FR2496487A1 - DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING FINE PARTICLES DRAINED IN A GASEOUS CURRENT - Google Patents

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FR2496487A1
FR2496487A1 FR8123577A FR8123577A FR2496487A1 FR 2496487 A1 FR2496487 A1 FR 2496487A1 FR 8123577 A FR8123577 A FR 8123577A FR 8123577 A FR8123577 A FR 8123577A FR 2496487 A1 FR2496487 A1 FR 2496487A1
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France
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particles
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entrained
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FR8123577A
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Inventor
Peter William Dietz
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General Electric Co
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/30Particle separators, e.g. dust precipitators, using loose filtering material
    • B01D46/32Particle separators, e.g. dust precipitators, using loose filtering material the material moving during filtering
    • B01D46/34Particle separators, e.g. dust precipitators, using loose filtering material the material moving during filtering not horizontally, e.g. using shoots

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

DISPOSITIF PERMETTANT LA SEPARATION DES FINES PARTICULES ENTRAINEES DANS UN COURANT GAZEUX A HAUTE TEMPERATURE. IL COMPREND: -UNE CHAMBRE 8 A LIT DE FILTRATION ADAPTEE POUR CONTENIR UN LIT DE MATERIAU GRANULAIRE DE FILTRATION; -UNE ENTREE 32 COMMUNIQUANT AVEC LA CHAMBRE POUR INTRODUIRE DANS LA CHAMBRE UN COURANT GAZEUX INCLUANT DES PARTICULES ENTRAINEES; -UN TRAJET D'ECOULEMENT DU COURANT GAZEUX DANS CETTE CHAMBRE AMENANT LES PARTICULES ENTRAINEES EN CONTACT AVEC LE MATERIAU DU LIT CONTENU DANS LA CHAMBRE; -UNE SORTIE 34 POUR EVACUER LE COURANT GAZEUX DE LA CHAMBRE; ET UN MOYEN ELECTRIQUE 38 DANS LE TRAJET D'ECOULEMENT DU COURANT GAZEUX AVANT AU MOINS UNE PARTIE DE LA CHAMBRE POUR CONFERER UNE CHARGE ELECTRIQUE A PARTIR D'UNE SOURCE D'ENERGIE EXTERNE 40 AUX PARTICULES ENTRAINEES DANS LE COURANT GAZEUX SUIVANT LE TRAJET D'ECOULEMENT. APPLICATION AUX GAZ PRODUITS PAR UNE CENTRALE THERMIQUE.DEVICE ALLOWING THE SEPARATION OF FINE PARTICLES ENTRANTED IN A GAS CURRENT AT HIGH TEMPERATURE. IT INCLUDES: -A BEDROOM 8 HAS FILTRATION BED ADAPTED TO CONTAIN A BED OF GRANULAR FILTRATION MATERIAL; -AN INPUT 32 COMMUNICATING WITH THE CHAMBER TO INTRODUCE A GAS CURRENT INCLUDING TRAINED PARTICLES INTO THE CHAMBER; -A GAS CURRENT FLOW PATH IN THIS CHAMBER BRINGING THE TRAINED PARTICLES INTO CONTACT WITH THE BED MATERIAL CONTAINED IN THE CHAMBER; - AN OUTPUT 34 TO EVACUATE THE GAS CURRENT FROM THE CHAMBER; AND AN ELECTRICAL MEANS 38 IN THE GAS CURRENT FLOW PATH BEFORE AT LEAST PART OF THE CHAMBER TO CONFER AN ELECTRICAL CHARGE FROM AN EXTERNAL ENERGY SOURCE 40 TO THE PARTICLES DRAWN IN THE GAS CURRENT FOLLOWING THE PATH OF ' FLOW. APPLICATION TO GASES PRODUCED BY A THERMAL PLANT.

Description

La présente invention concerne un appareil et des procédés pour enleverThe present invention relates to an apparatus and methods for removing

des particules d'un gaz, et plus particulièrement à un tel appareil et de tels procédés  particles of a gas, and more particularly to such apparatus and methods

utilisant un filtre à lit granulaire.  using a granular bed filter.

