FR2977806A1 - Mobile unit for filtering e.g. suspended solid particles in gas from waste pipe of automobile painting installation, has electric fan imposing displacement on gas from inlet towards outlet, and filtering device to filter gas fed via inlet - Google Patents
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Abstract
Description
Unité mobile de filtration d'impuretés contenues dans un gaz et procédé utilisant une telle unité Domaine technique de l'invention Mobile unit for filtering impurities contained in a gas and method using such a unit Technical field of the invention
L'invention concerne le domaine de la filtration d'impuretés contenues dans un gaz, par exemple de type solides ou liquides en suspension dans un flux gazeux. The invention relates to the field of the filtration of impurities contained in a gas, for example of the solid or liquid type suspended in a gas flow.
15 L'invention a pour objet plus particulièrement une unité mobile de filtration de telles impuretés, et un procédé de réglage de paramètres d'une chaîne de filtration d'impuretés contenues dans un flux gazeux principal, utilisant une telle unité mobile. The invention more particularly relates to a mobile unit for the filtration of such impurities, and to a method of setting parameters of a filter chain of impurities contained in a main gas stream, using such a mobile unit.
20 État de la technique 20 State of the art
La gestion actuelle de gaz, notamment d'un gaz utilisé dans un bâtiment, exploite de manière croissante des solutions utilisant un recyclage au moins partiel de ce gaz. En effet, il convient de plus en plus de tenir 25 compte de l'impact environnemental de cette gestion et du coût croissant de l'énergie (électricité, gaz, énergie fossile...). Or, un recyclage d'un gaz ambiant, par exemple de l'air, peut permettre de réaliser des économies de chauffage pouvant varier entre 60% et 80%. The current management of gas, in particular a gas used in a building, increasingly exploits solutions using at least partial recycling of this gas. Indeed, it is increasingly important to take into account the environmental impact of this management and the increasing cost of energy (electricity, gas, fossil energy, etc.). However, a recycling of an ambient gas, for example air, can achieve heating savings of between 60% and 80%.
30 Dans de nombreuses applications, un tel recyclage de gaz réclame l'utilisation d'une chaîne de filtration des impuretés contenues dans un 10 flux principal de ce gaz qui doit être ainsi filtré avant d'être réutilisé dans le cadre du recyclage. Bien souvent, de telles chaînes de filtration exploitent de nombreux éléments filtrants en série et présentent de nombreux paramètres réglables qui doivent être optimisés avec précision afin d'adapter précisément les capacités de filtration de la chaîne aux caractéristiques du gaz à recycler. Il se pose donc le problème de la mise en pratique de cette optimisation indispensable de la chaîne de filtration car, pour être rentable financièrement, le coût qu'elle induit ne doit pas dépasser les économies générées par le recyclage en lui-même. Ces exigences sont récurrentes dans de nombreux domaines où se pose le problème du recyclage de gaz. In many applications, such gas reclamation requires the use of a filter chain of impurities contained in a main stream of this gas which must be so filtered before being reused in the course of recycling. Often, such filter chains exploit many filter elements in series and have many adjustable parameters that must be optimized with precision in order to precisely adjust the filtration capacity of the chain to the characteristics of the gas to be recycled. There is therefore the problem of putting into practice this essential optimization of the filtration chain because, in order to be financially profitable, the cost it induces must not exceed the savings generated by the recycling itself. These requirements are recurrent in many areas where the problem of gas recycling arises.
Un domaine particulier dans lequel le recyclage est couramment appliqué concerne le traitement des flux gazeux issus des opérations d'application de peinture. En effet, certaines industries, et notamment l'industrie automobile, nécessitent la mise en oeuvre de cabines de peinture et il est alors indispensable de pouvoir filtrer l'air de ces cabines de peinture pour le débarrasser des impuretés formées notamment par les particules qu'il contient avant recyclage. One particular area in which recycling is commonly applied concerns the treatment of gaseous streams from paint application operations. Indeed, some industries, and especially the automotive industry, require the implementation of paint booths and it is then essential to be able to filter the air of these paint booths to rid it of impurities formed in particular by the particles that it contains before recycling.
Plus précisément, en sortie de cabines de peinture, une partie substantielle de particules est piégée par un laveur dans lequel elles s'acheminent. En revanche, une infime partie de ces particules contenue dans l'air n'est pas piégée par le laveur et doit être filtrée avant recyclage notamment. Les installations de peinture sont telles que le flux gazeux principal issu des cabines traverse une chaîne de filtration de l'installation à plusieurs étages. More precisely, at the exit of paint booths, a substantial part of particles is trapped by a scrubber in which they go. On the other hand, a tiny part of these particles contained in the air is not trapped by the scrubber and must be filtered before recycling in particular. The paint installations are such that the main gas stream from the cabins passes through a filtration system of the multi-stage installation.
Mais le flux gazeux chargé de particules présente une concentration de ces particules qui dépend notamment de l'efficacité du laveur, de la cadence, des surfaces d'application, des épaisseurs de peinture à déposer, des rendements des moyens d'application de la peinture, des différents types de peinture, et de la conception du réseau d'extraction d'air. Pour les raisons indiquées précédemment, il convient à chaque cas d'optimiser au mieux les paramètres de la chaîne de filtration, et toute la difficulté réside dans la manière de régler ces paramètres afin qu'ils soient adaptés aux caractéristiques du flux gazeux à filtrer qui sont variables pour les raisons listées ci-dessus. Il est également préférable que ce choix de paramètres de la chaîne de filtration permette un retour d'investissement en regard des économies apportées par le recyclage du flux gazeux. But the gaseous flow loaded with particles has a concentration of these particles which depends in particular on the efficiency of the scrubber, the rate, the application surfaces, the thicknesses of paint to be deposited, the yields of the paint application means. , different types of paint, and the design of the air extraction network. For the reasons indicated above, it is appropriate in each case to optimize the parameters of the filtration chain, and the difficulty lies in how to adjust these parameters so that they are adapted to the characteristics of the gas stream to be filtered. are variable for the reasons listed above. It is also preferable that this choice of parameters of the filtration chain allows a return of investment compared to the savings provided by the recycling of the gas stream.
