WO2010116049A1 - Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois - Google Patents

Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois Download PDF

Info

Publication number
WO2010116049A1
WO2010116049A1 PCT/FR2010/000194 FR2010000194W WO2010116049A1 WO 2010116049 A1 WO2010116049 A1 WO 2010116049A1 FR 2010000194 W FR2010000194 W FR 2010000194W WO 2010116049 A1 WO2010116049 A1 WO 2010116049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
purification device
fumes
particles
grid
deposition
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/000194
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric HAAS
Fabien Ozil
Original Assignee
Fondis
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fondis filed Critical Fondis
Priority to EP10710871A priority Critical patent/EP2417396A1/fr
Publication of WO2010116049A1 publication Critical patent/WO2010116049A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/02—Closed stoves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/76—Cleaning the electrodes by using a mechanical vibrator, e.g. rapping gear ; by using impact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/04—Ionising electrode being a wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/12—Cleaning the device by burning the trapped particles

Definitions

  • the present invention relates to a device for reducing and cleaning emissions from solid fuel burning heaters, particularly wood heaters. More particularly, the invention relates to an improved filter to be placed at the outlet of the smoke or in the upper part of the drain of the closed hearth of a wood chimney.
  • fumes In solid fuel burning appliances, fumes contain unburned particles, fine dust and solid volatile residues, fly ash and other discharges that are generally polluting to the environment. In addition, a number of them, usually the fatest, are deposited on the inner wall of the flue. This fouling increases the risk of chimney fires and requires removal work in the duct which are painful and messy.
  • the solid-fuel burning heaters in particular with wood, with one or a device (s) provided for removing these gases and combustion fumes from these particles. polluting and dangerous.
  • dust traps are known, such as centrifugal cyclones which trap the heaviest particles by gravity.
  • centrifugal cyclones which trap the heaviest particles by gravity.
  • this is a device the action is purely mechanical and does not retain the lightest and most volatile particles that are the most harmful to health.
  • this type of device is quite bulky and is therefore not suitable for domestic chimneys.
  • Dust filters are also known, which trap particles and emissions as they pass through a very fine grid designed to retain impurities and allow only the combustion gases to pass.
  • the particles emitted by the combustion of wood can be electrostatically charged. It is therefore known to increase the efficiency of dust filters by an electrostatic effect intended to attract and precipitate the charged particles on the filter structure. However, the efficiency of these filters is reduced rapidly over time and the recovered particles deposited on the filter structures are a mass that decreases its effectiveness and tend and then succeed in sealing it. Mechanical-type declogging regeneration cycles and other routine maintenance operations are required.
  • the present invention aims to ensure the efficient and permanent operation of the flue gas cleaning filter by combining the electrostatic effect and the catalytic effect to facilitate regeneration, to have a good purification performance throughout its operation and minimize maintenance operations including cleaning and sweeping.
  • the purification device of the invention has a minimum pressure drop in order not to limit the exhaust and the evacuation of combustion gases and fumes, this which would affect the proper functioning of the heater, including its good combustion.
  • the invention consists in creating and placing a catalytic and electrostatic combined effect purification device in the outlet duct or at the outlet or in the upper part of the duct or the smoke box of a solid fuel heater.
  • This improved purification device comprises at least one electrode carried at a high voltage for the purpose of electrifying the particles, dust and volatile solid residues carried in the fumes, in order to electrostatically entrain them towards another electrode in the form of a particle sensing means provided downstream of the high voltage electrode for trapping these same impurities and removing them by carbonizing or calcining them.
  • the principle of the invention is to create an electrostatic field between an electrode disposed in the exhaust duct near the outlet of the apparatus or at the outlet of the flue gases and fumes or at the top of the drain and a means of dynamic and electrostatic capture of the electrified particles, and to combine it with a catalytic effect.
  • This electrostatic field is obtained by the application of a high-voltage electrical, preferably continuous, between the electrode and the dynamic sensing means.
  • the part of the heater where the device is located should preferably be electrically inert so as not to impair the efficiency of the device.
  • the sensing means is located downstream of the high-voltage electrode and is in the form of a metal filter structure, for example a fine gate carried at high temperature for the calcination of dust and solid particles flying, or any other cellular removable part with a minimum pressure drop.
  • a metal filter structure for example a fine gate carried at high temperature for the calcination of dust and solid particles flying, or any other cellular removable part with a minimum pressure drop.
  • At least one of these various means is preferably coated in whole or in part with a catalytic deposit promoting the elimination of these solid particles by thermal degradation following the catalytic lowering of the calcination temperature.
  • This catalytic deposit constitutes the means of regeneration of the filter to prevent excessive accumulation of solid particles in the cells or channels of the filter. It can also provide, in addition, a regeneration of the constituent parts of the sensing means by a mechanical action, such as a vibration, for dropping the accumulated particles in a suitable receptacle or in the home.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a wood chimney comprising the improved purification device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a flue gas portion having the improved purification device according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 3 is a diagrammatic sectional view of a portion of flue gas duct comprising the improved purification device according to the invention in a second embodiment
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a flue gas portion comprising the improved purification device according to the invention in a third embodiment
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a flue gas portion having an improved purification device according to the invention in a fourth embodiment of the invention.
