Brevet FR2176604A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne un procédé pour assurer le dépoussiérage des gaz et un appareillage destiné à mettre en oeuvre ledit procédé. On sait que de très nombreux gaz industriels contiennent des poussières et qu'il est très utile de pouvoir dépoussiérer lesdits gaz. C'est le cas en particulier pour les gaz de combustion des foyers chauffés au fuel qui contiennent de nombreuses particules en suspension, particules constituées principalement par des imbrûlés ayant une structure et une forme voisines de celles du noir de fumée. Les méthodes physiques actuellement préconisées pour assurer un tel dépoussiérage consistent essentiellement - soit à faire passer les gaz chargés en poussières dans un champ électrique convenable; l'ionisation ainsi provoquée accélère considérablement la floculation des particules fines et permet, par différents moyens, un certain dépoussiérage de ces gaz, - soit à faire passer les gaz chargés en poussières dans des cyclones qui sont calculés de façon que les gaz abandonnent une partie de leurs poussières durant leur trajet dans lesdits cyclones. Mais ces méthodes connues n'ont pas une efficacité totale, si bien que l'on observe souvent, dans l'industrie ou dans la vie journalière, le rejet de gaz contenant encore des particules trop nombreuses. L'invention concerne un procédé destiné à améliorer quantitativement le taux de dépoussiérage des gaz contenant des poussières. Cette invention est fondée sur la constatation expérwmentale suivante Il est possible d'améliorer le taux de dépoussiérage d'un gaz contenant des poussières en soumettant tout d'abord ledit gaz à un champ électrique susceptible de provoquer la charge électrique des poussières et en faisant ensuite passer ledit gaz dans au moins un cyclone alors que les poussières dudit gaz sont encore chargées électriquement. Ainsi, par rapport à l'art antérieur connu, l'invention comportera les caractéristiques nouvelles suivantes : - l'ionisation des poussières pendant un temps très court, très généralement insuffisant pour provoquer la floculation et le dépôt des poussières dans le dispositif d'ionisation; - le passage du gaz dans un cyclone alors que les poussières contenues dans ledit gaz sont encore chargées électriquement; ces caractéristiques impliquant, bien évidemment, que l'on réalise selon 1 'i nv en ti on une v ér i t a b le combinaison de deux dispositifs (dispositif ionisant et cyclone) en eux-m#mes connus et que ladite combinaison est ainsi nouvelle.L'invention concerne donc tout d'abord- un procédé pour le dépoussiérage des gaz caractérisé en ce que, dans un premier temps, on provoque la charge électrique des poussières contenues dans lesdits gaz et que l'on assure ensuite ledit dépoussiérage par passage desdits gaz contenant des poussières chargées électriquement dans au moins un cyclone. Il a été trouvé que la charge électrique maximale des poussières contenues dans un gaz pouvait être réalisée très rapidement; c'est ainsi que la charge maximale des poussières atteint un taux de 9070 en un temps d'ionisation de quelques centièmes de seconde. On devra donc calculer l'appareillage d'ionisation et le temps de séjour des gaz dans ledit appareillage, de façon à obtenir un taux important de charge des poussières mais ne pas laisser au courant gazeux un temps de séjour dans ledit appareillage trop long de façon à ne pas provoquer, dans cet appareillage, la floculation et le dépôt d'une quantité importante de poussières. Cette dernière précaution évite l'encrassage, par le dépôt de poussières, des électrodes de l'appareil d'ionisation. En sortant de cet appareil d'ionisation, les gaz contenant des poussières chargées passent dans au moins un cyclone. Ce temps de passage doit être court lui aussi, de façon que lesdits cyclones reçoivent des gaz dont les poussières sont encore chargées. Il a été trouvé que ce temps très court doit etre de l'ordre de la seconde (compris par exemple entre 0,5 et 5 secondes). L'invention concerne également un appareillage pour la réalisation du procédé selon l'invention; cet appareillage est caractérisé en ce qu'il comporte une section d'ionisation qui alimente directement en gaz à poussières chargées un multicyclone. Un appareillage selon l'invention est représenté sur les figures 1, 2 et 3; la figure 1 représente une disposition des appareils utilisés, les figures 2 et 3 montrent certaines dispositions de la zone d'ionisation. Selon la figure 1, l'installation comprend une section d'ionisation l,précédée d'un divergent 2,suivie d'un- convergent 3, lequel alimente un multicyclone 4. Un autre mode de réalisation consiste à installer la section d'ionisation dans le caisson du multicyclone au-dessus de l'espace réservé aux cyclones eux-mEmes; il est important de comprendre que l'agencement de la zone d'ionisation, donné ci-dessous à titre d'exemple dans le cas le plu#s simple,peut revêtir les formes les plus diverses, les plaques contre-électrodes pouvant etre parallèles ou perpendiculaires au sens initial de l'éçoulement gazeux; l'ensemble peut constituer un parallélépipède rectangle ou oblique; les contreélectrodes de dépôt peuvent etre planés