Or, une solution pour régler les paramètres de la chaîne de filtration à chaque nouvelle application qui consisterait à réaliser une campagne d'essais jusqu'à atteindre l'optimisation de filtration n'est pas envisageable en pratique en raison notamment des interruptions répétées de l'installation de peinture à chaque nouveau réglage que cela impliquerait. En effet, une telle campagne d'essais peut nécessiter au moins trois ou quatre essais successifs. Une autre limitation réside dans le grand nombre d'éléments filtrants inclus dans la chaîne de filtration de l'installation de peinture, en général compris entre 120 et 160 par chaîne de filtration, et dont le prix unitaire est relativement important. Chaque essai de filtration mené jusqu'à l'optimisation des paramètres représenterait plusieurs dizaines de milliers d'euros, grevant d'autant le retour d'investissement en regard des économies apportées par le recyclage du flux gazeux. However, a solution to adjust the parameters of the filtration chain with each new application which consists in carrying out a test campaign until filtration optimization is not possible in practice due in particular to repeated interruptions of the filtration system. installation of paint with each new setting that would imply. Indeed, such a test campaign may require at least three or four successive tests. Another limitation lies in the large number of filter elements included in the filter chain of the paint installation, generally between 120 and 160 per filtration chain, and whose unit price is relatively large. Each filtration test conducted up to the optimization of the parameters would represent several tens of thousands of euros, thus burdening the return of investment compared to the savings provided by the recycling of the gas stream.
Une problématique équivalente peut se poser également dans le cadre d'un réglage d'une chaîne de filtration d'impuretés contenues dans un gaz neuf ne provenant pas d'un recyclage, notamment de l'air extérieur à une installation (de peinture ou autre). An equivalent problem can also arise in the context of an adjustment of a filter chain of impurities contained in a new gas that does not come from recycling, in particular air outside an installation (paint or other ).
Objet de l'invention Object of the invention
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, en proposant une solution qui offre la possibilité d'optimiser une chaîne de filtration d'une installation (de peinture ou autre), que ce soit dans le cadre d'un recyclage de gaz ou d'une filtration d'un gaz neuf, notamment de l'air extérieur. The purpose of the present invention is to overcome these disadvantages, by proposing a solution that offers the possibility of optimizing a filter chain of an installation (painting or other), whether in the context of a recycling of gas or filtration of a new gas, including outside air.
Un premier aspect de l'invention concerne ainsi une unité mobile de filtration d'impuretés contenues dans un gaz. Cette unité est remarquable en ce qu'elle comprend : - une entrée de gaz à filtrer, - un dispositif déplaçable de filtration du gaz le traversant, le dispositif de filtration étant alimenté par l'entrée de gaz disposée en amont du dispositif de filtration suivant le sens d'écoulement du gaz, - une sortie du gaz filtré par le dispositif de filtration, disposée en aval du dispositif de filtration suivant le sens d'écoulement du gaz, - et un moto-ventilateur pour imposer un déplacement au gaz de l'entrée vers la sortie. A first aspect of the invention thus relates to a mobile unit for filtering impurities contained in a gas. This unit is remarkable in that it comprises: a gas inlet to be filtered, a movable filtering device for the gas passing through it, the filtration device being fed by the gas inlet arranged upstream of the following filtration device. the flow direction of the gas, an outlet of the gas filtered by the filtration device, arranged downstream of the filtration device in the direction of flow of the gas, and a motor-fan for imposing a gas displacement of the gas. entrance to the exit.
Une telle unité mobile de filtration présente des avantages propres : - d'être déplaçable au gré des besoins de réglages, permettant ainsi de ne pas être affectée à une installation donnée, - d'être en outre légère et économique, la rendant pratique et attractive. Such a mobile filtration unit has its own advantages: - to be movable according to the needs of adjustments, thus allowing not to be affected to a given installation, - to be moreover light and economic, making it practical and attractive .
Elle peut avantageusement par ailleurs servir à optimiser une chaîne de filtration de gaz d'une installation (de peinture ou autre), que ce soit dans le cadre d'un recyclage de gaz ou d'une filtration d'un gaz neuf, notamment de l'air extérieur. Dans le premier cas, l'entrée de gaz de l'unité de filtration pourra être connectée à la conduite d'évacuation d'un flux gazeux principal utilisée dans une installation existante, par exemple d'application de peinture, les impuretés de ce flux principal gazeux étant par ailleurs destinées normalement à être filtrées par la chaîne de filtration à régler de cette installation. Dans le deuxième cas, l'entrée de gaz de l'unité de filtration pourra être agencée de sorte à prélever directement du gaz neuf. It can advantageously also be used to optimize a gas filtration line of an installation (paint or other), whether in the context of a gas recycling or filtration of a new gas, including outside air. In the first case, the gas inlet of the filtration unit may be connected to the discharge pipe of a main gas stream used in an existing installation, for example the application of paint, the impurities of this stream main gaseous being otherwise normally intended to be filtered by the filtration chain to adjust this installation. In the second case, the gas inlet of the filtration unit may be arranged so as to take fresh gas directly.
À cet effet, un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé de réglage ou de configuration de paramètres d'une chaîne de filtration d'un flux gazeux principal, utilisant une telle unité mobile. Ce procédé est remarquable en ce que de paramètres d'une chaîne de filtration d'impuretés contenues dans un flux gazeux principal, utilisant une unité mobile de filtration telle que mentionnée ci-dessus, comprenant : - une première étape d'extraction d'une fraction d'échantillonnage depuis le flux gazeux principal pour alimenter l'entrée de l'unité de filtration, - une deuxième étape de filtration, par l'unité de filtration, de la fraction d'échantillonnage extraite, - une troisième étape d'optimisation de paramètres de l'unité de filtration, - et une quatrième étape d'ajustement de paramètres de la chaîne de filtration en fonction des paramètres optimisés lors de la troisième étape. To this end, a second aspect of the invention relates to a method for adjusting or configuring parameters of a filtration line of a main gas stream, using such a mobile unit. This process is remarkable in that parameters of a filter chain of impurities contained in a main gas stream, using a mobile filtration unit as mentioned above, comprising: a first step of extracting a sampling fraction from the main gas flow to supply the inlet of the filtration unit; - a second filtration step, by the filtration unit, of the extracted sampling fraction; - a third optimization step filter unit parameters, - and a fourth filter chain parameter adjustment step according to the parameters optimized in the third step.
