FR2516406A1 - Procede et appareil pour la precipitation electrostatique des poussieres - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIF DE PRECIPITATION ELECTROSTATIQUE 1 COMPREND DES CHAMPS ELECTRIQUES A, B, C DEFINIS PAR DES GROUPES D'ELECTRODES DONT CHACUN EST MUNI D'UN POSTE REDRESSEUR HAUTE TENSION 9. LA CONCENTRATION EN POUSSIERES DU COURANT DE GAZ 5 A LA SORTIE DU DISPOSITIF 1 EST SURVEILLEE PAR UN DENSIMETRE OPTIQUE 6 QUI ENGENDRE UN SIGNAL. LA CONCENTRATION INDIQUEE PAR CE SIGNAL EST COMPAREE A UNE CONCENTRATION DE CONSIGNE ET, SI UNE DIFFERENCE EST CONSTATEE, UN MOYEN DE COMMANDE 7 MODIFIE LA LIMITE DE COURANT ELECTRIQUE D'AU MOINS UN POSTE REDRESSEUR 9 EN VUE DE RAMENER LA CONCENTRATION MESUREE VERS LA CONCENTRATION DE CONSIGNE.

Description

Procédé et appareil pour la précipitation électrostatique

des poussières.

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L'invention est relative à un procédé et un ap-

pareil pour effectuer la précipitation électrique des

poussières contenues dans un courant de gaz, plus particu-

lièrement des gaz effluents d'un procédé industriel.

De nombreux procédés industriels, tels que par exemple la fabrication du clinker de ciment dans un four tournant, produisent des gaz effluents poussiéreux qui doivent être épurés, c'est-à-dire débarrassés de leurs poussières, avant d'être relâchés à l'atmosphère Lorsque les particules des poussières sont de faibles dimensions, l'efficacité des séparateurs cyclones est habituellement trop faible et la teneur en poussières des effluents qui sortent des cyclones est habituellement trop élevée pour pouvoir être tolérée par les autorités de contrôle de l'environnement et par la population locale; il existe donc un besoin d'utiliser un dispositif susceptible d'un rendement plus élevé pour recueillir les poussières Le choix se fait habituellement entre un épurateur humide,

un filtre en tissu et un dispositif de précipitation élec-

trostatique. Les épurateurs humides et les filtres en tissu présentent tous deux l'inconvénient d'une assez forte perte de charge à leur traversée, ce qui a pour conséquence

des besoins en puissance relativement élevés pour la souf-

flante et par conséquent une forte consommation d'électri-

cité Les épurateurs humides ont pour inconvénients supplé-

mentaires une tendance à produire des gaz effluents satu- rés, chargés de brouillard aqueux, et -une décharge d'eau chargée de poussières qui crée souvent par elle-même des

difficultés lorsqu'il s'agit de se débarrasser des effluents.

Les filtres en tissu ont pour inconvénients supplémentaires que la plupart des matériaux constituant les tissus filtrants sont endommagés ou détruits lorsqu'ils sont exposés à des gaz à température élevée, que les très fines particules de poussières tendent à colmater les tissus et à les rendre imperméables tandis qu'avec les gaz humides, il risque de se condenser de l'humidité sur les tissus, ce qui les rend aussi imperméables au courant des gaz En dépit de tout cela, les épurateurs humides et les filtres en tissu trouvent souvent une application économique dans les cas o des débits relativement faibles de gaz effluents ont à être dépoussiérés et o la température et l'humidité

des gaz ne sont pas excessivement élevées.

On constate que les dispositifs de précipitation électrostatiques constituent souvent les moyens les plus économiques et les plus efficaces, rapportés aux coûts,

pour dépoussiérer les gaz effluents des procédés indus-

triels, dans les cas o le débit des gaz est élevé, o la température des gaz est uniformément élevée ou peut quelquefois varier jusqu'à une température élevée (par exemple supérieure à 350 C) ou bien o les gaz ont une humidité relative élevée Les dispositifs de précipitation électrostatiques sont donc communément utilisés dans les applications industrielles relativement importantes et ils peuvent être aisément conçus de façon à avoir de très hauts rendements en ce qui concerne la séparation des

poussières.

Un dispositif de précipitation électrostatique

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comprend, en substance, une ou plusieurs électrodes de décharge électrique qui sont portées à un fort potentiel négatif et une ou plusieurs surfaces collectrices qui

sont mises à la terre On fait passer les gaz à dépous-

siérer entre la ou les électrodes de décharge et la ou les surfaces collectrices Les effluves électriques dégagés par la ou les électrodes de décharge font acquérir des charges électriques négatives au Kparticules de poussières du courant de gaz et ces particules, maintenant chargées négativement, sont entraînées par les forces électrostaticues jusqu'à la ou aux surfaces collectricesmises à la terre, o elles s'agglomèrent et d'o elles sont enlevées, si bien que les gaz qui sortent du dispositif de précipitation

électrostatique sont pratiquement exempts de poussières.

