La présente invention concerne l'extraction d'un produit dispersé dans un milieu fluide par utilisation combinée d'un effet centrifuge et d'un effet électrostatique. On connaît des séparateurs de particules combinant les effets centrifuges et électrostatiques, par exemple ceux décrits dans les brevets WO 91/07230 ou FR 2937264 mais ces séparateurs comportent tous une électrode (cathode) centrale de faible diamètre disposée dans l'axe du tube interne du cyclone. Ce principe a pour inconvénients de présenter une surface cathodique relativement réduite qui n'optimise pas les transferts de charges électriques. D'autre part, compte tenu de la nécessité d'assurer un temps de séjour important des particules dans la zone à effet électrostatique, il est problématique de dimensionner la partie à effet cyclonique selon les méthodes connues pour obtenir en même temps une efficacité maximale de l'effet centrifuge. --- La présente invention consiste à utiliser la face externe du tube central comme cathode du séparateur électrostatique, la face interne du tube périphérique en étant alors l'anode. On peut ainsi dimensionner le cyclone proprement dit selon les méthodes connues afin d'optimiser les performances dues au seul effet centrifuge, tout en ayant une grande surface cathodique favorable à un accroissement maximum des transferts de charges électriques entre les électrodes et les particules. D'autre part, dans un appareil selon l'invention le tube cathode central, relié au générateur de haute tension est rendue mécaniquement solidaire du tube anode périphérique par l'intermédiaire d'une pièce spéciale, électriquement isolante, réalisée en métal revêtu d'un matériau isolant type PTFE ou en céramique si l'application traite des gaz à haute température, faisant office de guide et de support. Une telle conception permettant un centrage aisé de l'anode. Enfin, les particules de toutes dimensions étant collectées uniquement sur la face interne du tube périphérique, il est facile de décoller ces particules par frappage, vibrations ou tout autre moyen et de les recueillir dans une trémie placée à la base du cyclone. --- L'invention sera bien comprise à la lecture du descriptif qui suit et du dessin de la planche annexée illustrant à titre d'exemple non limitatif l'une des formes possibles de réalisation de l'invention. Sur le dessin de la planche unique, un séparateur selon l'invention est composé d'un tube externe périphérique (1) et d'un tube interne central (2), d'un conduit (3) par où les gaz à traiter sont admis tangentiellement à grande vitesse dans l'espace annulaire (4) constitué entre les deux tubes, d'un plénum (5) de collecte en sortie du tube central (2), relié au circuit d'évacuation des gaz épurés et d'une trémie inférieure (6) qui recueille les particules extraites de ces gaz. --- 2970188 -2 The present invention relates to the extraction of a dispersed product in a fluid medium by combined use of a centrifugal effect and an electrostatic effect. Particle separators combining centrifugal and electrostatic effects, for example those described in patents WO 91/07230 or FR 2937264, are known, but these separators all comprise a central electrode (cathode) of small diameter disposed in the axis of the inner tube of the cyclone. This principle has the drawbacks of having a relatively small cathode surface which does not optimize the electric charge transfers. On the other hand, given the need to ensure a high residence time of the particles in the electrostatic effect zone, it is problematic to size the cyclonic effect part according to the known methods to obtain at the same time a maximum efficiency of the centrifugal effect. The present invention consists in using the outer face of the central tube as the cathode of the electrostatic separator, the inner face of the peripheral tube being then the anode. It is thus possible to dimension the actual cyclone according to known methods in order to optimize the performances due solely to the centrifugal effect, while having a large cathode surface favorable to a maximum increase in the transfer of electrical charges between the electrodes and the particles. On the other hand, in an apparatus according to the invention, the central cathode tube connected to the high voltage generator is made mechanically secured to the peripheral anode tube by means of a special, electrically insulating piece made of metal coated with insulating material type PTFE or ceramic if the application processes gases at high temperature, acting as a guide and support. Such a design allowing easy centering of the anode. Finally, particles of all sizes being collected only on the inner face of the peripheral tube, it is easy to take off these particles by striking, vibration or any other means and collect them in a hopper placed at the base of the cyclone. The invention will be better understood on reading the description which follows and the drawing of the attached sheet illustrating by way of non-limiting example one of the possible embodiments of the invention. In the drawing of the single board, a separator according to the invention is composed of a peripheral outer tube (1) and a central inner tube (2), a duct (3) through which the gases to be treated are admitted tangentially at high speed in the annular space (4) formed between the two tubes, a collection plenum (5) at the outlet of the central tube (2), connected to the purified gas evacuation circuit and a lower hopper (6) which collects particles extracted from these gases. --- 2970188 -2