Dans le procédé ci-dessus, l'unité de filtration permet d'accomplir des essais successifs dans le but final d'optimiser les paramètres de la chaîne de filtration sans nécessiter d'immobilisation de l'installation qui incorpore la chaîne de filtration. En effet, les réglages des paramètres sont réalisés au niveau du dispositif de filtration de l'unité de filtration indépendamment du fonctionnement normal de la chaîne de filtration de l'installation, sans que ces réglages ne demandent d'interruption du flux gazeux principal. In the above process, the filtration unit makes it possible to perform successive tests with the ultimate aim of optimizing the parameters of the filtration chain without requiring immobilization of the installation which incorporates the filtration chain. Indeed, the parameter settings are made at the filtration unit of the filtration unit regardless of the normal operation of the filtration system of the installation, without these settings require interruption of the main gas flow.
Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur la figure unique qui illustre schématiquement un exemple d'unité mobile de filtration selon le premier aspect de l'invention en situation d'utilisation conformément à un exemple de procédé selon le deuxième aspect de l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention given as non-limiting examples and shown in the single figure which schematically illustrates an exemplary unit. mobile filter according to the first aspect of the invention in use situation according to an exemplary method according to the second aspect of the invention.
Description de modes préférentiels de l'invention Sur la figure, une unité mobile de filtration 10 objet d'un premier aspect de l'invention, destinée généralement à réaliser la filtration d'impuretés contenues dans un gaz, est représentée dans une situation particulière possible mais en aucun cas limitative où elle accomplit la filtration des impuretés contenues dans une fraction d'échantillonnage extraite à partir d'un flux gazeux principal. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the figure, a mobile filtration unit 10 which is the subject of a first aspect of the invention, generally intended to carry out the filtration of impurities contained in a gas, is represented in a particular possible situation. but in no way limiting where it performs the filtration of impurities contained in a sampling fraction extracted from a main gas stream.
Dans le cas où le flux gazeux principal provient d'opérations accomplies dans le cadre d'une installation existante (comme par exemple au niveau d'une cabine de peinture utilisée dans une installation d'application de peinture par exemple dans le domaine de l'automobile), les impuretés que le flux gazeux principal peut contenir sont destinées à être filtrées par une chaîne de filtration intégrée dans cette installation. Le flux gazeux principal est destiné classiquement à traverser cette chaîne de filtration qui peut exploiter de nombreux éléments filtrants en série conçus de sorte à réaliser une filtration des particules à plusieurs étages, notamment avec une finesse de filtration croissante dans le sens d'écoulement du flux gazeux principal, i.e. avec une efficacité de plus en plus importante. En sortie de la chaîne de filtration, le flux gazeux principal peut être destiné à être au moins partiellement recyclé pour être à nouveau réutilisé pour une nouvelle opération dans l'installation. Les impuretés peuvent notamment être constituées par des solides et/ou des liquides en suspension dans le flux principal gazeux. Une telle chaîne de filtration présente de nombreux paramètres réglables qui doivent être optimisés avec précision afin d'adapter précisément les capacités de filtration de la chaîne de filtration aux caractéristiques des impuretés dans le flux gazeux à recycler. L'unité mobile de filtration 10, qui est dissociée de l'installation existante dont la chaîne de filtration est à régler, est alimentée par une fraction d'échantillonnage extraite depuis le flux gazeux principal qui s'écoule dans une conduite d'évacuation 15, de l'installation existante, dans un but possible qui sera décrit plus loin en relation avec un procédé de réglage. In the case where the main gas flow comes from operations performed within the framework of an existing installation (for example at the level of a paint booth used in a paint application installation for example in the field of the automotive), the impurities that the main gas stream may contain are intended to be filtered by a filtration system integrated in this installation. The main gas flow is conventionally intended to pass through this filtration chain which can exploit numerous filtering elements in series designed so as to perform filtration of the multistage particles, in particular with increasing filtration fineness in the flow direction of the flow. gaseous, ie with increasing efficiency. At the outlet of the filtration chain, the main gas stream may be intended to be at least partially recycled to be reused again for a new operation in the installation. The impurities may especially be constituted by solids and / or liquids suspended in the main gaseous flow. Such a filtration chain has many adjustable parameters which must be optimized with precision in order to precisely adapt the filtering capacities of the filtration chain to the characteristics of the impurities in the gas stream to be recycled. The mobile filtration unit 10, which is dissociated from the existing installation whose filtration chain is to be adjusted, is fed by a sampling fraction extracted from the main gas stream flowing in a discharge pipe 15 of the existing installation, for a possible purpose which will be described later in connection with a method of adjustment.
Dans le cas particulier d'une installation d'application de peinture par exemple dans le domaine de l'automobile, les impuretés que le flux gazeux principal peut contenir sont essentiellement des particules dont la concentration dépend notamment de l'efficacité du laveur de la cabine de peinture, de la cadence des opérations, des surfaces d'application, des épaisseurs de peinture à déposer, des rendements des moyens d'application de la peinture, des différents types de peinture, ou de la conception du réseau d'extraction d'air. In the particular case of a paint application installation for example in the automotive field, the impurities that the main gas stream may contain are essentially particles whose concentration depends in particular on the efficiency of the cabin scrubber. of painting, the rate of operations, the application surfaces, the thicknesses of paint to be deposited, the yields of the means of application of the paint, the different types of paint, or the design of the extraction network of air.