Les électrodes de décharge sont habituellement

constituées par des fils ou des tiges garnies de pointes.

Elles sont maintenues au potentiel négatif nécessaire à l'aide d'un transformateur électrique et d'un poste

redresseur, capables de façon typique d'engendrer un poten-

tiel négatif d'environ 60 kilovolts et d'entretenir un courant continu, à haute tension, de quelques centaines de milliampères On maintient au niveau requis (ou mieux qu'au niveau requis) le rendement global du dispositif de précipitation électrostatique, en ce qui concerne la séparation des poussières, en maintenant le potentiel négatif des électrodes de décharge aussi haut que possible sans provoquer d'étincelles ou d'arcs électriquesentre les électrodes de décharge et les électrodes collectrices mises à la terre Ce potentiel négatif maximum susceptible d'être entretenu varie en fonction des caractéristiques de construction du dispositif de précipitation et aussi

de la nature et de la composition des gaz chargés de pous-

sières Le maintien d'étincelles ou d'arcs électriques provoqué en essayant d'appliquer un potentiel négatif trop élevé sur les électrodes de décharge a pour effet de rendre inefficace le fonctionnement global du dispositif

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de précipitation électrostatique et aussi d'endommager les électrodes de décharge Il est donc exigé un système de commande pour maintenir sur les électrodes de décharge un potentiel négatif convenablement élevé tout en évitant une formation excessive d'étincelles ou l'entretien d'arcs

électriques entre les électrodes de décharge et collec-

trices.

Le poste redresseur engendrant le potentiel néga-

tif exigé par les électrodes de décharge comprend habituel-

lement un transformateur primaire qui est alimenté en courant alternatif par le réseau d'alimentation normal (à 440 volts en général) et qui produit à sa sortie une tension alternative d'environ 60 kilovolts, laquelle est appliquée à un redresseur qui produit une tension continue

négative de 60 kilovolts.

Le système de commande habituellement utilisé fait croître par incréments le potentiel négatif, jusqu'au maximum dont le poste redresseur est capable, en général de 60 kilovolts, jusqu'à ce que soit détectée une formation excessive d'étincelles ou d'arcs; puis il enlève ou réduit la haute tension par incréments fixés à l'avance, jusqu'à ce que soit détecté l'arrêt de la formation excessive

d'étincelles ou d'arcs -Puis, avec un retard fixé à l'avan-

ce, le système de commande fait croître par incréments que la haute tension jusqu'à ce/soit détectée une formation excessive d'étincelles ou d'arcs, puis il enlève ou réduit à nouveau la haute tension par incréments fixés à l'avance jusqu'à ce que cesse la formation d'étincelles Le cycle

se repète de façon continue et automatique.

Les systèmes de commande de ce type ont pour caractéristique de tendre continuellement à entretenir à la tension la plus élevée possible, le potentiel négatif des électrodes de décharge et par conséquent à maintenir

le dispositif de précipitation électrostatique à son rende-

ment global le plus élevé possible Ils ont toutefois deux inconvénients notables En premier lieu, étant donné qu'ils tendent constamment à atteindre puis à s'écarter

d'une condition de formation d'étincelles entre les élec-

trodes de décharge et collectrices, il doit se produire fréquemment, bien que par intermittence, des étincelles qui, à la longue, provoquent l'érosion et l'endommagement des électrodes de décharge, si bien que celles-ci finissent par être mises mécaniquement hors d'état de fonctionner, ce qui nécessite de mettre hors service le dispositif de précipitation électrostatique pendant qu'on le répare

et entraîne une augmentation des frais globaux de fonction-

nement en termes de réparations, main d'oeuvre et matériaux

de remplacement et, souvent, des pertes de production.

En second lieu, ce système de commande est conçu de façon à tendre continuellement vers le rendement le plus élevé possible, que ce rendement soit ou non supérieur à celui qui est exigé et quels que soient la consommation d'énergie

électrique et les frais de fonctionnement.