Les systèmes pour centrale thermique à haut rendement couramment proposés qui utilisent les gaz de combustion produits comme fluide moteur pour une turbine à gaz associée, nécessitent l'élimination des particules du gaz produit à des températures élevées, supérieures à 8500C. On connait des dispositifs qui utilisent des forces électrostatiques pour l'élimination des fines particules (c'est-à-dire de 0,1 à 20  The currently proposed high efficiency thermal power plant systems that utilize combustion gases produced as a driving fluid for an associated gas turbine require the removal of the particles of the product gas at elevated temperatures above 8500C. Devices that utilize electrostatic forces for the removal of fine particles (i.e.

micromètres environ). Cependant, leur utilisation s'est prin-  about micrometers). However, their use has been

cipalement limitée aux applications à température relative-  mainly limited to applications at relatively

ment basse. Par exemple, des précipitateurs électrostatiques qui conviennent pour l'élimination de fines particules à des températures bien inférieures à 8501C, s'avéreraient de dimension non économique (si même ils fonctionnent) aux températures égales ou supérieures à 850WC. De même, les systèmes à lit électro-fluidisé dans lesquels on impose un champ électrique au matériau du lit du filtre ne conviennent pas à l'heure actuelle pour l'élimination de fines particules à haute température, car il faudrait une puissance d'entrée démesurée pour nettoyer convenablement un grand volume de gaz du fait que la conductivité des matériaux du lit dépend de la température. Au contraire, des systèmes mécaniques pour l'élimination de particules, tels que des séparateurs à cyclone, s'avèrent généralement adéquats pour la filtration  low. For example, electrostatic precipitators suitable for the removal of fine particles at temperatures well below 850 ° C would prove to be of uneconomical size (if they operate) at temperatures equal to or greater than 850 ° C. Similarly, electro-fluidized bed systems in which an electric field is imposed on the bed material of the filter are not suitable at the moment for the removal of fine particles at high temperature, because it would require an input power It is disproportionate to properly clean a large volume of gas because the conductivity of the bed materials depends on the temperature. On the contrary, mechanical systems for the removal of particles, such as cyclone separators, are generally adequate for filtration.

primaire à des températures élevées, mais éliminent diffici-  primary heat at high temperatures, but difficult to remove

lement les fines particules.the fine particles.

La filtration sur lit granulaire est une autre techno-  Granular bed filtration is another technology

logie disponible qui utilise un mécanisme mécanique de  available which uses a mechanical mechanism of

séparation et qui semble capable d'éliminer des fines parti-  separation and which seems capable of eliminating fine

cules d'un courant de fluide à des températures de l'ordre de 8500C. Les filtres à lit granulaire utilisent des iiatéri.aux granulaires tels que des particules de verre ou de sable pour  cules of a fluid stream at temperatures of the order of 8500C. Granular bed filters use granular materials such as glass or sand particles for

former un lit de filtration qui est relativement inerte vis-  to form a filter bed which is relatively inert

à-vis de l'attaque thermique et chimique. En fonctionnement un courant souillé d'un fluide contenant de petites particules solides ou liquides indésirables traverse un lit dense de matériau granulaire o les particules sont séparées du courant de fluide et se déposent sur le matériau du lit. On peut décharger le matériau souillé du lit, le nettoyer, et le recycler au lit du filtre. On a utilisé intensivement cette  against thermal and chemical attack. In operation a stream contaminated with a fluid containing small undesirable solid or liquid particles passes through a dense bed of granular material where the particles are separated from the fluid stream and settle on the bed material. The soiled material can be unloaded from the bed, cleaned, and recycled to the filter bed. We used intensively this

technique pour la filtration de l'eau, cependant, son utili-  for the filtration of water, however, its use

sation en liaison avec des matériaux transportés par de l'air  in connection with materials transported by air

est relativement récente. Malheureusement, le mécanisme méca-  is relatively recent. Unfortunately, the mechanical mechanism

nique de séparation des particules exploité dans ces disposi-  particulate separation scheme operated in these

tifs à lit granulaire est peu efficace, nécessitant par conséquent l'usage de lits profonds pour une filtration convenable. L'invention a donc pour but  Granular bed systems are inefficient, thus requiring the use of deep beds for proper filtration. The invention therefore aims

- de former un nouveau système perfectionné de sépara-  - to form a new and improved system of separa-

tion de particules qui fonctionne à des températures relati-  particles that operate at relatively low temperatures

vement élevées (par ex. 8501C); - de fournir un système capable de séparer de fines particules d'un courant souillé; - d'améliorer le rendement de filtration des systèmes de  high (eg 8501C); to provide a system capable of separating fine particles from a soiled stream; - to improve the filtration efficiency of

filtration à lit granulaire, et plus particulièrement, d'amé-  granular bed filtration, and more particularly,

liorer le rendement de filtration de ces systèmes par  improve the filtration efficiency of these systems by

l'utilisation de forces électriques.  the use of electric forces.

Selon l'invention, on fournit un nouvel appareil perfec-  According to the invention, a new and improved apparatus is provided.

tionné et un nouveau procédé de séparation des fines particu-  and a new process for the separation of fine particles

les (c'est-à-dire des particules de 0,1 à 20 micromètres de  (that is, particles of 0.1 to 20 micrometers

diamètre environ) d'un volume de gaz chaud en écoulement.  diameter approximately) of a volume of hot gas flowing.