  • the general inventive idea is to provide at the outlet of the fumes or the drain or upper part thereof a solid fuel heater including wood for example a closed fireplace wood fireplace, a device purification device consisting of at least one electrode carried at a preferably continuous electrical high voltage, and a downstream catalytic effect filter structure occupying the entire passage section of the combustion gases and fumes.
  • the metal parts of the catalytic deposition structure for example this filter structure, are electrically connected to the ground or to the other terminal of the high-voltage electrical generator.
  • the high voltage applied to the electrode is preferably, but not exclusively, continuous. We can reverse the polarity in a particular transient application.
  • the filter structure may have an integrated or separate heating means arranged in the immediate vicinity, upstream or downstream of the filter structure, for example rapid heating, establishing rapidly and when necessary, the high temperature allowing the reaction of elimination by thermal degradation following the catalytic reduction of the ignition temperature of the unburned solid particles contained in the fumes.
  • the filter is produced in the form of a heating resistor coated with a deposit of a catalytic complex so as to take advantage when necessary during operation, of the combined effects of high-temperature heating, for example rapid, and of the catalytic oxidation reaction.
  • the improved purification device 1 is intended to be housed in the flue gas duct 2 at the outlet of a wood burning appliance 3, for example a closed hearth fireplace or at the outlet or in the upper part.
  • This improved device 1 comprises an electrostatic filter 4 formed of a high voltage electrode, preferably a continuous electrode, and a counter electrode 6 which can affect different technical forms. It may be a metallic or electrically conductive filter structure 7 constituting a means 8 for collecting solid particles. This filter structure 7 is electrically connected to the earth or to the other terminal of the electric high voltage generator 9 also designated by HT.
  • the particles present in the gases and combustion fumes are electrified, that is to say electrically charged and electrostatically attracted to the structure of filter 7 when leaving the heater 3 via the flue 2.
  • the sensing means 8 is a deposition gate 10 situated downstream of the high-voltage electrode 5.
  • This deposition gate 10 consists, for example, of a fairly thin metal mesh or other electrically conductive alveolar or cell or otherwise constituted material. During the passage of the fumes 11, the electrically charged unburnt solid particles are attracted to this deposition grid 10 by electrostatic effect and are deposited thereon. After crossing this gate 10, the fumes 12 freed solid particulate residues that is to say purified can evacuate outside.
  • the deposition grid 10 may be associated with a mechanical regeneration device (not shown), for example in the form of a means of vibration or shaking or mechanical scraping of the grid of deposit.
  • a receptacle (not shown) may be provided under the grid 10 for the recovery of the accumulated particles which are detached from the deposition grid 10 during the regeneration operations. This recovery can be done directly by gravitational fall, or be guided for example by means of a ramp, a hopper, a gutter, a tube or any other similar means.
  • This receptacle may be removable or not. It can for example be in the form of a drawer in order to can be emptied periodically by the user.
  • the receptacle may also be provided to automatically direct the residues to the ash box of the chimney 3. It must not constitute an obstacle causing a pressure drop in the discharge of flue gases and 11, 12.
  • the sensing means 8 comprises a heating means 13, for example in the form of an electrical resistor 14 and a deposition gate such as the deposit gate Previously described.
  • This electrical resistance 14 is preferably integrated or incorporated in the filter structure 7 or disposed in close proximity thereto. It is preferably of the high temperature type for calcining the solid particles retained.
  • the resistor 14 may be coated with a catalytic deposit.
  • the unburned solid particles are attracted to the deposition grid 10 and are deposited thereon to be degraded by catalytic calcination while the purified fumes 12 can pass through and be discharged to the outside.
  • the electrical resistance 14 shown upstream of the deposition grid 10 in FIG. 3 can also be located downstream of it.
  • the grid 10 of the filter 7 may be coated with a catalytic deposit. It can be heated or heated.
  • the means of capture 8 comprises an electrical resistor 14 and a deposition gate 10 such as the deposition gate 10 previously described, this deposition gate 10 being in addition an electrical resistance 14, for example made of an electrically resistive material and coated with a deposit catalytic.
  • the sensing means 8 according to this third embodiment is a sensing means 8 which integrates in a single block an electrical resistor 14 and a deposition gate 10, according to the previous embodiment.
  • the sensing means 8 comprises a heating means 13 in the form of an electric heating resistor 14 and a deposition grid 10 coated with a catalytic deposit .
  • the heating means 13 is separated but located in the immediate vicinity of the deposition grid 10 so as to promote the catalytic degradation of the residues on the surface of the deposition grid 10.
  • the thermal energy diffused by the electrical heating resistor 14 improves the kinetics of the catalytic degradation of the impurities on the deposition gate 10.
  • the electrical resistance 14 has been shown placed downstream of the gate of FIG. deposit 10, but it may as well be located upstream thereof.
  • the resistor 14 may be merged with the gate 10 or distinct, that is to say separated from it, while the resistor 14 or the gate 10 may comprise one or the other. another or each a catalytic coating.
  • the resistor 14 is separate and therefore distinct from the gate 10.
  • the various means components of the improved purification device 1 of the invention which are located in the flue gas duct 2 are provided to have a minimum pressure drop and thus not reduce the draft of the solid fuel heater 3.
  • a rapid heating means which will be occasional, that is to say operating only when the temperature is insufficient to cause and maintain the catalytic reaction. This is the case at least during the transitional phases of starting and extinguishing the fire. It can exist in reduced pace.
  • Heating means can be considered as heating means using the electromagnetic energy of the microwaves. Various known precautions for insulation and choice of materials should be taken.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Le dispositif perfectionné d'épuration (1) des gaz et fumées de combustion comprend une électrode (5) portée à haute-tension pour l'électrisation des particules et une structure de filtre (7) portée à un autre potentiel électrique pour attirer les particules présentes dans les fumées (H) par effet électrostatique. Un moyen de captage (8) de préférence porté à haute température par un moyen de chauffage (13) est associé à un moyen catalytique, l'ensemble étant prévu pour piéger ces particules et les éliminer par carbonisation ou calcination et/ou par vibration mécanique. Cette invention intéresse les constructeurs d'appareils de chauffage à bois.