ou nervurées; elles peuvent etre en profilés minces ou épais ou en-grillage. Les figures 2 et 3 ci-jointes montrent les parties réalisant la zone d'ionisation. Le caisson 5 sert de conduit pour l'écoulement du flux gazeux et de support pour l'équipement actif d'ionisation; il est muni à sa partie inférieure d'un élément démontable en forme d'auge 6 susceptible d'être équipé d'un organe d'évacuation des poussières; il est surmonté à sa partie supérieure d'une niche d'isolateurs 7 munie d'un équipement conventionnel habituel pour les électrofiltres comportant des isolateurs de haute tension 8 avec réchauffage 9 d'un type quelconque connu. L'équipement actif d'ionisation comporte deux ensembles distincts - un ensemble ionisant proprement dit reposant sur les isolateurs 8 par l'intermédiaire d'une suspension 10; un élément ionisant est représenté en 11; ces éléments ionisants sont munis d'électrodes émissives amovibles 12 et sont équipés de façon à recevoir un nombre variable d'électrodes émissives 12; de plus, la suspension 10 est conçue de façon à recevoir un nombre variable d'éléments ionisants 11 équidistants.La suspension 10 est montée sur les isolateurs8 par l'intermédiaire de ressorts; sa partie supérieure 13 est munie d'enclumes 14 destinées à recevoir des percussions d'un système manuel ou mécanique assurant en tant que de besoin la propreté de surface des électrodes émissives. Les éléments ionisants 11 sont convenablement entretoisés à leur partie inférieure 15; - un ensemble de contre-électrodes constitué par des plaques équidistantes 16 à la terre centrées dans les intervalles entre les éléments ionisants ll supportées par les poutres 17 du caisson 5 et entretoisées à l'aide de goussets 18 de telle façon que leur espacement puisse entre réglé en conformité avec celui des éléments ionisants 11. Les entretoises des goussets 18 sont prolongées de part et d'autre du caisson par des tiges 19 munies d'enclumes 20 destinées à recevoir des percussions d'un système manuel ou mécanique assurant en tant que de besoin la propreté de surface des contre-électrodes réceptrices. L'équipement actif du dispositif d'ionisation peut Autre monté de telle façon qu'il constitue un bloc amovible pouvant être enlevé du caisson, afin de procéder notamment à tout ajustement du nombre d'électrodes émissives, du nombre de l'espacement des éléments ionisants et des contre-électrodes en vue de l'adaptation exacte du système aux conditions de fonctionnement du dépoussiérage. Il apparait en outre qu'il est possible de monter les éléments 16 sur-des ioslateurs et de leur appliquer une tension de polarité quelconque ou meme alternative. De meme, la polarité des éléments 11 peut être positive ou négative ou meme alternative. Le choix de la polarité et ses modalités d'application dépendent de l'état initial des poussières et de leurs propriétés physiques. L'alimentation de l'équipement actif en courant à haute tension fait appel aux dispositifs connus; il en est de même de la régulation de la haute tension destinée à maintenir en permanence la tension au voisinage de la tension disruptive. Il doit être entendu que l'application de l'invention ne se limite pas au cas particulier des gaz de combustion de fuel seuls ou contenant des additifs, mais s'applique à tous les cas de dépoussiérage où l'on rencontre des poussières fines sujettes à réenvolement. D'une façon plus générale il stappli- que à tous les cas de dépoussiérage où l'efficacité des procédés plus économiques que les électrofiltres classiques et notamment celle des multicyclones doit être améliorée pour satisfaire à des exigences plus sévères. On a réalisédes essais comparatifs eiirutilisant d'une part des multicyclones non précédés du dispositif d'ionisation et d'autre part des multi dyclones précédés du dispositif d'ionisation décrit précédemment. Les mêmes fumées chargées de poussières ont été traitées dans l'un et l'autre de ces appareillages. Il est apparu que lorsque les multicyclones étaient utilisés seuls on ne récupérait qu'environ 70% des poussières initialement contenues dans les gaz alors que lorsque les multicyclones étaient précédés du dispositif d'ionisation et que les fumées étaient traitées selon le procédé de l'invention on récupérait au moins 86% des poussières initialement contenues dans les gaz. REVEND ICATI ON S 1 - Procédé pour le dépoussiérage des gaz, caractérisé en ce que, dans un premier temps, les gaz chargés de poussières sont soumis à l'influence d'un champ provoquant une charge électrique desdites poussières et que l'on assure ensuite le dépoussiérage des gaz contenant des poussières électriquement chargées dans au moins un cyclone. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de séjour des gaz dans l'appareil d'ionisation est de quelques dixièmes de seconde et que le temps de transfert des gaz entre l'appareil d'ionisation et le cyclone est de l'ordre de la seconde. 3 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gaz traités proviennent de fours de combustion de produits pétroliers. 4 - Appareillage pour la réalisation du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'ionisation immédiatement suivi d'au moins un cyclone.