L'appareil comprend des moyens électriques pour charger électrostatiquement les particules dans le gaz avant son introduction dans un filtre à lit granulaire associé. Les  The apparatus includes electrical means for electrostatically charging particles into the gas prior to introduction into an associated granular bed filter. The

particules électriquement chargées créent une charge virtuel-  electrically charged particles create a virtual charge-

le dans un granulé du matériau du lit lorsqu'elles s'écoulent à proximité. La charge virtuelle est de signe opposé à celles des particules et une force électrique d'attraction s'établit donc entre le granulé du lit et ces particules chargées. La force d'attraction dévie la trajectoire normale de ces particules à proximité de ce granulé, et, lorsque la force d'attraction a une amplitude suffisante, ces particules  in a granule of bed material as they flow nearby. The virtual charge is of opposite sign to those of the particles and an electric force of attraction is established between the granule of the bed and these charged particles. The attractive force deviates the normal trajectory of these particles near this granule, and when the attractive force has a sufficient amplitude, these particles

24964E24964E

percutent la surface du granulé. Les particules sont ainsi séparées du gaz et recueillies sur la surfacedesgranulés  hit the surface of the granule. The particles are thus separated from the gas and collected on the surface of granules

du lit.bed.

La suite de la description se réfère aux figures  The following description refers to the figures

annexées qui représentent, respectivement':  annexed which represent, respectively:

Figures 1,3 et 4 des coupes longitudinales de disposi-  Figures 1,3 and 4 of the longitudinal sections of

tifs de filtration à lit granulaire construit suivant diffé-  granular bed filtration units constructed according to

rentes réalisations de la présente invention; et Figure 2, une coupe transversale du dispositif de la figure 1 faite suivant la ligne 2-2 et en regardant dans la  embodiments of the present invention; and Figure 2, a cross-section of the device of Figure 1 taken along line 2-2 and looking in the

direction des flèches.direction of the arrows.

Sur les figures 1 et 2, un dispositif de filtration à lit granulaire comporte une cuve extérieure cylindrique. Dans cette cuve 2 un premier jeu d'ouies annulaires 4 est disposé coaxialement, intérieurement écarté/ à un second jeu d'ouies annulaires 6. L'espace délimité entre les jeux d'ouies 4 et 6  In Figures 1 and 2, a granular bed filter device comprises a cylindrical outer vessel. In this tank 2 a first set of annular openings 4 is arranged coaxially, internally spaced apart / to a second set of annular openings 6. The space defined between the sets of blanks 4 and 6

par leurs surfaces inclinées vers le bas 10 et 12, respecti-  by their downwardly inclined surfaces 10 and 12, respectively

vement, forme une chambre 8. Les ouies des jeux 4 et 6 sont verticalement espacées par des organes de support convenables classiques 14 et sont disposées coaxialement les unes par rapport aux autres à l'aide d'organes structuraux 16. Le jeu extérieur d'ouies 6 est à son tour disposé dans la cuve extérieure 2 au moyen d'organes structuraux convenables comme  The gills of the sets 4 and 6 are vertically spaced by conventional suitable support members 14 and are arranged coaxially with each other by means of structural members 16. The outer play of 6 is in turn disposed in the outer vessel 2 by means of suitable structural members such as

en 18.Des granulés structurellement stables comme, par exem-  18.Structural stable granules such as, for example

ple, du sable, du verre et analogue sont introduits dans la chambre 8 du filtre par un conduit d'entrée 20 situé près du sommet de la cuve extérieure 2. Comme le mécanisme de collecte de l'invention dépend fortement de la taille des granulés du matériau de lit utilisé, le diamètre des granulés du matériau granulaire est de préférence d'environ 0,1 à 5 mm. Le matériau granulaire est dispersé à partir de l'entrée et remplit la chambre 8, reposant sur des parties des surfaces 10 et 12 des ouies. En utilisant cette configuration de lit on accroît avantageusement la section droite du matériau du lit exposée au flux de gaz dirigé à travers les  pl, sand, glass and the like are introduced into the chamber 8 of the filter by an inlet duct 20 located near the top of the outer tank 2. As the collection mechanism of the invention depends strongly on the size of the granules of the bed material used, the granule diameter of the granular material is preferably about 0.1 to 5 mm. The granular material is dispersed from the inlet and fills the chamber 8, resting on portions of the surfaces 10 and 12 of the louvers. By using this bed configuration, the cross-section of the bed material advantageously is exposed to the flow of gas directed through the

