FR3102681A1 - Unité de filtration de gaz et procédé de décolmatage du filtre - Google Patents
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Abstract
Unité de séparation des particules d’un gaz produit dans une installation de gazéification, ladite unité comprenant :- une enceinte (1) de filtration équipée d’une entrée de gaz à filtrer et d’une canalisation de sortie du gaz filtré ;- une ou plusieurs manche(s) (4) tubulaire(s) verticales en matériau filtrant souple, dont les extrémités supérieures sont connectées à la canalisation de sortie du gaz, et les extrémités inférieures solidaires d’un plateau (8) mobile entre une position haute selon laquelle le matériau filtrant est plissé et une position basse selon laquelle ledit matériau est tendu. Le déplacement du plateau mobile imprime des variations brusques de tension audit matériau filtrant, permettant son décolmatage. Pour amplifier le décrochement des particules, des élingues (5), disposées en périphérie intérieure desdites manches, à proximité immédiate du matériau filtrant, sont heurtées par ledit matériau filtrant lors des brusques variations de tension dudit matériau filtrant. Figure pour l’abrégé : Fig.1
Description
La présente invention concerne une unité de filtration de gaz dans une installation de gazéification, en particulier au moyen de filtre à manche, ainsi que le procédé de décolmatage d’un tel filtre.
Les procédés actuels de décolmatage des filtres à manche les plus fréquemment rencontrés en milieu industriel mettent en œuvre des dispositifs pneumatiques, envoyant de l’air comprimé à contre-courant dans le matériau filtrant, ce qui provoque le décollement du dépôt formé sur le matériau souple constituant lesdites manches. Cependant l’introduction d’air, donc d’oxygène, est proscrite dans les installations de gazéification, notamment pour des raisons de sécurité.
Un décolmatage par voie mécanique est alors nécessaire. Les procédés de décolmatage par voie mécanique sont anciens.
On connait notamment du brevet GB332475 de 1929 un dispositif de filtration comprenant une multiplicité de tubes flexibles de faible diamètre disposés verticalement entre deux plateaux horizontaux, auxquels sont raccordées les extrémités de chacun des tubes. Ces dits plateaux horizontaux oscillent en continu entre deux butées pendant l'opération de filtration et provoquent des mouvements ondulants des tubes. La déformation constante de la forme des tubes flexibles permet ainsi le décrochage des poussières mais pas des poussières les plus fines.
Le brevet FR846386 de 1938 décrit une unité de filtration qui se compose d'un corps cylindrique comprenant un filtre rigide en toile associé à un filtre souple en toile relié à un ressort spiralé interne assurant la tension dudit filtre souple. Le décolmatage du filtre souple est effectué manuellement par l’opérateur en tirant vers le haut la tige centrale solidarisée au fond du filtre, provoquant le plissage en accordéon du filtre souple selon les spirales du ressort solidaire du filtre souple. Ce dispositif nécessite l’intervention de l’opérateur qui, en abaissant rapidement la tige provoque la désagrégation de l'enduit poussiéreux qui rompt son adhérence à la toile.
BUTS DE L’INVENTION
Un premier but de l’invention est de pallier les dispositifs de l’art antérieur en proposant une unité de filtration de gaz dans une installation de gazéification, au moyen de filtre à manche, comportant des moyens mécaniques de décolmatage en continu de la ou des manches filtrantes, sans intervention de l’opérateur.
Un autre but de l’invention est de proposer une unité de filtration de gaz dans une installation de gazéification, au moyen de filtre à manche, comportant des moyens de décolmatage du filtre sans détérioration du matériau filtrant souple.
DESCRIPTION DE L’INVENTION
A cet effet la présente invention propose une unité de séparation des particules d’un gaz produit dans une installation de gazéification, ladite unité comprenant :
- une enceinte de filtration équipée d’au moins une bouche d’entrée de gaz à filtrer et d’au moins une canalisation de sortie du gaz filtré ;
- une ou plusieurs manche(s) tubulaire(s) en matériau filtrant souple disposée(s) sensiblement verticalement, les extrémités de chacune des manches étant solidaires, dans leur partie supérieure, de la canalisation de sortie du gaz, et d’autre part, dans leur partie inférieure, d’un plateau mobile entre une position haute selon laquelle le matériau filtrant est plissé et une position basse selon laquelle le matériau filtrant est tendu, les moyens d’actionnement du déplacement du plateau mobile étant configurés pour imprimer des variations brusques de tension audit matériau filtrant, permettant un décolmatage dudit matériau. Ainsi les particules retenues sur le filtre sont brutalement rapidement décrochées de celui-ci.
