heurte lesdites surfaces du fait de la pesanteur, lesdites surfaces

étant inclinées par rapport à la verticale et espacées les unes des au-

très, tant horizontalement que verticalement, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe en cascade, de surface

en surface, tandis que les particules qui accompagent le matériau gra-

nulaire de filtrage tombent dans les espaces horizontaux séparant les-

dites surfaces.

28. - Dispositif, selon la revendication 27, caractérisé

par le fait que l'espace horizontal séparant deux desdites surfaces pro-

ches du fond est plus grand que celui séparant deux desdites surfaces

proches du sommet.

29. - Dispositif, selon la revendication 27, caractérisé

par le fait que lesdites surfaces se composent de plusieurs plaques mé-

talliques. 30. - Dispositif, selon la revendication 29, caractérisé par le fait que lesdites plaques métalliques se composent de plaques

tronconiques inversées, disposées à peu près de façon concentrique.

31. - Dispositif, selon la revendication 30, caractérisé

par le fait que ledit dispositif de séparation comporte en outre un car-

ter (11) en forme de c8ne inversé, entourant lesdites plaques, à peu près du même diamètre que ladite enceinte et à peu près coaxial à cette dernière. 32. - Dispositif, selon la revendication 30, caractérisé par le fait que ledit dispositif de séparation comporte en outre un

dispositif de mise en vibration (25) dudit ensemble de surfaces.

33. - Dispositif, selon la revendication 32, caractérisé par le fait que ledit dispositif de vibration se compose d'un vibrateur

(27) relié audit carter et de supports isolateurs (26) de vibration fi-

xés audit carter.

34. - Procédé d'élimination des particules entraînées en

un courant gazeux, caractérisé par le fait qu'il comprend les phases ci-

après: - faire passer un gaz pollué par des particules à travers au moins un premier lit-filtre de matériau granulaire de filtrage, piégeant ainsi les particules dans le matériau granulaire de filtrage;

- vidanger le matériau granulaire de filtrage contenant les parti-

cules piégées du lit-filtre; - séparer les particules piégées du matériau granulaire de filtrage vidangé du lit-filtre, ladite phase de séparation comportant la chOte en cascade du matériau granulaire de filtrage sur plusieurs surfaces,

lesdites surfaces étant de dureté suffisante pour que le matériau gra-

nulaire de filtrage rebondisse en heurtant lesdites surfaces du fait de

la pesanteur, lesdites surfaces étant inclinées par rapport à la verti-

cale et espacées les unes des autres, tant verticalement qu'horizontale-

ment, de sorte que le matériau granulaire de filtrage qui y est déchargé tombe en cascade, de surface en surface, tandis que les particules qui accompagnentle matériau granulaire de filtrage tombent dans les espaces horizontaux séparant lesdites surfaces; - recueillir le matériau granulaire de filtrage dépoussiéré; et - recharger le matériau granulaire de filtrage recueilli dans le lit-filtre. 35. - Procédé, selon la revendication 34, caractérisé par le fait qu'il comprend également une phase de collecte des particules séparées et d'enlèvement de ces dernières. 36. - Procédé selon la revendication 34, caractérisé par le fait qu'il comporte également la mise en vibration de l'ensemble des

surfaces au cours de ladite phase de séparation.

37. - Procédé, selon la revendication 34, caractérisé par le fait qu'il comporte également les phases ci-après: interrompre le flux de gaz à travers le lit-filtre, vidanger entièrement le matériau

granulaire de filtrage du lit-filtre, soumettre le matériau de filtra-

ge vidangé à ladite phase de séparation, recharger le matériau de fil-

trage dépoussiéré dans le lit-filtre et rétablir le flux de gaz à tra-

vers le lit-filtre.

38. - Procédé, selon la revendication 34, caractérisé par

le fait qu'il comporte les phases ci-après: faire passer le gaz conta-

miné à travers au moins un deuxième lit-filtre de matériau granulaire de filtrage, interrompre le flux de gaz à travers le premier lit-filtre

vidanger le matériau granulaire de filtrage du premier lit-filtre, sou-

mettre le matériau de filtrage vidangé à ladite phase de séparation,

recharger le matériau de filtrage dépoussiéré dans le premier lit-fil-

tre, rétablir le flux de gaz à travers le premier lit-filtre; après ladite phase de rétablissement du flux, interrompre le flux de gaz à travers ledit second lit-filtre: vidanger le matériau granulaire de

filtrage du second lit-filtre, soumettre le matériau de filtrage vi-

dangé à ladite phase de séparation, recharger le matériau de filtrage dépoussiéré dans le deuxième lit-filtre et rétablir le flux de gaz à

travers le deuxième lit-filtre. -

39. - Procédé, selon la revendication 38, caractérisé par le fait que ladite phase de séparation s'effectue en un dispositif

commun de séparation constitué dudit ensemble de surfaces.

40. - Procédé, selon la revendication 34 ou la reven-

dication 39, caractérisé par le fait que chacune desdites nombreuses

surfaces est en forme tronconique inversée et que ledit procédé com-

f i1úva

porte en outre une phase de répartition du matériau granulaire e vi-

dangé du lit-filtre sur à peu près tout le pourtour des surfaces de

forme tronconique inversée.