Description

Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois.
La présente invention se rapporte à un dispositif de réduction et d'épuration des émissions des appareils de chauffage à combustible solide notamment à bois. Plus particulièrement, l'invention concerne un filtre perfectionné à placer à la sortie des fumées ou en partie supérieure de l'avaloir du foyer fermé d'une cheminée à bois.
Dans les appareils de chauffage à combustible solide, les fumées contiennent des particules imbrulées, des poussières fines et des résidus volatils solides, des cendres volantes et autres rejets qui sont généralement polluants pour l'environnement. En outre, un certain nombre d'entre elles, généralement les plus grasses, se déposent sur la paroi interne du conduit de fumées . Cet encrassement augmente les risques de feux de cheminée et nécessite des travaux d'élimination dans le conduit qui sont pénibles et salissants.
Pour des raisons d'écologie, de sécurité et de confort, on souhaite équiper les appareils de chauffage à combustible solide notamment à bois d'un ou de dispositif (s) prévu(s) pour débarrasser ces gaz et fumées de combustion de ces particules polluantes et dangereuses.
Dans le domaine des dispositifs de réduction des émissions de poussières fines émises par un appareil de chauffage à combustible solide, il existe plusieurs moyens.
On connaît par exemple les pièges à poussières, tels que les cyclones à effet centrifuge qui piègent les particules les plus lourdes par gravité. Il s'agit cependant d'un dispositif dont l'action est purement mécanique et qui ne permet pas de retenir les particules les plus légères et les plus volatiles qui sont les plus nocives pour la santé. En outre, ce type de dispositif est assez encombrant et n'est, par conséquent, pas adapté aux cheminées domestiques .
On connaît également les filtres à poussières, qui piègent les particules et émissions lors de leur passage à travers une grille très fine prévue pour retenir les impuretés et ne laisser passer que les gaz de combustion.
Par ailleurs, les particules émises par la combustion du bois peuvent être chargées de manière électrostatique. Aussi est-il connu d'accroître l'efficacité des filtres à poussières par un effet électrostatique ayant pour but d'attirer et de précipiter les particules chargées sur la structure du filtre. Cependant, l'efficacité de ces filtres se réduit rapidement avec le temps et les particules récupérées venant se déposer sur les structures du filtre constituent une masse qui diminue son efficacité et tendent puis arrivent à le colmater. Il faut prévoir des cycles de régénération du type décolmatage par effet mécanique et d'autres opérations régulières d'entretien.
La présente invention a pour but d'assurer le fonctionnement efficace et permanent du filtre d'épuration des fumées en combinant l'effet électrostatique et l'effet catalytique afin de faciliter la régénération, de présenter un bon rendement d'épuration pendant tout son fonctionnement et de minimiser les opérations d'entretien notamment de nettoyage et de ramonage. En outre, le dispositif d'épuration de l'invention présente une perte de charge minimale afin de ne pas limiter l'échappement et l'évacuation des gaz et fumées de combustion, ce qui nuirait au bon fonctionnement de l'appareil de chauffage, notamment à sa bonne combustion.
A cet effet, l'invention consiste à créer et à placer un dispositif d'épuration à effet combiné catalytique et électrostatique dans le conduit de sortie ou à la sortie ou en partie supérieure de l'avaloir ou de la boîte à fumées d'un appareil de chauffage à combustible solide.
Ce dispositif d'épuration perfectionné comprend au moins une électrode portée à une haute- tension ayant pour but d'électriser les particules, poussières et résidus solides volatils emportés dans les fumées, afin de les entraîner par effet électrostatique vers une autre électrode sous la forme d'un moyen de captage des particules prévu en aval de l'électrode haute-tension pour piéger ces mêmes impuretés et les éliminer en les carbonisant ou en les calcinant.
Le principe de l'invention consiste à créer un champ électrostatique entre une électrode disposée dans le conduit d'évacuation à proximité de la sortie de l'appareil ou en sortie des gaz et fumées de combustion ou en partie haute de l ' avaloir et un moyen de captage dynamique et électrostatique des particules électrisées, et à le combiner à un effet catalytique. Ce champ électrostatique est obtenu par l'application d'une haute-tension électrique, de préférence continue, entre l'électrode et le moyen de captage dynamique. La partie de l'appareil de chauffage où se trouve placé le dispositif doit, de préférence, être inerte du point de vue électrique pour ne pas nuire au rendement du dispositif.
Ainsi, lors du passage des particules chargées électriquement, celles-ci sont attirées par effet électrostatique vers le moyen de captage et se déposent sur celui-ci pour y être retenues et/ou détruites par effet catalytique.