Eventuellement, une chaîne de filtration d'une installation existante peut également être destinée à filtrer des impuretés contenues dans un gaz neuf ne provenant pas d'un recyclage, notamment de l'air extérieur à une installation (par exemple d'application de peinture ou autre). Les caractéristiques de ce gaz neuf peuvent être variables, par exemple en fonction des saisons, de la pollution et de l'environnement dans le cas de l'air extérieur. Les impuretés contenues dans le flux gazeux principal formé dans ce cas par le gaz neuf, et qui sont destinées à être filtrées par la chaîne de filtration idoine, peuvent alors dans ce cas être formées notamment par des poussières extérieures. Optionally, a filtration system of an existing installation may also be intended to filter impurities contained in a new gas that does not come from recycling, in particular air outside an installation (for example paint application or other). The characteristics of this new gas can be variable, for example depending on the season, pollution and the environment in the case of outdoor air. The impurities contained in the main gas stream formed in this case by the new gas, and which are intended to be filtered by the appropriate filter chain, can then in this case be formed in particular by external dusts.
Selon un deuxième aspect de l'invention, l'unité mobile de filtration 10 peut avantageusement être utilisée dans le cadre d'un réglage ou d'une configuration de paramètres d'une chaîne de filtration des impuretés contenues dans un flux gazeux principal soit provenant d'une installation existante en cas de recyclage au moins partiel de ce flux en sortie de la chaîne de filtration, soit alimentant une installation existante dans le cas où ce flux gazeux constitue un apport de gaz neuf à l'installation. Pour accomplir ce réglage de paramètres de la chaîne de filtration, et comme l'illustre la figure, l'unité mobile de filtration 10 est rapportée temporairement à l'installation existante au niveau d'une zone d'écoulement du flux gazeux principal. Le caractère de « mobilité » que présente l'unité de filtration 10 permet à celle-ci de pouvoir être rapportée successivement à différentes installations existantes en fonction des besoins de réglage de leurs chaînes de filtration. According to a second aspect of the invention, the mobile filtration unit 10 can advantageously be used in the context of a setting or configuration of parameters of a filter chain of the impurities contained in a main gas stream either from of an existing installation in the event of at least partial recycling of this flow at the outlet of the filtration chain, either supplying an existing installation in the case where this gas flow constitutes a new gas input to the installation. To accomplish this setting of filter chain parameters, and as illustrated in the figure, the mobile filtration unit 10 is temporarily reported to the existing plant at a flow zone of the main gas stream. The character of "mobility" that presents the filtration unit 10 allows it to be reported successively to different existing facilities according to the needs of adjustment of their filtration chains.
Comme l'illustre la figure, l'unité mobile de filtration 10 comprend une entrée de gaz 11 destinée à être généralement alimentée en gaz à filtrer et un dispositif déplaçable de filtration 12 assurant une filtration du gaz le traversant. Le dispositif de filtration 12 de l'unité 10 est alimenté par l'entrée de gaz 11 qui est ainsi disposée en amont du dispositif de filtration 12 suivant le sens d'écoulement du gaz à travers l'unité 10. En cas d'utilisation de l'unité 10 conformément à la figure, le gaz à filtrer qui alimente l'entrée 11 est constitué par une fraction d'échantillonnage extraite depuis un flux gazeux principal. L'unité 10 comporte en outre une sortie de gaz 13 rejetant à l'extérieur de l'unité 10 le gaz préalablement filtré par le dispositif de filtration 12. La sortie de gaz 13 est ainsi disposée en aval du dispositif de filtration 12 suivant le sens d'écoulement du gaz à travers l'unité 10. Un moto-ventilateur 14 est agencé pour imposer un déplacement au gaz de l'entrée 11 vers la sortie 13 en forçant ce gaz à traverser dans l'intervalle le dispositif de filtration 12. As illustrated in the figure, the mobile filtration unit 10 comprises a gas inlet 11 intended to be generally supplied with gas to be filtered and a movable filtration device 12 ensuring filtration of the gas passing therethrough. The filtration device 12 of the unit 10 is supplied by the gas inlet 11 which is thus arranged upstream of the filtration device 12 in the direction of flow of the gas through the unit 10. In case of use of the unit 10 according to the figure, the gas to be filtered which feeds the inlet 11 is constituted by a sampling fraction extracted from a main gas flow. The unit 10 further comprises a gas outlet 13 discharging outside the unit 10 the gas previously filtered by the filtration device 12. The gas outlet 13 is thus disposed downstream of the filtration device 12 according to the flow direction of the gas through the unit 10. A motor-fan 14 is arranged to impose a gas displacement of the inlet 11 to the outlet 13 by forcing this gas to pass through the filter device 12 .
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif de filtration 12 est déplaçable dans son ensemble et comporte à cet effet une pluralité de modules déplaçables filtrants, déplaçables individuellement indépendamment des autres modules filtrants. Pour constituer un tel dispositif de filtration 12, les modules filtrants en nombre variable, par exemple au nombre de quatre sur la figure, sont agencés en série et sont configurés de sorte à réaliser une filtration étagée. Dans le sens d'écoulement du gaz de l'entrée 11 vers la sortie 13, les modules filtrants sont respectivement repérés 16a, 16b, 16c et 16d. According to an advantageous characteristic, the filtration device 12 is displaceable as a whole and comprises for this purpose a plurality of movable filtering modules, individually movable independently of the other filtering modules. To constitute such a filtration device 12, the variable number filtering modules, for example four in number in the figure, are arranged in series and are configured so as to achieve a staged filtration. In the flow direction of the gas from the inlet 11 to the outlet 13, the filter modules are respectively marked 16a, 16b, 16c and 16d.