- une enceinte de filtration équipée d’au moins une bouche d’entrée de gaz à filtrer et d’au moins une canalisation de sortie du gaz filtré ;
- une ou plusieurs manche(s) tubulaire(s) en matériau filtrant souple disposée(s) sensiblement verticalement, les extrémités de chacune des manches étant solidaires, dans leur partie supérieure, de la canalisation de sortie du gaz, et d’autre part, dans leur partie inférieure, d’un plateau mobile entre une position haute selon laquelle le matériau filtrant est plissé et une position basse selon laquelle le matériau filtrant est tendu, les moyens d’actionnement du déplacement du plateau mobile étant configurés pour imprimer des variations brusques de tension audit matériau filtrant, permettant un décolmatage dudit matériau. Ainsi les particules retenues sur le filtre sont brutalement rapidement décrochées de celui-ci.
De manière avantageuse, les moyens d’actionnement du déplacement du plateau mobile auquel est fixée la partie inférieure du matériau filtrant souple comprennent un dispositif de type came imprimant un mouvement vertical alternatif audit plateau. Le dispositif de type came est avantageusement une came à profil discontinu, configuré pour provoquer de brusques variations de niveau dudit plateau mobile auquel est fixé la partie inférieure de chaque manche de filtration. Ainsi le déplacement du plateau est un déplacement régulier les variations brusques de niveau se produisant à intervalles réguliers.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le dispositif de type came est formé d’un disque solidaire de la face du plateau mobile, opposée à celle à laquelle est fixée la partie inférieure de chaque matériau filtrant, disque auquel est fixée une came cylindrique à profil discontinu formant surface de guidage de galets portés par un bras solidaire d’une vis axiale mue en rotation, le disque et le plateau étant pourvus d'un orifice central traversé par ladite vis axiale mue en rotation. Cette vis axiale, mue par des moyens d’entrainement en rotation, tel qu’un moteur, entraine les galets sur la surface de guidage de la came à profil discontinu et génère des à-coups réguliers, le plateau retombant brusquement par gravité, provoquant à chaque fois une tension brusque de matériau filtrant de la manche filtrante.
Le gaz à filtrer traverse le matériau filtrant en allant de l’extérieur de la manche filtrante vers l’intérieur, les particules étant alors retenues à la surface extérieure de ladite manche.
De manière avantageuse, chaque manche tubulaire est équipée d’une pluralité de câbles, dénommées élingues, disposés en périphérie intérieure desdites manches, à proximité immédiate du matériau filtrant, lesdites élingues étant configurées pour être heurtées par ledit matériau filtrant lors des brusques variations de tension dudit matériau filtrant. Ainsi les élingues positionnées à la périphérie intérieure de la manche de filtration viennent fouetter le matériau de filtration lorsque le plateau mobile retombe par gravité, et participent ainsi à son décolmatage en permettant le décrochage des particules les plus fines.
Les particules ainsi décrochées du matériau filtrant tombent en partie inférieure de l’enceinte de filtration d’où elles peuvent aisément être récupérées et évacuées.
La présente invention concerne également le procédé de décolmatage de manches filtrantes de l’unité de séparation des particules d’un gaz décrite ci-dessus. Ce procédé comprend une alternance de brusques variations de tension du matériau filtrant, provoquant le décrochage des particules dudit matériau, lesdites particules étant recueillies en partie inférieure de l’enceinte de filtration.
De préférence, l’alternance des brusques variations de tension du matériau filtrant est engendrée par la rotation d’une vis axiale portant les galets guidés sur la came à profil discontinu, la discontinuité dudit profil de la came provoquant la retombée par gravité du plateau mobile auquel est fixée la partie inférieure de la manche en matériau filtrant souple.