Le moyen de captage est situé en aval de l'électrode haute-tension et se présente sous la forme d'une structure métallique de filtre, par exemple une grille fine portée à haute température pour la calcination des poussières et particules solides volantes, ou encore de toute autre partie amovible alvéolaire présentant une perte de charge minimale.
Comme indiqué, l'un au moins de ces différents moyens est préférentiellement revêtu en totalité ou partiellement d'un dépôt catalytique favorisant l'élimination de ces particules solides par dégradation thermique suite à l ' abaissement catalytique de la température de calcination. Ce dépôt catalytique constitue le moyen de régénération du filtre pour éviter une accumulation trop importante de particules solides dans les cellules ou canaux du filtre. On peut également prévoir, en plus, une régénération des parties constitutives du moyen de captage par une action mécanique, telle qu'une vibration, permettant de faire chuter les particules accumulées dans un réceptacle adapté ou dans le foyer.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
. la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une cheminée à bois comportant le dispositif perfectionné d'épuration selon l'invention ;
. la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une portion de conduit de fumées comportant le dispositif perfectionné d'épuration selon l ' invention dans un premier mode de réalisation ; . la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une portion de conduit de fumées comportant le dispositif perfectionné d'épuration selon l ' invention dans un second mode de réalisation ; . la figure 4 est une vue schématique en coupe d'une portion de conduit de fumées comportant le dispositif perfectionné d'épuration selon l'invention dans un troisième mode de réalisation ; et
. la figure 5 est une vue schématique en coupe d'une portion de conduit de fumées comportant un dispositif perfectionné d'épuration selon l ' invention dans un quatrième mode de réalisation de l'invention.
L'idée générale inventive consiste à prévoir à la sortie des fumées ou de l ' avaloir ou en partie supérieure de celui-ci d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois par exemple un foyer fermé de cheminée à bois, un dispositif perfectionné d'épuration constitué d'au moins une électrode portée à une haute-tension électrique de préférence continue, et d'une structure de filtre à effet catalytique en aval occupant toute la section de passage des gaz et fumées de combustion. Les parties métalliques de la structure à dépôt catalytique, par exemple cette structure de filtre, sont reliées électriquement à la terre ou à l'autre borne du générateur de haute-tension électrique.
La haute tension électrique appliquée à l'électrode est de préférence, mais non limitativement continue. On peut en inverser la polarité dans une application particulière transitoire.
La structure de filtre peut présenter un moyen de chauffage intégré ou séparé, disposé à proximité immédiate, en amont ou en aval de la structure de filtre, par exemple à chauffage rapide, établissant rapidement et lorsque nécessaire, la haute température permettant la réaction d'élimination par dégradation thermique suite à l'abaissement par effet catalytique de la température d'ignition des particules solides imbrulées contenues dans les fumées . Selon une variante, le filtre est réalisé sous la forme d'une résistance chauffante revêtue d'un dépôt d'un complexe catalytique de manière à profiter lorsque nécessaire au cours du fonctionnement, des effets conjugués du chauffage à haute température par exemple rapide, et de la réaction d'oxydation catalytique.
Le dispositif d'épuration perfectionné selon la présente invention va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 5. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques.
Le dispositif perfectionné d'épuration 1 selon la présente invention est prévu pour être logé dans le conduit de fumées 2 à la sortie d'un appareil de chauffage à bois 3 par exemple une cheminée à foyer fermé ou à la sortie ou dans la partie supérieure de l'avaloir de cet appareil de chauffage 3. Ce dispositif perfectionné 1 comprend un filtre électrostatique 4 formé d'une électrode 5 portée à haute-tension, de préférence continue, et d'une contre électrode 6 pouvant affecter différentes formes techniques. Il peut s'agir d'une structure de filtre 7 métallique ou électriquement conductrice, constituant un moyen de captage 8 des particules solides. Cette structure de filtre 7 est reliée électriquement à la terre ou à l ' autre borne du générateur de haute- tension électrique 9 désigné aussi par HT.
Les autres pièces doivent être électriquement isolantes de manière à garder le bon rendement du dispositif d'épuration 1.