Le tube externe périphérique (1) est mis électriquement à la terre par un conducteur (7) tandis que le tube interne central (2) est connecté à un générateur de courant continu haute tension (8), une pièce guide rigide et électriquement isolante (9) relie mécaniquement les tubes (1) et (2) et la traversée de la paroi du plénum (5) par le câble haute tension se fait par 5 un presse étoupe isolant (10). La pièce (9) de liaison qui sert au maintien et au centrage du tube intérieur (2) ainsi qu'à l'isolement électrique entre le corps de l'appareil relié à la terre en (7) et le tube sous haute tension (2) est normalement réalisée en métal revêtu d'un matériau isolant type PTFE (polytétrafluoroéthylène) pour les applications courantes maïs elle peut être en céramique ou autre matériau approprié si les gaz à traiter sont à une 10 température supérieure à 250°. --- Durant leur parcours hélicoïdal dans l'espace (4) entre les deux tubes concentriques (1) et (2), les particules les plus lourdes sont plaquées par la force centrifuge sur la paroi interne du tube périphérique (1), elles échappent au flux gazeux lorsque celui-ci s'inverse pour pénétrer dans le tube central (2) et tombent dans la trémie inférieure (6). En même temps le 15 tube central (2) alimenté en courant continu haute tension constitue la cathode d'un système électrique qui produit un effet "couronne" ionisant les particules les plus fines, peu sensibles à l'effet centrifuge, présentes dans le flux gazeux. Le tube périphérique (1) relié à la terre par le conducteur (7) fait fonction d'anode et attire vers lui les fines particules ionisées qui viennent se déposer sur sa face interne. La trajectoire des particules à ioniser étant 20 hélicoïdale et non rectiligne, le temps de séjour dans cette zone est suffisant pour un bon transfert des charges électriques. --- Pour faciliter la création de l'effet couronne on peut avantageusement ajouter sur la face externe du tube central (2) des éléments saillants (11) dont la forme et l'orientation sont telles qu'elles ne contrarient pas l'écoulement hélicoïdal du flux gazeux dans l'espace (4).The outer peripheral tube (1) is electrically grounded by a conductor (7) while the central inner tube (2) is connected to a high voltage direct current generator (8), a rigid and electrically insulating guide piece ( 9) mechanically connects the tubes (1) and (2) and the passage of the wall of the plenum (5) by the high voltage cable is by an insulating gland (10). The connecting piece (9) which serves to hold and center the inner tube (2) as well as the electrical insulation between the body of the grounded device (7) and the high voltage tube ( 2) is normally made of metal coated with a PTFE (polytetrafluoroethylene) insulating material for common applications corn it can be ceramic or other suitable material if the gases to be treated are at a temperature above 250 °. --- During their helical path in the space (4) between the two concentric tubes (1) and (2), the heavier particles are pressed by the centrifugal force on the inner wall of the peripheral tube (1). escape the gas flow when it reverses to enter the central tube (2) and fall into the lower hopper (6). At the same time, the central tube (2) supplied with high-voltage direct current constitutes the cathode of an electrical system which produces a "crown" effect ionizing the finest particles, which are not very sensitive to the centrifugal effect, present in the flow. gaseous. The peripheral tube (1) connected to the earth by the conductor (7) acts as anode and attracts towards it the ionized fine particles that are deposited on its inner face. The trajectory of the particles to be ionized being helical and non-rectilinear, the residence time in this zone is sufficient for a good transfer of the electric charges. --- To facilitate the creation of the corona effect can be advantageously added on the outer face of the central tube (2) of the projecting elements (11) whose shape and orientation are such that they do not interfere with the flow helical gaseous flow in space (4).
25 L'une des formes et disposition préférentielles de ces éléments saillants étant des plats sensiblement triangulaires, soudés sur le tube (2) selon le trajet hélicoïdal des gaz et dont les surfaces sont parallèles au sens de circulation du flux gazeux mais ils peuvent également être en forme d'hélice continue ou discontinue, de pales ou de pointes. --- Les particules les plus lourdes tombent d'elles mêmes par gravité dans la trémie inférieure 30 (6) mais les fines particules ionisées recueillies sur la paroi interne du tube (1) doivent être périodiquement décollées par des moyens (12) engendrant des chocs, des vibrations ou toute autre action appropriée. Pendant ces opérations périodiques la circulation du flux gazeux est interrompue dans l'élément en cours de nettoyage. Une petite quantité de particules ionisées sera entraînée en aval du tube interne (2) et peut se déposer dans le plénum (5) ou le circuit d'évacuation des gaz, c'est pourquoi des moyens tels que des buses à air comprimé (13) peuvent être prévus dans le plénum et le circuit aval pour décoller et évacuer les particules qui s'y déposeraient éventuellement. --- La présente invention dont la description qui précède est donnée à titre d'exemple non limitatif trouve principalement ses applications dans le domaine du dépoussiérage et de l'épuration des effluents gazeux de toutes natures, en particulier pour l'épuration des fumées de combustion de biomasse, des gaz de pyrolyse, etc, ainsi que pour la classification des poudres dans les industries chimiques et agro-alimentaires. One of the preferred shapes and arrangement of these projecting elements being substantially triangular plates, welded to the tube (2) along the helical path of the gases and whose surfaces are parallel to the flow direction of the gas flow, but they can also be in the form of a continuous or discontinuous helix, blades or tips. The heavier particles fall by gravity themselves into the lower hopper (6) but the ionized fine particles collected on the inner wall of the tube (1) must be periodically peeled off by means (12) generating shocks, vibrations or any other appropriate action. During these periodic operations the circulation of the gas flow is interrupted in the element being cleaned. A small amount of ionized particles will be entrained downstream of the inner tube (2) and may be deposited in the plenum (5) or the gas evacuation circuit, therefore means such as compressed air nozzles (13). ) can be provided in the plenum and downstream circuit to take off and evacuate the particles that would eventually settle there. The present invention, the preceding description of which is given by way of non-limiting example, finds its application mainly in the field of dust removal and purification of gaseous effluents of all types, in particular for the purification of combustion of biomass, pyrolysis gases, etc., as well as for the classification of powders in the chemical and agro-food industries.