ouies 4 et 6. Le matériau granulaire se déplace continuelle-  4 and 6. The granular material moves continuously

ment vers le bas dans la chambre 8 et est recueilli au fond du dispositif dans une partie conique 22. Le matériau du filtre, recueilli, est acheminé par des moyens de convoyage appropriés (non représentés) via un conduit de raccordement 24 à un appareil de nettoyage classique 26 tel qu'un  downwardly in the chamber 8 and is collected at the bottom of the device in a conical portion 22. The material of the collected filter is conveyed by suitable conveying means (not shown) via a connecting pipe 24 to an apparatus for conventional cleaning 26 such as

dispositif à pulvérisation d'eau. En conséquence, les particu-  water spray device. As a result, the particles

les séparées d'un flux gazeux et adhérant au matériau granulaire du lit en sont retirées dans l'appareil 26 et sont ensuite acheminées via un conduit 28 pour le rejet final. Le matériau granulaire propre résultant est renvoyé via un conduit de raccordement 28 et le conduit d'entrée 20 au lit 8. En variante, on peut rejetter directement du matériau granulaire usé du conduit 24 sans recyclage, du matériau granulaire propre étant introduit par le conduit 20. Le conduit 24 comporte une vanne 30 pour permettre de commander  separated from a gaseous flow and adhering to the granular material of the bed are removed in the apparatus 26 and are then conveyed via a conduit 28 for final rejection. The resulting clean granular material is returned via a connection duct 28 and the inlet duct 20 to the bed 8. Alternatively, spent granular material of the duct 24 can be discharged directly without recycling, clean granular material being introduced through the duct. 20. The conduit 24 comprises a valve 30 to enable control

l'élimination du matériau granulaire usé.  the removal of the used granular material.

On introduit, par une entrée 32, en contact avec le matériau de lit contenu dans le chambre 8, un courant de gaz contenant des particules entraînées. De même, on prévoit une sortie 34 pour décharger du gaz propre du dispositif. Le trajet d'écoulement du gaz comporte aussi une partie traversant un moyen 36 pour charger électriquement les particules o les particules entraînées dans le courant gazeux sont électriquement chargées. Dans la réalisation de la figure 1, le moyen de chargement comporte une électrode à décharge couronne 38 disposée dans le trajet d'écoulement et reliée convenablement à une source de tension élevée externe 40. En fonctionnement, un volume de gaz contenant des particules solides s'écoule autour de l'électrode 38. Lors de l'excitation de cette électrode 38, une charge électrique est conférée aux particules du courant gazeux par ce dispositif à décharge couronne. La température du gaz circulant est classiquement de l'ordre de 850C à 1000 OC et ce gaz pénètre par l'entrée 32. On prévoit une chicane annulaire 42 pour diriger le courant gazeux à travers le matériau du lit contenu dans une partie inférieure 44 de la chambre 8. En sortant de la partie inférieure de la chambre 8, le gaz s'écoule vers le haut à travers la partie ouverte centrale 46 du jeu d'ouies 4. Le gaz doit alors traverser le matériau de lit contenu dans une partie supérieure 48 de la chambre 8 et soit par la sortie 34. De cette manière, le courant gazeux a une seconde chance d'avoir ses particules enlevées. De plus,  A stream of gas containing entrained particles is introduced through an inlet 32 into contact with the bed material contained in the chamber 8. Likewise, an outlet 34 is provided for discharging clean gas from the device. The gas flow path also includes a portion passing through means 36 for electrically charging the particles where particles entrained in the gas stream are electrically charged. In the embodiment of FIG. 1, the charging means comprises a ring-discharge electrode 38 disposed in the flow path and suitably connected to an external high voltage source 40. In operation, a volume of gas containing solid particles flows around the electrode 38. During the excitation of this electrode 38, an electric charge is imparted to the particles of the gas stream by this corona discharge device. The temperature of the circulating gas is conventionally of the order of 850.degree. C. to 1000.degree. C. and this gas enters through the inlet 32. An annular baffle 42 is provided for directing the gaseous stream through the material of the bed contained in a lower portion 44 of the chamber 8. When leaving the lower part of the chamber 8, the gas flows upwards through the central open part 46 of the set of gills 4. The gas must then pass through the bed material contained in a part upper 48 of the chamber 8 and the outlet 34. In this way, the gas stream has a second chance to have its particles removed. Furthermore,

le gaz entrant est initialement nettoyé dans l'étage inféri-  incoming gas is initially cleaned in the lower floor

eur 44 de la chambre qui contient le matériau de lit qui est le plus sale, alors que l'étage supérieur 48 de la chambre retire toute particule restante grâce au matériau granulaire Io de lit qui est relativement le plus propre. Ainsi, la réalisation de la figure 1 fournit une séparation effective  The upper chamber chamber 48 contains the bed material which is the dirtiest, while the upper floor 48 of the chamber removes any remaining particles from the relatively clean bed granular material Io. Thus, the embodiment of FIG. 1 provides an effective separation

des fines particules.fine particles.