En raison de la forte différence de potentiel existant entre le moyen de captage 8 et l'électrode 5 portée à haute-tension, les particules présentes dans les gaz et fumées de combustion sont électrisées, c'est-à-dire chargées électriquement et attirées par effet électrostatique vers la structure de filtre 7 lors de leur sortie de l ' appareil de chauffage 3 par le conduit de fumées 2.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, le moyen de captage 8 est une grille de dépôt 10 située en aval de l'électrode haute-tension 5. Cette grille de dépôt 10 est par exemple constituée d'un maillage métallique assez fin ou de toute autre matière électriquement conductrice alvéolaire ou à cellules ou autrement constituée. Lors du passage des fumées 11, les particules solides imbrulées chargées électriquement sont attirées vers cette grille de dépôt 10 par effet électrostatique et se déposent sur celle-ci. Après la traversée de cette grille 10, les fumées 12 débarrassées des résidus particulaires solides c'est- à-dire épurées peuvent s'évacuer à l'extérieur.
Pour sa régénération, par exemple son nettoyage, la grille de dépôt 10 peut être associée à un dispositif mécanique de régénération (non représenté), par exemple sous la forme d'un moyen de vibration ou de secouage ou de raclage mécanique de la grille de dépôt. Un réceptacle (non représenté) peut être prévu sous la grille 10 pour la récupération des particules accumulées qui se détachent de la grille de dépôt 10 lors des opérations de régénération. Cette récupération peut se faire directement par chute gravitationnelle, ou être guidée par exemple par l'intermédiaire d'une rampe, d'une trémie, d'une gouttière, d'un tube ou de tout autre moyen similaire. Ce réceptacle peut être amovible ou non. Il peut par exemple se présenter sous la forme d'un tiroir afin de pouvoir être vidé périodiquement par l'utilisateur. Le réceptacle peut également être prévu pour diriger automatiquement les résidus vers la boîte à cendres de la cheminée 3. II ne doit pas constituer un obstacle occasionnant une perte de charge à l'évacuation des fumées et gaz de combustion 11, 12.
Selon un second mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 3, le moyen de captage 8 comprend un moyen de chauffage 13, par exemple sous la forme d'une résistance électrique 14 et une grille de dépôt telle que la grille de dépôt 10 précédemment décrite. Cette résistance électrique 14 est préférentiellement intégrée ou incorporée à la structure de filtre 7 ou disposée à proximité immédiate de celle-ci. Elle est de préférence du type à haute température permettant de calciner les particules solides retenues.
La résistance 14 peut être revêtue d'un dépôt catalytique.
Elle est par exemple constituée d'un maillage métallique ou de toute autre matière alvéolaire. Lors du passage des fumées 11, les particules solides imbrulées sont attirées vers cette grille de dépôt 10 et se déposent sur celle-ci pour y être dégradées par calcination catalytique tandis que les fumées épurées 12 peuvent la traverser et être évacuées à l'extérieur. La résistance électrique 14 représentée en amont de la grille de dépôt 10 sur la figure 3 peut également être située en aval de celle- ci.
Selon une variante, la grille 10 du filtre 7 peut être revêtue d'un dépôt catalytique. Elle peut être chauffante ou chauffée. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 4, le moyen de captage 8 comprend une résistance électrique 14 et une grille de dépôt 10 telle que la grille de dépôt 10 précédemment décrite, cette grille de dépôt 10 étant en outre une résistance électrique 14, par exemple réalisée en une matière électriquement résistive et revêtue d'un dépôt catalytique. Le moyen de captage 8 selon ce troisième mode de réalisation est un moyen de captage 8 qui intègre en un seul bloc une résistance électrique 14 et une grille de dépôt 10, selon le mode de réalisation précédent.
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 5, le moyen de captage 8 comprend un moyen de chauffage 13 sous la forme d'une résistance électrique de chauffage 14 et une grille de dépôt 10 revêtue d'un dépôt catalytique. Selon ce mode de réalisation, le moyen de chauffage 13 est séparé mais situé à proximité immédiate de la grille de dépôt 10 de façon à favoriser la dégradation catalytique des résidus sur la surface de la grille de dépôt 10.
En effet, l'énergie thermique diffusée par la résistance électrique de chauffage 14 améliore la cinétique de la dégradation catalytique des impuretés sur la grille de dépôt 10. Sur la figure 5, la résistance électrique 14 a été représentée placée en aval de la grille de dépôt 10, mais elle peut aussi bien être située en amont de celle-ci.
Selon les modes de réalisation précédemment décrits, la résistance 14 peut être confondue avec la grille 10 ou distincte, c'est-à-dire séparée de celle- ci, alors que la résistance 14 ou la grille 10 peuvent comporter l ' une ou l ' autre ou chacune un revêtement catalytique.
Selon ce mode de réalisation, la résistance 14 est séparée et donc distincte de la grille 10.
De manière générale, les différents moyens constitutifs du dispositif perfectionné d'épuration 1 de l'invention qui sont situés dans le conduit de fumées 2 sont prévus pour présenter une perte de charge minimale et ainsi ne pas diminuer le tirage de l'appareil de chauffage à combustible solide 3.