Il n'y a habituellement aucun bénéfice pratique, ce qui pour / est d'éviter le dépôt de poussières ou les nuisances provoquées par celles-ci, à faire travailler le dispositif de précipitation électrostatique avec un rendement bien supérieur au rendement assigné Dans la plupart des pays, les autorités de contrôle de l'environement exigent que soit le matériel de recueil des poussières /conçu, agencé et mis en oeuvre de telle façon que l'émission finale de

poussières soit toujours inférieure à un nombre spéci-

fié: il est habituellement exigé de ne pas dépasser une

concentration spécifiée de poussières dans les gaz efflu-

ents, exprimée habituellement en milligrammes de poussières par mètre cube normal de gaz Comme cette condition doit toujours être respectée, le dispositif de précipitation électrostatique doit être conçu de façon à respecter la concentration de poussières maximale exigée dans les gaz effluents, même dans les conditions de fonctionnement les plus défavorables; par conséquent, le dispositif de précipitation électrostatique doit être surdimensionné 251640 f 6 par rapport aux conditions de fonctionnement normales moyennes Le résultat en est que la consommation du poste redresseur en énergie électrique est, pendant la plus

grande partie du temps de fonctionnement, nettement supé-

rieure à celle nécessaire pour parvenir à la concentration maximale de poussières dans les gaz effluents, telle que permise par les autorités de contrôle, et supérieure à celle exigée pour éviter d'imposer des nuisances par

poussières au voisinage de l'usine.

Il est connu d'utiliser le niveau enregistré pour la concentration en poussières des gaz effluents d'un dispositif de précipitation, en tant que signal pour des régulateurs automatiques de tension, en vue de diminuer

ou d'augmenter la tension si le niveau enregistré de pous-

sières franchit des limites supérieure et inférieure impo-

sées à l'avance à l'émission de poussières Ce système

est capable de réduire la consommation d'énergie électri-

que et les dégâts causés aux électrodes de décharge mais est incapable d'effectuer un réglage suffisamment précis de la puissance à l'entrée, en fonction des variations

du niveau d'émission, en vue d'aboutir au maximum d'écono-

mie d'énergie et au minimum de dégât sur les électrodes de décharge, en raison de la difficulté qu'il y a à régler là tension par les petites quantités qui sont nécessaires

pour aboutir aux variations de courant nécessaires.

Il existe donc encore le besoin d'un procédé

perfectionné pour réduire à la fois la consommation d'éner-

gie électrique et l'endommagement progressif des électrodes de décharge par formation d'étincelles et/ou d'arcs, tout

en maintenant à des niveaux acceptables la teneur en pous-

sières des gaz à leur sortie du dispositif de précipitation.

Il vient d'être constaté avec surprise qu'une

régulation nettement plus fine de la sortie réelle -d'éner-

gie d'un poste redresseur associé à une électrode de dispo-

sitif de précipitation électrostatique peut être obtenue par un réglage convenable du niveau de courant du poste

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redresseur Il a été constaté, en outre, que ceci permet

à un système de précipitation électrostatique de fonction-

ner en référence à un seul niveau prédéterminé de concen-

tration de poussières dans les gaz effluents.

En conséquence, la présente invention fournit un procédé pour effectuer la précipitation des poussières contenues dans un courant de gaz, procédé dans lequel on fait passer le courant de gaz dans un ou plusieurs champs électriques dont chacun est engendré par un moyen à électrodes auquel est associé un poste redresseur; la concentration des poussières dans les gaz en aval dudit ou desdits champs électriques est surveillée par un moyen de surveillance des poussières qui engendre un signal

de données indicatif de ladite concentration; et l'inten-

sité d'au moins un champ électrique est ajustable par un moyen de commande en fonction du signal de données, caractérisé en ce que la concentration indiquée par le signal de données est comparée à une concentration de consigne et, si une différence est constatée, le courant électrique d'au moins un poste redresseur est modifié afin de produire une variation de l'intensité de champ

électrique dans le sens voulu pour réduire ladite diffé-

rence.

L'invention fournit aussi un appareil pour effec-

tuer la précipitation des poussières contenues dans un courant de gaz, appareil qui comprend un moyen capable de définir un chemin pour le courant de gaz qui traverse au moins un dispositif de précipitation électrostatique, lequel dispositif de précipitation comprend des moyens à électrodes agencés de manière à engendrer un ou plusieurs

champs électriques à l'intérieur du dispositif de précipi-

tation, un poste redresseur étant associé à chacun des

moyens à électrodes; un moyen de surveillance de pous-

sières placé en aval du ou des dispositifs de précipitation électrostatiques et agencé de façon à engendrer un signal de données indicatif de la concentration des poussières dans les gaz; et un moyen de commande associé à l'un au moins desdits postes redresseurs et sensible au signal de données; caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé de manière à comparer la concentration indiquée par le signal de données à une concentration de consigne et, si une différence est constatée, à modifier le courant électrique d'au moins un poste redresseur afin de produire une variation de l'intensité de champ électrique dans

le sens voulu pour réduire ladite différence.

L'invention va être maintenant exposée plus en

détail à l'aide des dessins annexés.