Dans un mode de réalisation renforçant la facilité de déplacement de l'unité de filtration 10, le moto-ventilateur 14 est monté dans un module déplaçable 17. Avantageusement, les modules filtrants 16a à 16d et le module 17 contenant le moto-ventilateur 14 présentent tous des dimensions identiques, renforçant une utilisation pratique et fonctionnelle de l'unité 10. À titre d'exemple, le module 17 est disposé en série avec le dernier module filtrant 16d vu dans le sens d'écoulement du gaz, en aval de celui-ci, de sorte que le moto-ventilateur 14 est disposé en aval du dispositif de filtration 12 et fonctionne par dépression. Toutefois, toute disposition différente et adaptée du moto-ventilateur 14 peut être envisagée, par exemple en amont du dispositif de filtration 12 en fonctionnant par surpression. L'aménagement du moto-ventilateur en aval est à privilégier car dans le cas inverse, les pales du ventilateur risquent de piéger une partie des particules et la mesure risque de manquer de précision. In one embodiment enhancing the ease of movement of the filtration unit 10, the fan motor 14 is mounted in a displaceable module 17. Advantageously, the filter modules 16a to 16d and the module 17 containing the fan motor 14 present all identical dimensions, reinforcing a practical and functional use of the unit 10. For example, the module 17 is arranged in series with the last filter module 16d seen in the flow direction of the gas, downstream of that here, so that the motor-fan 14 is disposed downstream of the filtration device 12 and operates by depression. However, any different and adapted arrangement of the motor fan 14 may be considered, for example upstream of the filtration device 12 operating by overpressure. The installation of the fan motor downstream is preferred because in the opposite case, the fan blades may trap some of the particles and the measurement may lack precision.
Comme l'illustre la figure à titre d'exemple non limitatif, l'entrée 11 peut être aménagée à une extrémité d'un tuyau d'aspiration 18, dont l'extrémité opposée vient se raccorder de manière étanche sur le premier module filtrant 16a, en ne conservant la possibilité qu'au gaz parcourant le tuyau 18 sous l'effet du moto-ventilateur 14 de s'écouler ensuite à travers le premier module filtrant 16a. Ce gaz, en sortie du premier module filtrant 16a, traverse ensuite successivement les modules filtrants suivants 16b à 16d respectivement, jusqu'à s'écouler à travers le module 17 en parcourant le moto-ventilateur 14 dont un conduit de sortie 19 présente une extrémité libre constitutive de la sortie de gaz 13. Le tuyau d'aspiration 18 peut avantageusement être flexible pour encore améliorer la mobilité de l'unité de filtration 10. As shown in the figure by way of non-limiting example, the inlet 11 may be arranged at one end of a suction pipe 18, the opposite end of which is connected sealingly to the first filter module 16a. , retaining the possibility that the gas flowing through the pipe 18 under the effect of the motor fan 14 to then flow through the first filter module 16a. This gas, at the outlet of the first filtering module 16a, then successively passes through the following filtering modules 16b to 16d respectively, until it flows through the module 17 by passing through the motor-fan 14, of which an outlet duct 19 has one end The suction pipe 18 can advantageously be flexible in order to further improve the mobility of the filtration unit 10.
Plus précisément, deux modules adjacents, qu'ils soient de type filtrants en référence aux modules 16a à 16d ou non filtrants à l'image du module 17, peuvent être assemblés l'un à l'autre, avantageusement de manière démontable pour faciliter la mobilité de l'unité de filtration 10, de manière étanche vis-à-vis du gaz ambiant à l'extérieur de l'unité de filtration 10. Toutes les solutions d'assemblage entre les modules déplaçables qui permettent de conférer les caractères « démontable » et/ou « étanche » des liaisons ainsi constituées peuvent être implémentées. Il convient de noter toutefois que sur la figure, les modules 16a à 16d et 17 sont illustrés dans une situation où ils ne sont pas encore assemblés les uns aux autres. More specifically, two adjacent modules, whether of filter type with reference to the modules 16a to 16d or non-filtering in the image of the module 17, can be assembled to one another, advantageously in a removable manner to facilitate the mobility of the filtration unit 10, in a sealed manner vis-à-vis the ambient gas outside the filtration unit 10. All assembly solutions between the movable modules that confer the characters "removable And / or "sealed" bonds thus formed can be implemented. It should be noted, however, that in the figure, the modules 16a-16d and 17 are illustrated in a situation where they are not yet assembled to each other.
Dans un mode de réalisation présentant l'avantage d'une fabrication simple, chaque module, qu'il soit de type filtrant ou non, comprend un caisson mobile reposant au sol par exemple par l'intermédiaire de roulettes 20. Avantageusement, l'ensemble des caissons utilisés dans l'unité de filtration 10 peuvent être tous identiques. En particulier, le caisson de chaque module filtrant 16a à 16d est équipé d'un élément filtrant installé en travers du caisson correspondant. Les dimensions des caissons des modules filtrants sont alors notamment adaptées en fonction des éléments filtrants qu'ils contiennent. À titre d'exemple, les caissons, constitués en matériau métallique (aluminium, acier, etc...) ou en matériau synthétique, présentent une largeur et une hauteur de 0,6m et une profondeur de 0,9m. La surface de passage de chaque module est donc alors d'environ 0.36m2. Les caissons peuvent être prévus pour s'aligner en ligne horizontalement et/ou pour s'empiler les uns sur les autres en colonne verticalement. In one embodiment having the advantage of simple manufacture, each module, whether of filtering type or not, comprises a mobile box resting on the ground for example by means of wheels 20. Advantageously, all caissons used in the filtration unit 10 may all be identical. In particular, the box of each filter module 16a to 16d is equipped with a filter element installed across the corresponding box. The dimensions of the caissons of the filter modules are then adapted in particular according to the filtering elements they contain. For example, the boxes, made of metal material (aluminum, steel, etc.) or synthetic material, have a width and height of 0.6m and a depth of 0.9m. The passage area of each module is then about 0.36m2. The boxes can be provided to align in line horizontally and / or to stack on top of each other in column vertically.
Chaque élément filtrant peut être monté à l'intérieur du caisson correspondant par l'intermédiaire d'un cadre amovible (non représenté) en travers duquel l'élément filtrant est installé. Ces éléments filtrants permettent de supprimer les impuretés solides et/ou liquides contenues dans le fluide gazeux qui passe à travers le dispositif de filtration 12. Dès lors, par un choix adapté des éléments filtrants utilisés, l'unité de filtration 10 peut donc s'appliquer en relation avec un grand nombre de type de flux gazeux tels que les flux gazeux chargés en particules de peinture, des fumées, des poussières etc... Each filter element can be mounted inside the corresponding box via a removable frame (not shown) across which the filter element is installed. These filtering elements make it possible to eliminate the solid and / or liquid impurities contained in the gaseous fluid which passes through the filtration device 12. Therefore, by a suitable choice of the filtering elements used, the filtration unit 10 can therefore be used. apply in connection with a large number of types of gas flow such as gas flows loaded with paint particles, fumes, dust etc ...