De manière avantageuse, chaque retombée du plateau mobile auquel est fixée la partie inférieure de la manche en matériau filtrant souple provoque une brusque tension dudit matériau filtrant qui vient heurter les élingues disposées en périphérie intérieure desdites manches, à proximité immédiate du matériau filtrant. Ce procédé permet en particulier de décrocher du matériau filtrant les particules les plus fines.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Description de mode(s) de réalisation
En se référant aux figures annexées, l’unité 1 de séparation selon l’invention est destinée à séparer par filtration les particules résiduelles d’un gaz et s’applique notamment aux gaz issus d’une installation de gazéification.
Ladite unité de filtration comprend une enceinte fermée, par exemple cylindrique, pourvue d’une bouche 2 d’entrée du gaz à filtrer, et d’une canalisation 3 de sortie du gaz filtré. La filtration s’effectue au moyen d’une ou d’une pluralité de manche(s) 4 filtrantes, en matériau filtrant souple, de forme tubulaire, disposées verticalement dans l’exemple présenté à la figure 1.
Les extrémités de chaque manche 4 filtrante sont fixées d’une part, à une platine supérieure 6 et d’autre part à une platine inférieure 7. La platine supérieure 6 affecte la forme d’un cylindre creux ou anneau, faisant communiquer l’intérieur de la manche filtrante avec la canalisation de sortie 3 de gaz. La platine inférieure 7 est sous la forme d’un cylindre fermé. Ainsi le gaz à filtrer, chargé en particules, pénètre dans l’enceinte 1, traverse de l’extérieur vers l’intérieur le matériau filtrant d’une ou plusieurs manche(s) 4 en déposant à sa surface extérieure les particules dépassant une certaine taille, puis s’évacue en partie supérieure par la canalisation de sortie 3.
Les particules déposées à la surface extérieure de la ou des manche(s) 4 ont tendance à s’accumuler et s’agglomérer en formant ce qu’on appelle un gâteau de filtration, qui provoque peu à peu une augmentation de la perte de charge.
A cet effet la présente invention présente un dispositif de décolmatage in situ, pouvant être mis en œuvre de manière continue ou de manière discontinue, pendant l’opération de filtration du gaz.
Ce dispositif de décolmatage comprend un plateau 8 solidaire, sur sa face supérieure, de la ou des platine(s) inférieure(s) 7 support de la ou des manche(s) 4 filtrante(s). La face inférieure opposée dudit plateau est solidaire d’une came 11 cylindrique à profil discontinu, portée par un disque 10. Le profil discontinu de ladite came 11 se compose d’au moins une portion en forme de pente, et d’au moins une portion verticale.
Plus particulièrement, sur l’exemple détaillé à la figure 3, le profil de la came 11 est composé de deux portions de pentes séparées par deux portions verticales. Deux galets 13 suiveurs de ce profil sont portés par un bras 14 fixé sur une vis (ou tige) 15, disposée selon l’axe de la came cylindrique traversant un orifice 19 central ménagé dans le plateau 8 et le disque 10, et mue en rotation au moyen d’un moteur 16. Ainsi la rotation de la vis fait tourner le bras entrainant les galets 13 selon la flèche T sur la surface de guidage 12 du profil discontinu de la came 11. La montée de chaque pente du profil de la came soulève le plateau 8 (qui est solidaire de ladite came) en provoquant le plissage du matériau souple constituant chaque manche 4 filtrante. Lorsque les galets 13 arrivent au niveau de la portion verticale, ledit plateau 8 retombe brusquement par gravité et provoque une brusque tension du matériau filtrant, décrochant des particules retenues sur ledit matériau.
Le plateau 8 mobile présente, dans l’exemple présenté à titre illustratif à la figure 2, une forme générale allongée, ses extrémités en forme de deux doigts étant guidées, lors du déplacement vertical dudit plateau, par des pièces de guidage 9 ménagées sur les parois intérieures de l’enceinte 1 et pouvant comporter des butées 18 de retenue du plateau 8 en position basse (butées représentées uniquement sur la figure 1).
Les bords latéraux du plateau 8 mobile ménagent un espace libre entre ces derniers et la paroi intérieure de l’enceinte pour laisser tomber les particules décrochées du matériau filtrant vers la trémie 17 de forme conique fermant la partie inférieure de l’enceinte. Les particules qui y sont recueillies peuvent alors être collectées et évacuées.
L’exemple présentée ici montre un seul plateau mobile, mais il peut être prévu un second plateau, disposé transversalement au premier, et portant une ou plusieurs manches filtrantes, dont le déplacement pourrait être actionné par une came unique avec le fonctionnement décrit ci-dessus.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque manche de filtration est équipée d’une pluralité d’élingues 5, formées de tiges métalliques disposées verticalement à la périphérie intérieure des dites manches tubulaires, à proximité immédiate du matériau filtrant. Ces élingues 5 positionnées à la périphérie intérieure de la manche de filtration viennent ainsi fouetter le matériau de filtration lorsque le plateau 8 mobile retombe par gravité, et participent ainsi à son décolmatage.
Claims (8)
- Unité de séparation des particules d’un gaz produit dans une installation de gazéification, ladite unité comprenant :
- une enceinte (1) de filtration équipée d’au moins une bouche d’entrée (2) de gaz à filtrer et d’au moins une canalisation (3) de sortie du gaz filtré ;
- une ou plusieurs manche(s) (4) tubulaire(s) en matériau filtrant souple disposée(s) sensiblement verticalement, les extrémités de chacune des manches (4) étant solidaires d’une part, dans leur partie supérieure, de la canalisation (3) de sortie du gaz, et d’autre part, dans leur partie inférieure, d'une face d’un plateau (8) mobile entre une position haute selon laquelle le matériau filtrant est plissé et une position basse selon laquelle le matériau filtrant est tendu, les moyens d’actionnement du déplacement du plateau mobile étant configurés pour imprimer des variations brusques de tension audit matériau filtrant, permettant un décolmatage dudit matériau. - Unité de séparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d’actionnement du déplacement du plateau (8) mobile auquel est fixée la partie inférieure du matériau filtrant souple comprennent un dispositif de type came imprimant un mouvement vertical alternatif audit plateau (8).
- Unité de séparation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de type came est une came (11) à profil discontinu configuré pour provoquer de brusques variations de niveau dudit plateau (8) mobile auquel est fixé la partie inférieure de chaque manche (4) de filtration.
- Unité de séparation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif de type came est formé d’un disque solidaire de la face du plateau (8) mobile, opposée à celle à laquelle est fixée la partie inférieure de chaque matériau filtrant, disque auquel est fixée une came (11) cylindrique à profil discontinu formant surface de guidage de galets (13) portés par un bras solidaire d’une vis (15) axiale mue en rotation, le disque et le plateau étant pourvus d'un orifice central traversé par ladite vis axiale mue en rotation.
- Unité de séparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque manche (4) tubulaire est équipée d’une pluralité de câbles, dénommées élingues (5), disposés en périphérie intérieure desdites manches, à proximité immédiate du matériau filtrant, lesdites élingues étant configurées pour être heurtées par ledit matériau filtrant lors des brusques variations de tension dudit matériau filtrant.
- Procédé de décolmatage de manches (4) filtrantes de l’unité de séparation des particules d’un gaz selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une alternance de brusques variations de tension du matériau filtrant, provoquant le décrochage des particules dudit matériau, lesdites particules étant recueillies en partie inférieure de l’enceinte de filtration.
- Procédé selon la revendication 6 en relation avec la revendication 4, caractérisé en ce que l’alternance des brusques variations de tension du matériau filtrant est engendrée par la rotation d’une vis (15) axiale portant les galets guidés sur la came à profil discontinu, la discontinuité dudit profil de la came provoquant la retombée par gravité du plateau mobile auquel est fixée la partie inférieure de la manche en matériau filtrant souple.
- Procédé selon l’la revendication 7, en relation avec la revendication 5, caractérisé en ce que chaque retombée du plateau (8) mobile auquel est fixée la partie inférieure de la manche (4) en matériau filtrant souple provoque une brusque tension dudit matériau filtrant qui vient heurter les élingues (5) disposées en périphérie intérieure desdites manches, à proximité immédiate du matériau filtrant.
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| CN116672820B (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-27 | 黑龙江科技大学 | 矿用除尘装置 |
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