La figure 1 est un schéma de blocs montrant les composants principaux d'un appareil conforme à un exemple

de réalisation de l'invention.

La figure 2 illustre de façon purement schématique

la manière dont la tension varie avec l'intensité du cou-

rant dans un poste redresseur.

La figure 1 illustre, à titre d'exemple, un sys-

tème de précipitation électrostatique comprenant deux dispositifs de précipitation électrostatiques 1, montés en parallèle Chacun de ces dispositifsest du type à trois champs, ces champs étant désignés par A, B et C Chaque

champ est déterminé par ses électrodes de décharge respec-

tives (non montrées) et des surfaces collectrices mises

à la terre (non montrées), ces composants étant de cons-

truction classique Des gaz chargés de poussières sont envoyés par l'installation industrielle (par exemple four à ciment tournant, ou broyeur de clinker de ciment) aux

dispositifs de précipitation électrostatiques 1 par l'inter-

médiaire d'un conduit de gaz 2 dont les branches communi-

quent avec lesentrées 3 des dispositifs de précipitation 1.

Les sorties de gaz 4 des dispositifs de précipi-

tation 1 sont munies de conduites de gaz qui convergent vers une conduite de sortie unique 5 aboutissant à une cheminée (non montrée) Un densimètre optique 6 est monté dans la conduite de sortie des gaz 5, ce densimètre étant calibré de façon à mesurer la concentration des poussières dans les gaz effluents des dispositifs de précipitation 1 et à produire un signal de données analogique sous forme électrique.

Un système de commande 7, constitué essentielle-

ment d'un microprocesseur et d'une mémoire, est agencé de manière à recevoir le signal de données émis par le densimètre optique 6 et à comparer le niveau d'émission représenté par ce signal à une valeur de consigne Cette valeur de consigne est de préférence choisie de façon à être nettement inférieure au niveau d'émission maximal

toléré par les autorités de contrôle de l'environnement.

Par exemple, la concentration de poussières maximale qui est tolérée par les autorités de contrôle est typiquement de 100 mg/m 3 et, dans un tel cas, la valeur de consigne

pourrait être fixée à 80 mg/m 3 pour l'émission (Ces va-

leurs d'émission peuvent être comparées aux concentrations typiques des poussières dans les gaz circulant dans la conduite 2, lesquelles peuvent être de l'ordre de 10 a 1000 g/m 3) Le système de commande 7 est en général muni d'un pupitre 8 sur lequel sont affichés à la fois

le niveau d'émission réel et le niveau d'émission de consi-

gne (avantageusement sous forme numérique, par utilisation

de diodes à cristaux liquides ou de diodes photo-émissi-

ves) Le pupitre 8 peut aussi être muni de moyens de com-

mutation permettant à l'opérateur de faire varier la valeur

de consigne de l'émission.

Lorsque le système de commande 7 détecte une différence entre le niveau d'émission réel et le niveau d'émission de consigne, il intervient pour modifier le rendement des dispositifs de précipitation 1, dans le sens voulu pour réduire cette différence C'est ainsi que, si la concentration réelle des poussières dans la conduite 5 excède le niveau de consigne, le rendement

des dispositifs de précipitation 1 doit être augmen-

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té; si au contraire la concentration réelle est inférieure au niveau de consigne, le rendement des dispositifs de précipitation 1 doit être abaissé En d'autres termes, le système de commande 7 tend continuellement à faire coïncider l'émission réelle avec la valeur de consigne. Pour permettre à la comparaison de se faire entre la concentration réelle et la concentration de consigne, la courbe de calibration individuelle du densimêtre optique particulier utilisé 6 est emmagasinée dans la mémoire qui est associée au microprocesseur dans le système de commande 7 La comparaison fournit un signal numérique

à la fois aux fins de l'affichage et de la commande.

La valeur de consigne attribuée au niveau d'émission doit, bien entendu, être située dans la plage déteminée par les caractéristiques des dispositifs de précipitation

électrostatiques individuels 1.

Un poste redresseur haute tension 9 est associé

à chacune des électrodes de décharge Conformément à l'in-

vention, la sortie de chaque poste redresseur 9 peut être ajustée (ce qui ajuste globalement le rendement de chaque dispositif de précipitation 1, étant donné que ce rendement dépend de la force ou intensité du champ électrique qui,

à son tour, est déterminée par la sortie du poste redres-

seur 9), en fonction de signaux émis par le système de commande 7 En général, l'intensité du courant du poste redresseur 9 est modifiée par crans ou étages d'un niveau à l'autre Le programme du microprocesseur détermine le nombre de crans dans la gamme des intensités de courant des postes redresseurs haute tension Ces crans n'ont

pas besoin d'être uniformes sur toute la gamme des inten-

sités de courant et il estsouhaitable qu'ils soient espacés de façon que la commande de l'émission des poussières

soit approximativement linéaire.