Les éléments filtrants qui équipent ainsi le dispositif de filtration 12 peuvent être configurés de sorte à réaliser une filtration étagée des impuretés dans le sens d'écoulement du flux gazeux. L'élément filtrant de chaque module peut ainsi être choisi notamment en fonction d'un niveau calibré de filtrage recherché, ces niveaux étant croissants d'un module à l'autre dans le sens d'écoulement du flux gazeux le long de l'unité de filtration 10. The filter elements that equip the filtration device 12 can thus be configured so as to perform a staged filtration of the impurities in the direction of flow of the gas stream. The filter element of each module can thus be chosen in particular according to a calibrated level of filtering sought, these levels being increasing from one module to another in the direction of flow of the gas flow along the unit. filtration 10.
Dans un mode particulier de réalisation, la filtration étagée peut être constituée en deux parties successives : d'abord une première filtration grossière du flux gazeux directement issu de l'entrée 11, puis une seconde filtration plus fine du flux gazeux issu de la filtration grossière. In a particular embodiment, the staged filtration can be constituted in two successive parts: firstly a first coarse filtration of the gas stream directly from the inlet 11, then a second finer filtration of the gas stream from the coarse filtration .
Ainsi, la première filtration grossière peut consister en un aménagement du premier module 16a tel que l'élément filtrant qu'il utilise soit constitué par ce qu'il est courant d'appeler un pré-filtre 22, connu de l'Homme du Métier dans le domaine de la filtration d'impuretés contenues dans un gaz. Il peut être envisagé qu'un tel pré-filtre 22 puisse remplir des fonctions supplémentaires en plus de la fonction normale d'épuration grossière, comme par exemple une fonction de répartition. Le niveau calibré de filtrage du pré-filtre 22 est par exemple supérieur ou égal à 5 micromètres. Thus, the first coarse filtration may consist of an arrangement of the first module 16a such that the filter element that it uses is constituted by what is commonly called a pre-filter 22, known to the skilled person in the field of filtration of impurities contained in a gas. It can be envisaged that such a pre-filter 22 can perform additional functions in addition to the normal function of rough purification, such as a distribution function. The calibrated filtering level of the pre-filter 22 is, for example, greater than or equal to 5 micrometers.
D'autre part, pour la seconde filtration plus fine, tous les types d'éléments filtrants peuvent être envisagés suivant les applications, comme par exemple des filtres plats, ou bien encore des filtres à poches de la manière illustrée sur la figure. Ainsi, les deuxième, troisième et quatrième modules filtrants 16b à 16d incorporent chacun un filtre à poches, ces filtres à poches étant respectivement repérés 21b, 21c et 21d sur la figure. On the other hand, for the second finer filtration, all types of filter elements can be envisaged depending on the applications, such as flat filters, or even bag filters as illustrated in the figure. Thus, the second, third and fourth filter modules 16b to 16d each incorporate a bag filter, these bag filters being respectively labeled 21b, 21c and 21d in the figure.
Dans un mode particulier de réalisation, chaque module filtrant 16a à 16d est conçu de sorte à réserver un volume libre à l'intérieur du caisson en aval de l'élément filtrant correspondant. Ainsi sur la figure, un volume libre 23a est aménagé en aval du pré-filtre 22 dans le caisson du premier module filtrant 16a. De manière identique, des volumes libres respectivement repérés 23b à 23d peuvent être prévus en aval des filtres à poches 21b à 21d dans les caissons des deuxième, troisième et quatrième modules filtrants 16b à 16d. Dans ce cas, il peut être avantageux que chaque module filtrant 16a à 16d puisse comporter une prise d'extraction donnant accès au gaz présent dans le volume libre 23a à 23d correspondants. In a particular embodiment, each filter module 16a to 16d is designed to reserve a free volume inside the box downstream of the corresponding filter element. Thus in the figure, a free volume 23a is arranged downstream of the pre-filter 22 in the box of the first filter module 16a. Similarly, free volumes respectively marked 23b to 23d may be provided downstream of the bag filters 21b to 21d in the boxes of the second, third and fourth filter modules 16b to 16d. In this case, it may be advantageous for each filtering module 16a to 16d to include an extraction outlet giving access to the gas present in the corresponding free volume 23a to 23d.
Dans ce qui précède, il est clair que le nombre de modules filtrants peut être quelconque en fonction des besoins, la structure de chacun d'eux restant en outre ajustable au cas par cas et déterminable de manière connue par l'Homme du Métier en fonction des paramètres de filtration recherchés du dispositif de filtration 12. In the above, it is clear that the number of filter modules can be any according to the needs, the structure of each of them furthermore being adjustable on a case by case basis and determinable in a manner known to those skilled in the art. desired filtration parameters of the filtration device 12.
De plus, le moto-ventilateur 14 peut être conçu de sorte à présenter un débit de gaz réglable en fonction notamment du type d'éléments filtrants utilisés dans le dispositif de filtration 12. À titre d'exemple, il peut être équipé d'un système de modulation ou de réglage de débit jusqu'à 5000m3/h par exemple. Un système de programmation peut être associé au moto-ventilateur 14 pour commander le fonctionnement de l'unité de filtration à des horaires programmables prédéterminés. In addition, the motor-fan 14 may be designed to have an adjustable gas flow rate depending in particular on the type of filter elements used in the filtration device 12. By way of example, it can be equipped with a modulation or flow control system up to 5000m3 / h for example. A programming system may be associated with the fan motor 14 to control the operation of the filter unit at predetermined programmable times.