En ce qui concerne le chauffage, il est préféré un moyen de chauffage rapide qui sera occasionnel, c'est-à-dire n'opérant que lorsque la température est insuffisante pour provoquer et entretenir la réaction de catalyse. Ceci est le cas au moins pendant les phases transitoires de démarrage et d'extinction du feu. Il peut exister en allure réduite.
On peut envisager comme moyen de chauffage un moyen de chauffage utilisant l'énergie électromagnétique des micro-ondes. Diverses précautions connues d'isolation et de choix des matériaux doivent être prises .
De manière évidente, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit précédemment et représenté sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir ni de la portée, ni du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'épuration (1) des gaz et fumées de combustion (11) d'un appareil de chauffage à combustible solide ( 3 ) notamment à bois disposé à la sortie des gaz et fumées de combustion de l ' appareil (3) ou de son avaloir, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une électrode (5) portée à une haute tension électrique et un moyen de captage (8) des particules, poussières et résidus volatils contenus dans les fumées (11), ce moyen de captage (8) présentant un effet catalytique et étant situé en aval de l'électrode haute-tension (5), et en ce qu'il comprend un moyen de chauffage rapide (13) situé à proximité de, ou intégré dans, le moyen de captage (8), l'ensemble de ces moyens étant destiné à favoriser la dégradation des particules, poussières et résidus volatils contenus dans les fumées (11).
2. Dispositif d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de chauffage rapide (13) est un moyen de chauffage occasionnel.
3. Dispositif d'épuration selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de chauffage rapide (13) est un moyen qui utilise l'énergie électromagnétique des micro-ondes.
4. Dispositif d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que la haute tension électrique est une haute tension continue.
5. Dispositif d'épuration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la haute tension électrique est une haute tension continue dont on peut inverser la polarité.
6. Dispositif d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de captage (8) est une grille de dépôt (10).
7. Dispositif d'épuration selon la revendication 6, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) du moyen de captage (8) est revêtue d'un dépôt catalytique favorisant la dégradation des particules, poussières et résidus volatils contenus dans les fumées (11).
8. Dispositif d'épuration selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) du moyen de captage (8) est une résistance (14) ou réalisée en matière électriquement résistive pour chauffer lorsqu'on lui fournit une énergie électrique et est revêtue d'un dépôt catalytique pour activer la dégradation des particules, poussières et résidus volatils contenus dans les fumées (11).
9. Dispositif d'épuration selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen de captage (8) comprend une grille de dépôt (10) revêtue d'un dépôt catalytique favorisant la dégradation des particules, poussières et résidus volatils contenus dans les fumées (H), et une résistance électrique (14) de chauffage rapide située à proximité immédiate de la grille de dépôt (10).
10. Dispositif d'épuration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de captage (8) comprend une résistance électrique (14) séparée et une grille de dépôt (10).
11. Dispositif d'épuration selon la revendication 6, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) du moyen de captage (8) est une résistance électrique (14).
12. Dispositif d'épuration selon la revendication 5, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) est située à proximité d'une résistance (14) de chauffage rapide.
13. Dispositif d'épuration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la résistance électrique (14) de chauffage rapide est située en amont de la grille de dépôt (10).
14. Dispositif d'épuration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) est associée à un dispositif mécanique de régénération par secouage ou par vibration.
15. Dispositif d'épuration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la grille de dépôt (10) et le dispositif mécanique de régénération sont associés à un réceptacle sous la grille de dépôt (10) pour la récupération des particules accumulées.
16. Dispositif d'épuration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réceptacle est éloigné de la grille de dépôt (10) et relié à elle par des moyens de guidage, conduit, rampe , trémie .
17. Dispositif d'épuration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réceptacle est la boîte à cendres de l'appareil de chauffage.
PCT/FR2010/000194 2009-04-07 2010-03-09 Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois WO2010116049A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10710871A EP2417396A1 (fr) 2009-04-07 2010-03-09 Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0901717 2009-04-07
FR0901717A FR2944091B1 (fr) 2009-04-07 2009-04-07 Dispositif perfectionne d'epuration des gaz et fumees de combustion d'un appareil de chauffage a combustible solide notamment a bois