On peut étudier l'aspect qui précède de l'inven-

tion en se reportant à la figure 2 Cette figure repré-

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sente 1 d'une manière purement schématique, la relation existant entre la tension (en k V) et l'intensité du courant

(en m A) dans un poste redresseur typique pour les électro-

des d'un dispositif de précipitation.

Comme le montre la figure 2, la tension tend à croître fortement en fonction de l'intensité, aux faibles valeurs de celle-ci, mais le taux de croissance de la tension diminue considérablement à mesure que l'intensité s'approche du niveau maximal auquel le poste redresseur peut fonctionner (niveau maximum de fonctionnement possible ou "'limite de redressement), représenté par xo on peut établir des niveaux d'intensité dans le poste redresseur en imposant des limites au courant de fonctionnement, sousla commande du système 7 à microprocesseur Ces limites ainsi imposées sont désignées par xl, x 2, X 3, etc à la figure 2 De la forme de la courbe dessinée à la figure l'int Esitéa une

2, il ressort clairement qu'une variation donnée de/ in-

fluence plus faible sur la sortie d'énergie aux niveaux élevés de l'intensité que n'en a cette même variation d'intensité à de plusbas niveaux Par conséquent, en vue d'obtenir une variation uniforme à la sortie du poste

redresseur, la différence entre niveaux successifs d'inten-

sité va diminuer à mesure que l'intensité décroît à partir de la limite de redressement x En d'autres termes, (xo x 1) > (x 1 x 2) > (x 2 x 3) et ainsi de suite Par exemple si xo est 100 %, x 1 pourrait être 85 % 6,x 2 75 %, x 3 70 % et ainsi de suite On préfère que ces niveaux limites d'intensité soient choisis de façon que le niveau d'émission puisse être ajustable, par crans pratiquement

égaux.

Les niveaux d'intensité de consigne peuvent être imposés de la manière suivante Les postes redresseurs

haute tension, pour dispositifs de précipitation électrosta-

tiques, comprennent habituellement un moyen par lequel la tension de sortie est automatiquement augmentée jusqu'à

ce qu'il se forme des étincelles ou des arcs dans le dispo-

sitif de précipitation A ce moment, la tension est réduite jusqu'à un niveau au-dessous duquel les étincelles ou arcs continuent à se produire et la sortie est à nouveau

augmentée automatiquement Les systèmes de commande utili-

sés habituellement comprennent un régulateur à thyristor avec des circuits appropriés sensibles à la formation d'étincelles et d'arcs dont les sorties sont reliées au

régulateur à thyristor et règlent son angle de conduction.

En l'absence d'étincelles ou d'arcs, la tension de sortie du redresseur haute tension est réglée par un circuit

sensible à l'intensité de courant et tel que cette inten-

sité soit maintenue ou bien à l'intensité de sortie nomina-

le du poste redresseur haute-tension, ou bien, par réglage

manuel, à un niveau d'intensité choisi à l'avance et infé-

rieur à l'intensité nominale Conformément à la présente invention, le système de commande à microprocesseur est relié au circuit de commande de l'intensité de courant de manière à déterminer le maximum d'intensité que le poste redresseur haute tension est autorisé à produire à n'importe quel moment, ce maximum étant réglé de la façon voulue en réponse au signal de données qui est émis

par le moyen de surveillance des poussières.

En général, la comparaison entre la concentration indiquée (mesurée) des poussières et la concentration de consigne est répétée à des intervalles de temps fixés

à l'avance De préférence, après tout ajustement des condi-

tions de fonctionnement, on laisse passer un laps de temps suffisant pour que son effet puisse être enregistré par le densimètre optique 6 avant que le prochain ajustement

(pour autant qu'un tel ajustement soit exigé) soit effec-

tué A cet effet, le système de commande 7 peut comprendre une horloge ou un mécanisme ou circuit temporisateur de

type connu.

L'invention est applicable à tout agencement convenable de champs dans les dispositifs de précipitation

électrostatiques en parallèle et/ou en série.

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L'ajustement du niveau du courant de chaque poste redresseur haute tension s'effectue selon une stratégie de commande, appropriée au nombre et à la configuration des systèmes de champs électriques Par exemple, si le système comprend deux ou plus de deux champs électriques,

il est possible d'ajuster simultanément la limite de cou-

rant sur la totalité des postes redresseurs haute tension.