La figure 3 représente une autre réalisation de la  Figure 3 represents another embodiment of the

présente invention sur laquelle les mêmes numéros de référen-  present invention on which the same reference numerals

ce désignent les mêmes éléments, fonctionnant de la même manière que sur la figure 1. Dans ce cas, le dispositif de filtration à lit granulaire comporte un passage unique à travers les granulés du lit contenus dans la chambre 8. En conséquence, la chicane 42 est absente et. le conduit de  these designate the same elements, operating in the same manner as in FIG. 1. In this case, the granular bed filtration device comprises a single passage through the granules of the bed contained in the chamber 8. As a result, the baffle 42 is absent and. the conduit of

décharge 34 est situé près du sommet de la cuve 2.  discharge 34 is located near the top of the vessel 2.

Aussi, contrairement à la réalisation de la figure 1, le dispositif de la figure 3 comprend un tamis cylindrique 50  Also, contrary to the embodiment of FIG. 1, the device of FIG. 3 comprises a cylindrical sieve 50

disposé dans la chambre 8 transversalement au trajet d'écou-  disposed in the chamber 8 transversely to the flow path

lement du courant gazeux afin de définir des sections amont  the gaseous current to define upstream sections

et aval distinctes 49 et 51, respectivement, de la chambre 8.  and separate downstream 49 and 51, respectively, of the chamber 8.

Comme le matériau du lit contenu dans la section amont 49 est en contact initial avec un courant gazeux souillé, il tend à se souiller plus vite, nécessitant par conséquent une plus grande vitesse de décharge que le matériau de lit contenu dans la section aval 51. En conséquence, on prévoit des moyens pour enlever indépendamment du matériau granulaire des sections amont et aval incluant des parties coniques 52 et 54, des conduits de raccordements 56 et 58, et des vannes 60 et 62, distincts. En réglant les vannes 60 et 62 on peut régler indépendamment le débit du matériau de lit des deux sections de lit 49 et 51 de sorte que le matériau contenu  Since the material of the bed contained in the upstream section 49 is in initial contact with a contaminated gas stream, it tends to become soiled faster, thus requiring a greater discharge velocity than the bed material contained in the downstream section 51. Accordingly, means are provided for independently removing granular material from upstream and downstream sections including conical portions 52 and 54, connection conduits 56 and 58, and separate valves 60 and 62. By adjusting the valves 60 and 62, the flow rate of the bed material of the two bed sections 49 and 51 can be set independently so that the material contained

dans la section amont peut être déchargé suffisamment rapide-  in the upstream section can be discharged sufficiently fast-

ment pour empêcher un colmatage du filtre, tandis que le matériau dans la section aval 51 peut être déchargé plus lentement pour accroître le temps de séjour et ainsi améli-  to prevent clogging of the filter, while the material in the downstream section 51 can be discharged more slowly to increase residence time and thereby improve

orer le rendement d'utilisation du matériau de lit.  adorn the yield of use of the bed material.

En fonctionnement, on obtient la séparation des particu-  In operation, the separation of particles

les du courant gazeux selon la présente invention à la fois mécaniquement et électriquement. Le moyen mécanique comporte io la collecte ou capture des fines particules lorsqu'une particule contenue dans le courant gazeux entre en contact avec la surface d'un granulé du matériau du lit. Dans les systèmes de l'art antérieur, on augmentait la probabilité en augmentant le nombre de granulés du lit (c'est-à-dire la profondeur du lit) avec lesquels la particule pouvait entrer en contact. Les particules qui n'entrent pas en contact avec le matériau du lit, et par suite ne sont pas capturées,  the gas stream of the present invention both mechanically and electrically. The mechanical means comprises the collection or capture of fine particles when a particle contained in the gas stream contacts the surface of a granule of bed material. In the systems of the prior art, the likelihood was increased by increasing the number of bed granules (i.e. bed depth) with which the particle could come in contact. Particles that do not come into contact with bed material, and therefore are not captured,

restent dans le courant gazeux effluent résultant.  remain in the resulting effluent gas stream.