Comme déjà évoqué ci-dessus, l'unité de filtration 10 est rapportée temporairement sur la figure à une installation existante au niveau d'une zone d'écoulement du flux gazeux principal. Sur la figure, la zone d'écoulement du flux gazeux est constituée par la conduite d'évacuation 15 qui guide ce flux vers une chaîne de filtration, schématisée par le rectangle repéré 24, appartenant à l'installation existante, et dont certains paramètres sont à ajuster pour optimiser la filtration des impuretés contenues dans le flux gazeux principal par exemple dans le cadre d'un recyclage de ce flux. Ainsi, l'unité de filtration 10 est utilisée dans le cadre d'un procédé de réglage de paramètres de la chaîne de filtration 24. La chaîne de filtration 24 de l'installation existante (de peinture ou autre) est distincte de l'unité mobile de filtration 10 et peut être utilisée dans le cadre d'un recyclage de gaz ou dans le cadre d'une filtration d'un gaz neuf, notamment de l'air extérieur. As already mentioned above, the filtration unit 10 is temporarily reported in the figure to an existing installation at a flow zone of the main gas flow. In the figure, the flow zone of the gas flow is constituted by the discharge pipe 15 which guides this flow towards a filtration chain, schematized by the rectangle 24 identified, belonging to the existing installation, and some parameters of which are to be adjusted to optimize the filtration of impurities contained in the main gas stream, for example in the context of recycling this stream. Thus, the filtration unit 10 is used in the context of a process for adjusting parameters of the filtration chain 24. The filtration chain 24 of the existing installation (of paint or other) is distinct from the unit mobile filtration 10 and can be used in the context of a gas recirculation or in the context of filtration of a new gas, including outside air.
Les paramètres de la chaîne de filtration 24 qui sont à régler grâce à l'unité mobile de filtration 10 sont par exemple les niveaux calibrés de filtration des différents étages de filtration, le nombre d'étages de filtration et le nombre d'éléments filtrants pour chacun des étages, la rigidité, la porosité, la matière, le volume ou la forme de chacun des éléments filtrants utilisés. The parameters of the filtration chain 24 which are to be adjusted by the mobile filtration unit 10 are for example the calibrated filtration levels of the different filtration stages, the number of filtration stages and the number of filtering elements for each filtration stage. each of the stages, the rigidity, the porosity, the material, the volume or the shape of each of the filter elements used.
La figure illustre par exemple une conduite d'évacuation 15 d'un flux gazeux principal provenant d'une cabine d'application de peinture d'une installation existante de peinture par exemple dans le domaine automobile. Le flux gazeux principal est donc constitué par un gaz, pollué d'impuretés formées par des particules, circulant dans la conduite d'évacuation 15, ces particules étant destinées à être filtrées par la chaîne de filtration 24 de cette installation. Dans ce cas, l'entrée de gaz 11 de l'unité de filtration 10 peut être connectée à la conduite d'évacuation 15 en amont de la chaîne de filtration 24 suivant le sens d'écoulement du flux gazeux principal. La chaîne de filtration 24 peut par exemple être constituée par un pré-filtre monté en amont d'au moins deux autres étages de filtration successifs en aval. The figure illustrates for example a discharge line 15 of a main gas stream from a paint application booth of an existing paint installation for example in the automotive field. The main gas stream is constituted by a gas, polluted with impurities formed by particles, flowing in the discharge pipe 15, these particles being intended to be filtered by the filtration chain 24 of this installation. In this case, the gas inlet 11 of the filtration unit 10 can be connected to the discharge pipe 15 upstream of the filtration chain 24 in the direction of flow of the main gas stream. The filtration chain 24 may for example be constituted by a pre-filter mounted upstream of at least two further successive filter stages downstream.
L'installation existante d'application de peinture comporte, d'une part, une cabine de peinture que les véhicules à peindre traversent et, d'autre part, une chaîne de filtration 24 permettant de filtrer le flux gazeux principal provenant de la cabine de peinture. Ce flux gazeux principal est constitué, dans cet exemple particulier en aucun cas limitatif pour les applications de l'invention, par l'air qui provient de la cabine de peinture et qui est pollué par des particules, notamment des pigments, dont les dimensions sont par exemple de l'ordre de 0,3 à 5pm et la concentration comprise par exemple entre 2 et 10 mg/m3 d'air. La chaîne de filtration 24 a pour fonction de retirer ces particules de l'air avant de le recycler. Une partie substantielle des particules est piégée dans un laveur installé dans la partie inférieure de la cabine de peinture, tandis que l'autre partie des particules, demeurant en suspension dans l'air, est filtrée à travers la chaîne de filtration 24 à plusieurs étages de filtration. L'air pollué de particules est aspiré dans la cabine de peinture au moyen d'un conduit amont 25 et d'un moyen d'aspiration principal 26 pour être réinjecté à l'intérieur de la chaîne de filtration 24 par l'intermédiaire de la conduite aval d'évacuation 15. The existing paint application installation comprises, on the one hand, a paint booth that the vehicles to be painted through, and, on the other hand, a filtration chain 24 making it possible to filter the main gas stream coming from the booth. painting. This main gaseous stream consists, in this particular example in no way limiting for the applications of the invention, by the air which comes from the spray booth and which is polluted by particles, in particular pigments, the dimensions of which are for example of the order of 0.3 to 5pm and the concentration of, for example, between 2 and 10 mg / m 3 of air. The filtration chain 24 has the function of removing these particles from the air before recycling. A substantial portion of the particles are trapped in a scrubber installed in the lower part of the paint booth, while the other part of the particles, remaining suspended in the air, is filtered through the multi-stage filtration chain 24 filtration. The polluted air of particles is sucked into the paint booth by means of an upstream pipe 25 and a main suction means 26 to be re-injected inside the filtration chain 24 via the downstream exhaust pipe 15.
En pratique, l'ajustement des paramètres de la chaîne de filtration 24 peuvent être fonction notamment de caractéristiques associées aux impuretés constituées ici par les particules évoquées ci-dessus. De telles caractéristiques concernent par exemple la taille, la masse, le volume, la forme, la matière des particules, ou bien encore leur concentration ou leur capacité de colmatage. In practice, the adjustment of the parameters of the filtration chain 24 may be a function notably of characteristics associated with the impurities constituted here by the particles mentioned above. Such characteristics relate, for example, to the size, mass, volume, shape, matter of the particles, or even their concentration or their clogging capacity.
Selon le deuxième aspect de l'invention, le procédé de réglage de paramètres de la chaîne de filtration 24 à l'aide de l'unité de filtration 10 comprend : - une première étape consistant à extraire une fraction d'échantillonnage (cet écoulement de gaz est schématisé par la flèche F1) depuis le flux gazeux principal qui s'écoule dans la conduite 15 pour alimenter l'entrée 11 de l'unité de filtration 10, - une deuxième étape dans laquelle l'unité de filtration 10 réalise la filtration des particules contenues dans la fraction d'échantillonnage extraite dans la première étape, - une troisième étape consistant ensuite à optimiser des paramètres de l'unité de filtration 10, et une quatrième étape consistant ensuite à ajuster des paramètres de la chaîne de filtration 24 en fonction des paramètres de l'unité de filtration 10 déterminés lors de la troisième étape. A l'issue de la deuxième étape, la fraction d'échantillonnage est rejetée à l'extérieur de l'unité de filtration 10 à partir de la sortie 13 (cet écoulement de gaz est schématisé par la flèche F2). Au cours de la première étape, la fraction restante du flux gazeux principal est conduite pour sa part vers la chaîne de filtration 24, seule la fraction d'échantillonnage étant conduite vers l'unité de filtration 10. According to the second aspect of the invention, the method of setting parameters of the filtration chain 24 by means of the filtration unit 10 comprises: a first step of extracting a sampling fraction (this flow of gas is shown schematically by the arrow F1) from the main gas stream flowing in the pipe 15 to supply the inlet 11 of the filtration unit 10, - a second stage in which the filtration unit 10 performs the filtration particles contained in the sampling fraction extracted in the first step, - a third step then consisting in optimizing parameters of the filtration unit 10, and a fourth step then consisting in adjusting parameters of the filtration chain 24 by according to the parameters of the filtration unit 10 determined during the third step. At the end of the second step, the sampling fraction is rejected outside the filtration unit 10 from the outlet 13 (this flow of gas is shown schematically by the arrow F2). During the first step, the remaining fraction of the main gas stream is led for its part towards the filtration chain 24, only the sampling fraction being led to the filtration unit 10.
L'écoulement de gaz nécessaire à l'accomplissement de l'extraction de la première étape et de la filtration de la deuxième étape est imposé par l'action du moto-ventilateur 14 de l'unité de filtration 10. La troisième étape peut par exemple consister à itérer l'ensemble formé par les deux premières étapes notamment en modulant des paramètres de l'unité de filtration 10 à chaque nouvelle deuxième étape, cette itération étant poursuivie jusqu'à obtenir en fin de deuxième étape une efficacité de filtration satisfaisante de la fraction d'échantillonnage en sortie 13 de l'unité de filtration 10, c'est-à-dire une efficacité de filtration qui soit conforme à un critère prédéfini. Les paramètres à régler de l'unité de filtration 10 pendant les itérations sont les mêmes que ceux évoqués ci-dessus au sujet des paramètres à ajuster pour réaliser le réglage de la chaîne de filtration 24 de l'installation existante, de sorte que l'Homme du Métier sait ensuite, au cours de la quatrième étape, appliquer les paramètres définis pour l'unité de filtration 10 aux paramètres de la chaîne de filtration 24. Les paramètres de l'unité de filtration 10 qui sont à régler à chaque itération sont, par exemple, les niveaux calibrés de filtration des différents étages de filtration, le nombre d'étages de filtration (correspondant au nombre de modules filtrants) et le nombre d'éléments filtrants pour chacun des étages, la rigidité, la porosité, la matière, le volume ou la forme de chacun des éléments filtrants utilisés... The flow of gas necessary for the completion of the extraction of the first stage and of the filtration of the second stage is imposed by the action of the motor-fan 14 of the filtration unit 10. The third stage can by For example, it is necessary to iterate the assembly formed by the first two stages, in particular by modulating parameters of the filtration unit 10 at each new second stage, this iteration being continued until, at the end of the second stage, a satisfactory filtration efficiency of the sampling fraction at the outlet 13 of the filtration unit 10, that is to say a filtration efficiency that complies with a predefined criterion. The parameters to be adjusted of the filtration unit 10 during the iterations are the same as those mentioned above concerning the parameters to be adjusted to adjust the filtering chain 24 of the existing installation, so that the Those skilled in the art then know, during the fourth step, applying the parameters defined for the filtration unit 10 to the parameters of the filtration chain 24. The parameters of the filtration unit 10 that are to be adjusted at each iteration are for example, the calibrated filtration levels of the different filtration stages, the number of filtration stages (corresponding to the number of filter modules) and the number of filter elements for each stage, the rigidity, the porosity, the material , the volume or shape of each of the filter elements used ...
La troisième étape peut être réalisée à l'aide des connaissances de l'Homme du Métier concerné et peut éventuellement requérir un élément d'optimisation qui appartient ou non à l'unité mobile de filtration 10, en fonction de sa conception. The third step can be carried out using the knowledge of the skilled person concerned and may possibly require an optimization element that belongs or not to the mobile filtration unit 10, depending on its design.
Dans le procédé objet du deuxième aspect de l'invention, le flux gazeux principal peut indifféremment être constitué par un gaz neuf tel que de l'air ambiant. Dans ce cas, l'unité de filtration 10 peut être utilisée pour régler les paramètres d'une chaîne de filtration de ce gaz neuf. L'entrée de gaz 11 de l'unité de filtration 10 pourra alors être agencée de sorte à prélever directement du gaz neuf de sorte qu'elle ne serait plus nécessairement connectée à une conduite d'évacuation comme sur la figure. In the process that is the subject of the second aspect of the invention, the main gas stream can be indifferently constituted by a new gas such as ambient air. In this case, the filtration unit 10 can be used to adjust the parameters of a filter chain of this new gas. The gas inlet 11 of the filtration unit 10 can then be arranged to take fresh gas directly so that it would not necessarily be connected to a discharge pipe as in the figure.
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| FR1156307A FR2977806A1 (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Mobile unit for filtering e.g. suspended solid particles in gas from waste pipe of automobile painting installation, has electric fan imposing displacement on gas from inlet towards outlet, and filtering device to filter gas fed via inlet |
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Legal Events
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