Cependant, il est en général préférable que le moyen de commande intervienne de façon à modifier la limite de lo courant des postes redresseurs, l'un après l'autre Ainsi par exemple, si les trois champs A, B et C de la figure

1 travaillent à un niveau de courant xl et si le densi-

mètre optique 6 détecte un niveau d'émission qui est infé-

rieur au niveau de consigne, le système de commande 7 peut agir à tour de rôle sur chacun des postes redresseurs 9 afin d'abaisser leur courant jusqu'à ce que le rendement global des dispositifs de précipitation 1 soit tel que la concentration réelle des poussières dans la conduite s'élève jusqu'au niveau de consigne En fonction de la concentration initiale des poussières dans la conduite 2 et des caractéristiques des dispositifs de précipitation, il sera nécessaire d'abaisser à x 2 quelques-uns ou la

totalité des postes redresseurs et il peut même être néces-

saire de suivre une séquence particulière afin d'abaisser encore davantage les niveaux de fonctionnement d'un ou de plusieurs des postes redresseurs, jusqu'à x 3 ou plus

bas Inversement, lorsque l'émission détectée est supé-

rieure à la valeur de consigne, il faut augmenter le cou-

rant d'un ou de plusieurs des postes redresseurs.

La séquence selon laquelle les postes redresseurs sont ajustés peut varier selon le sens de l'écart par rapport à la concentration de consigne des poussières,

c'est-à-dire selon qu'on agit sur le système afin de dimi-

nuer ou d'augmenter le rendement global de recueil des poussières, en vue de maintenir en phaoe la totalité des

postes redresseurs haute tension.

Selon certaines stratégies, il peut être approprié

de faire fonctionner les postes redresseurs 9 d'un dispo-

sitif de précipitation 1 donné à des niveaux qui sont écartés l'un de l'autre de plus d'un cran ou étage, dans les conditions de fonctionnement normales Si un ajustement est nécessaire, il peut alors êtrenécessaire d'utiliser une séquence dans laquelle on intervient au moins deux fois de suite sur l'un des postes redresseurs avant d'agir sur un autre poste redresseur Il est souhaitable que

le système de commande prenne en compte la situation parti-

culière de chaque poste redresseur; si, pour une raison ou pour une autre, l'un des postes redresseurs cesse de fonctionner et que sa tensionde sortie tombe au-dessous d'un riveau déterminé, ce poste redresseur haute tension

se trouve automatiquement exclu de la séquence d'ajus-

tement. Il est nécessaire d'enlever les poussières qui se sont déposées sur les électrodes ou plaques collectrices du dispositif de précipitation On doit décoller ou déloger les poussières des plaques, par exemple en faisant vibrer celles-ci ou en les frappant d l'aide de moyens à marteaux,

cette opération étant désignée ci-après par "frappement".

Bien qu'il soit possible d'effectuer le frappement de façon continue, il est plus commun de frapper une série

de plaques à tour de rôle, à intervalles de temps déter minés Cependant et spécialement lorsque ce sont les pla-

ques amont qui sont frappées (puisque ce sont celles qui portent la charge principale de poussières à enlever), le frappement peut occasionner un nuage ou "bouffée" de poussières délogées des plaques- électrodes, ce qui peut créer une augmentation marquéede l'émission de poussières à la sortie des dispositifs de précipitation La présente invention peut accueillir des moyens pour résoudre ce problème, et ceci de la façon suivante Dans un dispositif de précipitation électrostatique contenant un certain

nombre de champs en série, le poste redresseur haute ten-

sion qui est relié au champ de sortie peut êtreréglé de façon telle que le courant soit au niveau 100 % pendant le frappement Lorsque le dispositif de précipitation électrostatique contient des champs en parallèle, les postes redresseurs haute tension qui sont situés le plus en aval (c'est-a-dire les deux champs désignés par C à la figure 1) sont tous ajustés au niveau de courant

% De cette manière, la "bouffée" des poussières délo-

gées peut être recueillie par le

ou les champs aval qui fonctionnent à leur puissance maxi-

male Lorsque l'opération defrappement est achevée, le

microprocesseur se remet à fonctionner comme initiale-

ment, avec les mêmes limites de courant que celles qui

étaient réalisées juste avant le commencement de l'opéra-

tion de frappement.

Il est manifestement souhaitable que le moyen de surveillance des poussières soit soumis à un recalibrage automatique, ce terme comprenant toute auto-vérification automatique telle que celle de zéro et de plage Cependant, ces opérations pourraient interférer avec les fonctions de commande du microprocesseur et le système comprend

donc normalement des moyens pour éliminer une telle inter-

férence Par exemple, les réglages de la limite de courant

qui ont été obtenus juste avant les opérations de récali-

brage pourraient être conservés pendant toute la durée

de ces opérations (le microprocesseur reprenant initia-

lement sa commande à ces réglages, lorsque le recalibrage est terminé) En variante, le courant pourrait être ramené au niveau 100 % pour tous les postes redresseurs pendant

toute la durée des opérations de recalibrage, le microproces-

seur reprenant sa commande, à l'achèvement de ces opéra-

tions, aux réglages de limite de courant qui avaient été

obtenus juste avant le début des opérations de recalibrage.