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010116049A1 true WO2010116049A1 (fr) 2010-10-14

Family

ID=41511038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2010/000194 WO2010116049A1 (fr) 2009-04-07 2010-03-09 Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2417396A1 (fr)
FR (1) FR2944091B1 (fr)
WO (1) WO2010116049A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107081005A (zh) * 2017-06-21 2017-08-22 杭州科百特过滤器材有限公司 一种过滤器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2055626A1 (en) * 1970-11-12 1972-05-18 Krupp Gmbh Electrostatic insulator cleaning - using hammers to strike electrodes
DE3117124A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und vorrichtung zum abreinigen der niederschlagselektrodenplatten in einem trockenstaubelektrofilter
DE19520194A1 (de) * 1995-06-01 1995-11-09 Siegfried Geldner Vorrichtung, insbesondere für Luftgeneratoren für Wohn- und Arbeitsräume, Klimageräte, Befeuchtungsgeräte, als Kaminaufsatz oder Einsatz in einem Abzug nach einem Brenner und dergleichen sowie zugehörige Verwendung
EP0786585A2 (fr) * 1996-01-26 1997-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyseur pour la purification de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
EP0804966A1 (fr) * 1996-04-30 1997-11-05 Commissariat A L'energie Atomique Filtre électrostatique à procédé de décolmatage rapide sans rupture de confinement
EP0899014A1 (fr) * 1997-02-27 1999-03-03 Galaxy Yugen Kaisha Precipitateur et incinerateur electrostatiques
WO2003068364A1 (fr) * 2002-02-12 2003-08-21 Fleetguard, Inc. Regeneration de regulation d'emission post-traitement de gaz d'echappement
WO2007036974A1 (fr) * 2005-09-28 2007-04-05 Nonox Ltd Procédé et dispositif pour abaisser la teneur en composants polluants des fumées d’échappement dans un générateur thermique à combustion