Au contraire, la présente invention incorpore des moyens pour conférer, à partir d'une source d'énergie externe, une charge électrique aux particules d'un courant gazeux avant sa traversée du matériau du lit afin d'accroître la quantité de  In contrast, the present invention incorporates means for imparting an electrical charge to particles of a gaseous stream from an external power source prior to passing through the bed material to increase the amount of

fines particules recueillies par granulé du matériau du lit.  fine particles collected by granulate from the bed material.

Ainsi, on améliore le rendement de collecte sans augmenter la profondeur du lit. Plus particulièrement, à une température  Thus, the collection efficiency is improved without increasing the depth of the bed. More particularly, at a temperature

élevée de l'ordre d'environ 850'C à 10000C, le matériau granu-  in the range of about 850 ° C. to 10,000 ° C., the granular material

laire dans le lit 8 devient conducteur ou semi-conducteur.  in bed 8 becomes conductive or semiconductor.

Les fines particules électriquement préchargées dans le courant gazeux induisent une "charge virtuelle" dans les  The fine electrically preloaded particles in the gas stream induce a "virtual charge" in the

granulés du lit électriquement conducteurs. La charge vir-  electrically conductive bed granules. The viral load

tuelle est de signe opposé à celles des fines particules ce qui, par conséquent, se traduit par une force électrique d'attraction. De fines particules s'écoulant à proximité de la surface des granulés du lit sont attirées par les granulés comme si une particule chargée de signe opposé était située à proximité de sa position image dans le granulé du lit. Par conséquent, une plus grande proportion de fines particules est recueillie par chaque granulé du lit et, ainsi, de fines particules qui normalement échapperaient à la capture par le granulé sont maintenant recueillies. On désigne ce mécanisme  This is of opposite sign to that of the fine particles, which consequently results in an electric force of attraction. Fine particles flowing near the surface of the bed granules are attracted to the granules as if a charged particle of opposite sign was located near its image position in the granule of the bed. As a result, a greater proportion of fine particles are collected by each granule of the bed and thus fine particles which would normally escape capture by the granule are now collected. This mechanism is referred to

par collecte par charge virtuelle.by virtual charge collection.

Le rendement de collecte des fines particules électri- quement chargées de taille inférieure au micromètre se trouve fortement amélioré comparé à celui des fines particules neutres dans les systèmes de l'art antérieur. Par exemple, des essais ont montré que le rendement de collecte des fines particules par l'emploi du mécanisme à charge virtuelle selon la présente invention dépasse 95% pour des particules de 0,1 à 20 micromètres et avec des granulés de lit de 0,1 mm de diamètre et une vitesse superficielle du gaz ne dépassant pas  The collection efficiency of electrically charged small particles of less than one micrometer size is greatly improved compared to that of the neutral fine particles in the systems of the prior art. For example, tests have shown that the fine particulate collection efficiency by use of the virtual charge mechanism according to the present invention exceeds 95% for particles of 0.1 to 20 microns and with bed granules of 0, 1 mm in diameter and a superficial gas velocity not exceeding

0,1 m/s. Ceci s'effectue sans qu'il soit directement néces-  0.1 m / s. This is done without it being directly necessary.

saire d'électrifier le matériau granulaire du lit du filtre comme dans un dispositif à champ imposé. Le rendement de collecte est fortement fonction de la dimension du matériau du lit, les granulés de moins de 0,1 mm étant entraînés dans le courant de gaz propre effluent, et les granulés supérieurs à 5 mm environ présentant un rendement de collecte par charge virtuelle grandement diminué. Le rendement de collecte est également fonction de la vitesse du gaz et classiquement décroît lorsque la vitesse augmente. Bien sûr, des particules dans un courant gazeux donné peuvent être partiellement préchargées par un phénomène naturel. Cependant, la présente invention permet de conférer de façon certaine aux particules une charge électrique à partir d'une source d'énergie externe pour exploiter à fond le mécanisme de collecte par charge virtuelle. En référence à la figure 4, on y a représenté une autre réalisation de la présente invention qui successivement incorpore les mécanismes de collecte mécanique et électrique décrit ci-dessus. Tous les éléments de la figure 4 repérés par les mêmes numéros de référence que sur les figures 1 et 3 sont identiques et fonctionnent de la même façon.Dans cette réalisation, on dispose une électrode à décharge couronne 64 coaxialement dans la région intérieure 46 du jeu d'ouies 4 pour y établir une décharge couronne. Une source de haute tension convenable 66 et des moyens d'isolation 68 sont prévus comme cela est connu dans la technique. Dans cette réalisation, les particules contenues dans un courant gazeux peuvent ou non être électriquement chargées avant d'entrer  to electrify the granular material of the filter bed as in an imposed field device. The collection efficiency is strongly dependent on the size of the bed material, the less than 0.1 mm granules being entrained in the effluent clean gas stream, and the granules greater than about 5 mm having a collection yield per virtual charge greatly diminished. The collection efficiency is also a function of the gas velocity and typically decreases as the velocity increases. Of course, particles in a given gas stream can be partially preloaded by a natural phenomenon. However, the present invention makes it possible to provide the particles with an electrical charge from an external source of energy in order to fully exploit the virtual charge collection mechanism. Referring to Figure 4, there is shown another embodiment of the present invention which successively incorporates the mechanisms of mechanical and electrical collection described above. All the elements of FIG. 4 identified by the same reference numbers as in FIGS. 1 and 3 are identical and operate in the same way. In this embodiment, a corona discharge electrode 64 is disposed coaxially in the interior region 46 of the game. of 4 to establish a corona discharge. A suitable high voltage source 66 and isolation means 68 are provided as known in the art. In this embodiment, the particles contained in a gas stream may or may not be electrically charged before entering

dans l'étage inférieur de la chambre. Des particules relati-  in the lower floor of the room. Relative particles

vement grosses sont éliminées dans cet étage inférieur. Après avoir traversé les sections 49 et 51 de l'étage inférieur de la chambre le courant de gaz traverse la région 46 o les  fat are eliminated in this lower tier. After passing through sections 49 and 51 of the lower floor of the chamber, the stream of gas passes through the region 46 where the

fines particules entraînées dans le courant gazeux passent -  fine particles entrained in the gas stream pass -

autour de l'électrode à décharge couronne et sont ainsi  around the corona discharge electrode and so are

électriquement chargées. Ces particules électriquement char-  electrically charged. These electrically charged particles

gées résultantes sont ensuite séparées au moyen du mécanisme de collecte par charge virtuelle lors du passage à travers le  The resulting results are then separated using the virtual charge collection mechanism when passing through the

matériau du lit dans l'étage supérieur 48 de la chambre.  bed material in the upper floor 48 of the room.

Comme les problèmes de colmatage associés à la séparation de particules relativement grosses sont limités dans cette réalisation à l'étage inférieur 44, le tamis 50 et les sections 49 et 51 associées de la chambre ne sont inclus que  Since the clogging problems associated with the separation of relatively large particles are limited in this embodiment at the lower stage 44, the sieve 50 and the associated sections 49 and 51 of the chamber are included only

dans cet étage inférieur 44 de la chambre.  in this lower floor 44 of the chamber.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration à lit granulaire pour séparer des particules d'un courant gazeux caractérisé en ce qu'il comprend: - une chambre (8) à lit de filtration adaptée pour contenir un lit de matériau granulaire de filtration; - une entrée (32) communiquant avec la chambre pour introduire dans la chambre un courant gazeux incluant des particules entraînées; - un trajet d'écoulement du courant gazeux dans cette chambre amenant les particules entraînées en contact avec le matériau du lit contenu dans la chambre; - une sortie (34) pour évacuer le courant gazeux de la chambre; et - un moyen électrique (38) dans le trajet d'écoulement du courant gazeux avant au moins une partie de la chambre pour conférer une charge électrique à partir d'une source d'énergie externe (40) aux particules entraînées dans le  1. A granular bed filtration device for separating particles from a gas stream, characterized in that it comprises: - a chamber (8) with a filtration bed adapted to contain a bed of granular filtration material; - an inlet (32) communicating with the chamber for introducing into the chamber a gaseous stream including entrained particles; a flow path of the gas stream in this chamber bringing the entrained particles into contact with the material of the bed contained in the chamber; an outlet (34) for evacuating the gas stream from the chamber; and - electrical means (38) in the flow path of the gas stream before at least a portion of the chamber for imparting electric charge from an external power source (40) to particles entrained in the courant gazeux suivant le trajet d'écoulement.  gaseous flow along the flow path. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (81) est agencée pour contenir un matériau  2. Device according to claim 1, characterized in that the chamber (81) is arranged to contain a material de lit granulaire d'un diamètre compris entre 0,1 et 5 mm.  granular bed with a diameter of between 0.1 and 5 mm. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (81) contient un matériau de lit granulaire  3. Device according to claim 1, characterized in that the chamber (81) contains a granular bed material d'un diamètre compris entre 0,1 et 5 mm.  with a diameter of between 0.1 and 5 mm. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications  4. Device according to any one of the claims 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (38) pour charger les particules comprend une électrode disposée dans le trajet d'écoulement du courant gazeux avant au moins une partie de  1 to 3, characterized in that the means (38) for charging the particles comprises an electrode disposed in the flow path of the gas stream before at least a portion of la chambre.bedroom. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications  5. Device according to any one of the claims 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre 8 comprend un premier (44) et un second (48) étage disposé en série le long des  1 to 4, characterized in that the chamber 8 comprises a first (44) and a second (48) stage arranged in series along the trajet d'écoulement du courant gazeux.  flow path of the gas stream. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen pour charger électriquement les particules  6. Device according to claim 5, characterized in that the means for electrically charging the particles (38) comporte une électrode disposée dans le trajet d'écoule-  (38) has an electrode disposed in the flow path ment du courant gazeux entre les premier et second étages de  gas flow between the first and second stages of la chambre (8).the room (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1  7. Device according to any one of claims 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un tamis perméable au gaz (50) disposé dans la chambre transversalement au trajet d'écoulement du courant de gaz afin de séparer des sections amont (49) et aval (51) de la chambre, et des moyens (54, 58,82; 52,56,60) coopérant avec ces sections amont et aval pour enlever indépendamment des matériaux granulaires de ces sections.  at 6, characterized in that it comprises a gas-permeable sieve (50) disposed in the chamber transversely to the flow path of the gas stream to separate upstream (49) and downstream (51) sections of the chamber, and means (54, 58, 82, 52, 56, 60) cooperating with these upstream and downstream sections to independently remove granular materials from these sections. 8. Procédé de séparation de particules entraînées d'un courant gazeux caractérisé en ce qu'il comprend: (a) la fourniture d'un matériau granulaire de filtration à une chambre (8; (b) la dotation d'une charge électrique à partir d'une source d'énergie externe (40) à des particules entraînées dans un courant gazeux;8. Process for separating entrained particles from a gas stream, characterized in that it comprises: (a) supplying a granular filtration material to a chamber (8; from an external energy source (40) to particles entrained in a gas stream; (c) le passage de courant gazeux comportant les particu-  (c) the passage of gas stream comprising the particles les entraînées chargées à travers au moins une partie du matériau de lit contenu dans la chambre (8) grâce à quoi les particules chargées sont électriquement attirées vers le matériau du lit et sont par conséquent séparées du courant gazeux et déposées sur ce matériau du lit afin de produire un courant gazeux appauvri en particules; et (d) le déchargement du courant gazeux appauvri en  the entrained entrances through at least a portion of the bed material contained in the chamber (8) whereby the charged particles are electrically attracted to the bed material and are therefore separated from the gaseous stream and deposited on that bed material so as to producing a gaseous stream depleted of particles; and (d) unloading the depleted gaseous stream particules de la chambre.particles of the room. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau granulaire de filtration a un diamètre compris  9. Method according to claim 8, characterized in that the granular filtration material has a diameter of entre 0,1 et 5 mm.between 0.1 and 5 mm. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules entraînées dans le  Method according to claim 8 or 9, characterized in that the average diameter of the particles entrained in the courant gazeux est compris entre 0,1 et 20 micromètres.  gaseous current is between 0.1 and 20 micrometers. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à  11. Process according to any one of claims 8 to 10, caractérisé en ce que la température du courant gazeux est  10, characterized in that the temperature of the gas stream is supérieure à 850'C.greater than 850 ° C. il  he 12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le passage du courant gazeux à travers une première partie du matériau de lit avant l'étape (b) afin d'éliminer une partie des particules entraînées, et ensuite l'établissement d'une charge électrique aux particu- les entraînées restantes du courant gazeux à l'étape (b) avant le passage du courant gazeux à une seconde partie duThe method of claim 8, characterized in that it further comprises passing the gas stream through a first portion of the bed material prior to step (b) to remove a portion of the entrained particles, and then establishing an electrical charge to the remaining entrained particulates of the gaseous stream in step (b) prior to passage of the gaseous stream to a second portion of the matériau de lit à l'étape (c).bed material in step (c). 13. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'au moins une partie du matériau de lit est fournie à  13. The method of claim 8 characterized in that at least a portion of the bed material is supplied to l'étape (a) à des sections aval (49) et amont (51) distinc-  step (a) to distinct downstream (49) and upstream (51) sections tes de la chambre, et le courant gazeux à l'étape (c) passe successivement à travers le matériau de lit contenu dans les  from the chamber, and the gaseous stream in step (c) passes successively through the bed material contained in the sections amont et aval, respectivement.  upstream and downstream sections, respectively. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau de lit dans les sections amont (49) et aval (51) à travers lesquelles passent au moins une partie du courant gazeux est déchargé séparément de ces sections amont  14. The method of claim 13, characterized in that the bed material in the upstream sections (49) and downstream (51) through which pass at least a portion of the gas stream is discharged separately from these upstream sections. et aval.and downstream.
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