Il est souhaitable d'assurer une protection contre des concentrations excessives dans les gaz effluents, à ces concentrations excessives étant dues par exemple/un changement des conditions du procédé, occasionnant des

gaz fortement chargés de poussières, ou à la panne -

d'un groupe redresseur haute tension Dans de tels cas,

le système de commande peut être incapable de réagir suf-

fisamment vite pour éviter un niveau d'émission supérieur à celui qui est toléré par les autorités de contrôle de l'environnement Il est donc préférable que le système de commande à microprocesseur soit aussi agencé de façon à obliger chaque poste redresseur à travailler avec le

courant de fonctionnement le plus fort possible (c'est-

à-dire à la limite 100 %), lors d'un accroissement brusque de la mesure de la concentration des poussières Le système de commande intervient alors comme il convient pour réduire les limites imposées au courant, du niveau 100 % à un

nouvel optimum.

En plus d'un affichage continu, en général sous forme numérique, de la concentration réelle des poussières dans les gaz à leur sortie du dispositif de précipitation, que telle que mesurée par le densimètre optique, ainsi/ de

la concentration de consigne (la première de ces concentra-

tions étant actualisée chaque fois que le système de com-

mande 7 effectue une comparaison sur laquelle est fondée une décision d'ajustement, par -exemple à intervalles de 1 seconde), le pupitre de l'opérateur peut aussi donner une indication continue en ce qui concerne l'état du système de commande à microprocesseur et de chacun des postes redresseurs haute tension et peut comporter un

indicateur qui avertit l'opérateur au moment o la concen-

tration de poussièresdans les gaz à leur sortie du disposi-

tif de précipitation est supérieure à la limite fixée

par les autorités de contrôle de l'environnement.

L'influence exercée par le microprocesseur dans le système de commande est limitée à la modification du niveau de courant (habituellement en imposant une limite

au niveau du courant) des postes redresseurs haute tension.

* De préférence, les dispositifs de précipitation sont équi-

pés de régulateurs automatiques de tension incorporés, usuels dans ce domaine technique Le fonctionnement de ces régulateurs n'a pas d'autre contrainte, c'est-à-dire que, si le système de commande à microprocesseur est mis hors d'action, le fonctionnement des postes redresseurs serait classique Les régulateurs possèdent des moyens pour détecter les phénomènes de contournement sur n'importe lesquels des moyens à électrodes et sont agencés de manière à réduire la tension de fonctionnement du poste à redresseur associé aumoyen/électrodesquiest le siège de

tels phénomènes jusqu'à ce que ceux-ci cessent En consé-

quence, le contrôle normal des étincelles et arcs continue

à être disponible bien que de tels phénomènes de contour-

nement se mettent bien moins en évidence, en raison des tensions de fonctionnement rfuites qui sont occasionnées

par la mise en oeuvre de cette invention.

Comme indiqué ci-dessus, la présente invention offre un contrôle fin sur le fonctionnement d'un système de précipitation électrostatique, bien qu'un paramètre seulement (l'émission des poussières) ait besoin d'être surveillé Ceci peut apporter des économies significatives

à la consommation en énergie électrique, en plus des éco-

nomies dues à la diminution d'usure des systèmes à élec-

trodes En outre, la mise en oeuvre de l'invention ne suppose pas que la charge en poussières des gaz entrant dans les dispositifs de précipitation soit uniforme; au contraire et comme indiqué ci-dessus, l'invention peut

faire face à des charges en poussières qui varient con-

tinuellement et largement.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour effectuer la précipitation des pousssières contenues dans un courant de gaz, procédé dans lequel on fait passer le courant de gaz dans un ou plusieurs champs électriques dont chacun est engendré par un moyen à électrodes auquel est associé un poste redresseur; la concentration des poussières dans les

gaz en aval dudit ou desdits champs électriques est sur-

veillée par un moyen de surveillance des poussières qui

engendre un signal de données indicatif de ladite con-

centration; et l'intensité d'au moins un champ électrique est ajustable par un moyen de commande en fonction du signal de données, caractérisé en ce que la concentration

indiquée par le signal de données est comparée à une con-

centration de consigne et, si une différence est constatée, le courant électrique d'au moins un poste redresseur est modifié afin de produire une variation de l'intensité 4 e champ électrique dans le sens voulu pour réduire ladite différence. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant électrique du ou de chaque poste redresseur est modifié par crans ou étages, d'un niveau

à l'autre.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la différence entre niveaux successifs décroît à mesure que le courant électrique est abaissé à partir du courant de fonctionnement maximum possible du poste redresseur. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les niveaux du courant du poste redresseur sont choisis de manière telle que le niveau d'émission des poussières soit réglable par crans ou étages pratiquement égaux. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la comparaison entre

la concentration des poussières indiquée et la concentra-

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tion de consigne est répétée à intervalles de temps fixés

à l'avance.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'on fait passer le courant de gaz dans deux ou plus de deux champs électriques et en ce que le moyen de commande intervient pour modifier selon une certaine séquence le courant électrique des

postes redresseurs qui sont associés aux moyens à élec-

trodes engendrant ces champs.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'on fait passer le courant de gaz dans deux ou plus de deux champs électriques et en ce que le moyen de commande intervient pour modifier en même temps le courant électrique des postes redresseurs qui sont associés aux moyens à électrodes engendrant

ces champs.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce que les électrodes sont frappées à intervalles et en ce que, pendant le frappement, on fait fonctionner au moins ceux des postes redresseurs

qui sont associés au champ électrique ou aux champs élec-

triques situés plus en aval, au maximum du courant électri-

que de fonctionnement possible.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen de surveillance

des poussières est agencé de façon à procéder automatique-

ment, par intervalles, à un recalibrage et en ce que le moyen de commande agit,pendant la durée de ce recalibrage,

soit de façon à maintenir le niveau de chaque poste redres-

seur à la valeur qui était obtenue juste avant les opéra-

tions de recalibrage, soit de façon à régler chaque poste redresseur de façon qu'il fonctionne au maximum de courant

électrique de fonctionnement possible pendant les opéra-

tions de recalibrage et à le ramener aussitôt après au niveau de courant électrique qui était obtenu juste avant

les opérations de recalibrage.

Appareil pour effectuer la précipitation

des poussières contenues dans un courant de gaz, appa-

reil qui comprend un moyen capable de définir un chemin pour le courant de gaz qui traverse au moins un dispositif de précipitation électrostatique ( 1)/ lequel dispositif de précipitation ( 1) comprend des moyens à électrodes agencés de manière à engendrer un ou plusieurs champs

électriques (A,B,C) à l'intérieur du dispositif de préci-

pitation ( 1), un poste redresseur ( 9) étant associé à chacun des moyens à électrodes; un moyen de surveillance des poussières ( 6) placé en aval du ou des dispositifs de précipitation électrostatiques ( 1) et agencé de façon

à engendrer un signal de données indicatif de la concentra-

tion des poussières dans les gaz; et un moyen de commande ( 7) associé à l'un au moins desdits postes redresseurs ( 9) et sensible au signal de données; caractérisé en ce que le moyen de commande ( 7) est agencé de manière à comparer la concentration indiquée par le signal de

données à une concentration de consigne 'et, si une dif-

férence est constatée, à modifier le courant électrique d'au moins un poste redresseur ( 9) afin de produire une variation de l'intensité de champ électrique (A,B,C) dans

le sens voulu pour réduire ladite différence.

11 Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le moyen *de surveillance des poussières

( 6) est constitué par un densimètre optique calibré.

12 Appareil selon l'une des revendications 10

et 11, caractérisé en ce que le moyen de commande ( 7) est agencé de façon à modifier par crans ou étages, le courant

électrique du ou de chaque poste redresseur ( 9), en impo-

sant au courant électrique de fonctionnement une limite

choisie parmi plusieurs limites fixées à l'avance.

13 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 12, caractérisé en ce qu'un moyen temporisa-

teur est associé au moyen de contrôle ( 7), ce grâce à quoi la comparaison entre la concentration des poussières indiquée et la concentration de consigne est répétée à

intervalles de temps fixés à l'avance.

14 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un système de commande auxiliaire agencé de manière à faire fonctionner

chaque poste redresseur ( 9) au maximum de courant de fonc-

tionnement possible lors d'un accroissement brusque de la concentration des poussières mesurée, puis à restituer

la commande au moyen de commande ( 7).

15 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 14, caractérisé en ce que les postes redresseurs ( 9) sont munis de régulateurs de tension automatiques qui possèdent des moyens pour détecter les phénomènes

de contournement sur n'importe lequel des moyens à élec-

trodes et qui sont agencés, en un tel cas, de façon à réduire la tension de fonctionnement du poste redresseur

( 9) associé à ce moyen à électrodes.

16 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 10 à 15, caractérisé en ce qu'il est agencé pour en oeuvre

mettre/le procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9.