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2055626A1 (en) * 1970-11-12 1972-05-18 Krupp Gmbh Electrostatic insulator cleaning - using hammers to strike electrodes
DE3117124A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und vorrichtung zum abreinigen der niederschlagselektrodenplatten in einem trockenstaubelektrofilter
DE19520194A1 (de) * 1995-06-01 1995-11-09 Siegfried Geldner Vorrichtung, insbesondere für Luftgeneratoren für Wohn- und Arbeitsräume, Klimageräte, Befeuchtungsgeräte, als Kaminaufsatz oder Einsatz in einem Abzug nach einem Brenner und dergleichen sowie zugehörige Verwendung
EP0786585A2 (fr) * 1996-01-26 1997-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyseur pour la purification de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
EP0804966A1 (fr) * 1996-04-30 1997-11-05 Commissariat A L'energie Atomique Filtre électrostatique à procédé de décolmatage rapide sans rupture de confinement
EP0899014A1 (fr) * 1997-02-27 1999-03-03 Galaxy Yugen Kaisha Precipitateur et incinerateur electrostatiques
WO2003068364A1 (fr) * 2002-02-12 2003-08-21 Fleetguard, Inc. Regeneration de regulation d'emission post-traitement de gaz d'echappement
WO2007036974A1 (fr) * 2005-09-28 2007-04-05 Nonox Ltd Procédé et dispositif pour abaisser la teneur en composants polluants des fumées d’échappement dans un générateur thermique à combustion

Also Published As

Publication number Publication date
EP2417396A1 (fr) 2012-02-15
FR2944091A1 (fr) 2010-10-08
FR2944091B1 (fr) 2013-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1212141A1 (fr) Dispositif de traitment des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
EP2274073A1 (fr) Ensemble d'épuration à catalyseur des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide
EP0685550B1 (fr) Procédé et installation de pyrolyse de déchets ayant une unité de préchauffage
EP2583755B1 (fr) Appareil, dispositif et procédé pour filtrer de la matière particulaire fine de gaz d'échappement
FR2485623A1 (fr) Dispositif pour eviter la presence de suie dans les gaz d'echappement de moteurs a combustion interne
EP0485255B2 (fr) Procédé et dispositif de production d'un combustible solide à partir de déchets combustibles
WO2010116049A1 (fr) Dispositif perfectionné d'épuration des gaz et fumées de combustion d'un appareil de chauffage à combustible solide notamment à bois
RU1808096C (ru) Система дл уменьшени выноса вредных частиц с выхлопными и топочными газами
JPH02108805A (ja) ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
CH681108A5 (fr)
JPS5985415A (ja) 機関のカ−ボン微粒子浄化装置
EP1528230B1 (fr) Dispositif et procédé de filtrage de particules contenues dans des gaz d'échappement
FR2861131A1 (fr) Systeme de filtration electrostatique de particules de suie des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et procede de regeneration d'un tel systeme
FR2822893A1 (fr) Systeme de traitement des gaz d'echappement
FR2608941A2 (fr) Procede et dispositif d'elimination du noir de fumee recueilli par un filtre des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
CA2334638C (fr) Four de thermolyse a depoussierage de la sortie du flux gazeux resultant de la thermolyse
CA1330909C (fr) Procede de postcombustion amelioree des imbrules et moyens pour le mettre en oeuvre dans un appareil de chauffage et d'incineration
EP3066405B1 (fr) Dispositif de traitement a chaud de produits granuleux et procede de regulation de la temperature d'emanations produites par un dispositif de traitement a chaud de produits granuleux
EP3816512A1 (fr) Module de production de chaleur comprenant un systeme de filtration haute temperature
EP4162848B1 (fr) Allume-feu électrique
EP0336087B1 (fr) Procédé et installation pour le traitement d'un courant de gaz contenant de la poussière pyrophorique
EP0312477A1 (fr) Allume-feu électrique
FR2542065A1 (fr) Procede de combustion d'un combustible solide et chambre de foyer pour sa mise en oeuvre
EP0281166A2 (fr) Foyer, en particulier poêle à bois, équipé d'un dispositif capable de neutraliser les éléments polluants des gaz brûlés
WO2024068668A1 (fr) Dispositif de traitement d'une phase gazeuse par plasma et procédé associé

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10710871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010710871

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010710871

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE