Brevet FR2282286A1 — publié le 19760319

stattsé L'invention concerne un appareil de filtration et en particulier un appareil de filtration dans lequel on fait passer la liqueur à filtrer à travers un milieu de filtration sous une pression notable. 5 Dans beaucoup de processus industriels à grand volume, dont le procédé Bayer de fabrication d'alumine à partir de la bauxite peut être considéré comme un exemple, lis résidu s'accumule relativement vite dans le milieu de filtration. Afin de maintenir une vitesse raisonnable de filtration, il faut enlever 10 ce résidu une fois qu'il a atteint une épaisseur de plus de 25 ma environ. Cet enlèvement est nécessaire à des intervalles qui dépendent du débit de filtration, de la teneur en solides de la liqueur, etc., mais qui sont normalement de 2 à 7 heures. A la fois pour éviter la formation excessivement rapide d'un 15 tourteau épais et pour atteindre un grand débit avec un appareil d'un volume donné, le milieu de filtration prend communément la forme d'un panneau de filtre qui comprend une ossature plane supportant, deux grillages espacés. Les grillages servent de soutien à une matière filtrante telle qu'un tissu, la liqueur 20 à filtrer passant à travers la matière filtrante de l'extérieur vers 1'intérieur pour arriver dans 1'espacement intérieur de 1' l'ossature plane, d'où la liqueur filtrée est évacuée par un tuyau de sortie. La matière solide retirée de la liqueur est ainsi déposée sur la surface extérieure de la matière filtrante 25 soutenue par le grillage et forme un tourteau que l'on enlève périodiquement par lavage. Les panneaux de filtre sont donc disposés dans une position pratiquement verticale, ce qui permet d'enlever plus facilement les solides de la matière filtrante r par des pulvérisations de lavage. 30 Dans certaines opérations de filtrations telles que la filtration de la liqueur du procédé Bayer, le tourteau devient un peu dur par suite du dépôt de tartre. Par conséquent, le 0 nettoyage des éléments de filtre pose des problèmes particuliers et il est nécessaire d'appliquer des pulvérisations à grande 35 énergie à la face de la matière filtrante, qui est normalement un tissu, afin d'obtenir une élimination satisfaisante du tourteau. 2 2282206 De façon bien connue, les récipients sous pression ont généralement une section circulaire et l'enveloppe d'un appareil de filtration sous pression du type mentionné est communément de profil généralement cylindrique. Afin de tirer le meil-5 leur parti de l'espace intérieur de l'enveloppe, les panneaux sont disposés côte à côte avec un petit espacement à l'intérieur de l'enveloppe et peuvent être circulaires et perpendiculaires à l'axe du cylindre ou rectangulaires et parallèles à l'axe du cylindre. L'enveloppe cylindrique est habituellement à axe 10 horizontal de sorte que les panneaux sont disposés verticalement en vue du nettoyage. L'enveloppe cylindrique peut être divisée en deux moitiés semi-cylindriques qui sont articulées entre elles pour permettre d'ouvrir l'appareil et d'accéder à l'intérieur, ou bien une extrémité du récipient peut être amovible, 15 permettant de découvrir les panneaux. On lave alors les différents panneaux de filtre avec des tuyaux pour désagréger le tourteau et éliminer les solides filtrés sous forme de bouillie aqueuse. Dans cette disposition, les panneaux de filtre sont fixes et peuvent avoir toute structure appropriée, par exemple 20 carrée ou rectangulaire. L'appareil à 1'inconvénient que l'on nettoie les panneaux de filtre au moyen de tuyaux tenus à la main et que le coût du mécanisme de dégagement des panneaux est relativement élevé. Dans d'autres dispositions, il a été proposé d'utiliser 25 des panneaux de filtre lavés automatiquement. En pareil cas, les panneaux de filtre sont montés de manière à tourner autour de l'axe du récipient sous pression, cette rotation les entraînant devant des buses de pulvérisation fixes disposées à la périphérie de l'appareil et placées de manière à diriger radialement 30 des .jets de pulvérisation entre panneaux adjacents. En pareil cas, non seulement on a la complication et la dépense supplémentaire du montage des panneaux en vue de la rotation, mais aussi la difficulté d'assurer que toutes les buses de pulvérisation restent efficaces et ne soient pas obstruées par des dépôts 35 analogues au tartre pendent le cycle de filtration, lorsque les jets ne sont pas en action. 3 2282286 Dans une autre forme d'appareil, l'enveloppe cylindrique du filtre a un axe vertical, les panneaux de filtre étant horizontaux. Le nettoyage des panneaux de filtre est assuré par de3 barres de pulvérisation qui*tournent autour de l'axe, 5 une barre de pulvérisation étant disposée dans chaque intervalle entre panneaux de filtre. Ici encore, l'appareil est compliqué et le lavage des panneaux est moins efficace que lorsqu'ils sont montés verticalement. L'invention a pour but de réaliser une structure 10 simple d'appareil de filtration du type à panneaux à nettoyage automatique. Dans un autre appareil encore, proposé par des chercheurs russes, l'enveloppe cylindrique est montée de telle sorte que son axe est vertical, les panneaux étant pratiquement paral-15 lèles à l'axe de l'enveloppe. L'appareil de l'invention se conforme à cette proposition, mais il comporte un moyen très simplifié de lavage des faces extérieures des panneaux pour l'élimination du résidu de filtration. A cet effet, selon l'invention, une tête de pulvérisation est disposée à l'extrémité supérieure 20 de l'enveloppe cylindrique, au dessus des panneaux, pour diriger des Jets d'eau de haut en bas entre les panneaux. De préférence, la tête de pulvérisation présente la forme d'une barre de pulvérisation disposée de manière à tourner autour de l'axe vertical de l'enveloppe cylindrique. De préférence, la barre de pul-25 vérisation présente une seule ouverture sous la forme d'une ' fente allongée, pour éviter la possibilité d'une obstruction par le tartre déposé de la liqueur. Dans l'appareil de l'invention, les panneaux de filtre sont de préférence construits sur un cadre rectangulaire, formé 30 d'un matériau à section creuse, qui forme un conduit de sortie de la liqueur filtrée. La largeur des cadres est de préférence un peu supérieure à la moitié du diamètre de l'enveloppe. L'élément horizontal supérieur de chaque cadre de panneau dépasse de préférence à l'extérieur des éléments verticaux et ces saillies 35 servent à supporter les panneaux en reposant sur des glissières horizontales prévues dans la partie supérieure de l'enveloppe cylindrique. Les panneaux de filtre peuvent être prévu» en deux 4 2282286 Jeux disposés dans des plans pratiquement perpendiculaires entre eux, de manière à tirer vn meilleur parti.de l'espace disponible à l'intérieur de l'enveloppe cylindrique, ou bien on peut utiliser plusieurs largeurs différentes de grillage. 5 L'extrémité supérieure de l'enveloppe cylindrique, avec la tête de pulvérisation et l'entraînement associé, est de préférence sous la forme d'un bloc amovible que l'on peut dégager du corps cylindrique au moyen de toute forme appropriée d'appareil de levage situé au dessus, pour accéder aux panneaux 10 de filtre afin de les retirer périodiquement pour pouvoir remplacer le tissu filtrant. On se référera maintenant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une coupe verticale d'un filtre conçu 15 selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe de la barre de pulvérisation et - la figure 3 une coupe d'un panneau de filtre approprié. L'enveloppe du filtre-presse comprend un corps cylindri- 20 que 1 et un chapeau supérieur 2. Les parties 1 et 2 sont munies de brides 3» 3' qui sont assemblées par des boulons 4. Dans la région supérieure du corps 1 sont prévues deux traverses supports 5 servant à supporter des éléments de panneaux de filtre 6. Des traverses supports supplémentaires 7 sont pré-25 vues pour supporter une paire supplémentaire d'éléments de panneau de filtre 6, disposés dans un plan perpendiculaire aux éléments supportés par les traverses 5. Les éléments supérieurs tubulaires 8 des panneaux 6 sont reliés de façon détachable à des tuyaux à bout mêle 9. Ces tuyaux 9 traversent la paroi du 30 corps 1 et sont supportés par un élément transversal 10. Dans la région inférieure du corps 1 se trouvent deux éléments transversaux 11 munis de saillies latérales 12 qui servent à mettre en place les panneaux 6 et à les maintenir à l'es-,'Pacement correct entre eux. 35 De la liqueur à filtrer est introduite dans l'enveloppe par une entrée axiale 14 qui Joue aussi le rôle de sortie de la liqueur de lavage. La liqueur qui sort par les tuyaux à bout mâle 9 est introduite d§na un collecteur 15. 5 2282ES6 Le chapeau supérieur 2 de 1'enveloppe supporte un moteur d'entraînement 16 qui entraîne un arbre creux par l'intermédiaire d'un train réducteur. L'arbre 17 se dirige vers le bas à travers un palier 18 et porte une barre de pulvérisation 5 19 à son extrémité inférieure. De l'eau de lavage est amenée à la barre de pulvérisation 19 par un raccord rotatif 20, en passant par un tuyau d'entrée 21. La structure de la barre de pulvérisation est représentée par la figure 2. Elle comprend un tube 22 muni d'une fente 10 longitudinale 23 qui en parcourt toute la longueur. Deux plaques parallèles 24 forment une gouttière à travers laquelle de l'eau de lavage est amenée à une fente plus étroite 25 d'une plaque de fond 26. La barre de pulvérisation est renforcée par des raidisseurs 27 qui peuvent aussi se prolonger entre les plaques 15 24 pour former des déflecteurs, assurant un Jet de pulvérisation vertical descendant pratiquement uniforme. Quand on désire laver du tourteau les surfaces des panneaux 6, on vidange de l'enveloppe la liqueur restante. On met alors en marche le moteur 16 pour entraîner très lentement la 20 barre de pulvérisation, par exemple à raison de 5 à 20 tours par heure. Le lavage peut avantageusement commencer pendant que la liqueur s'écoule ce qui économise du temps et permet à des mor-.ceaux d'être entraînés avec la liqueur. La largeur de la fente 25 peut avantageusement être 25 d'environ 3 à 5 mm. Avec un filtre comportant une enveloppe d'environ 250 cm de diamètre, on a trouvé qu'une amenée^d|a¥avage d'environ 1400 1/mn à 4f2 kg/cj était satisfaisante pour laver le tourteau. On peut alors faire sortir la bouillie obtenue par l'entrée 14. 30 Un panneau de filtre approprié à l'appareil de filtra tion est représenté par la figure 3. Il comprend un cadre rectan-éulaire creux 41 qui supporte un grillage de coeur à larges mailles 42, formé de fil grossier et un grillage extérieur à mailles fines 43, formé de fil fin. Un tuba collecteur 44, conve-35 nablement perforé en 45 pour permettre l'entrée du filtrat, est logé à l'intérieur du cadre 41, Les extrémités du tube 44 passent à travers le cadre 41, une extrémité du tube 44 étant bouchée et 6 £!§E1S& l'autre ertrémité étant conçue pour être reliée à un tuyau à bout mâle 9. Le panneau de filtre est enfermé dans un sac de filtre 46 en toile serrée, dont les extrémités entourent les extrémités 5 du tube 44 et y sont étroitement liées. Le sac de filtre en toile 46 est poussé contre les couches du grillage extérieur 43 par la pression du liquide amené pour la filtration. L'appareil décrit est susceptible de modification à plusieurs points de vue. Ainsi, des panneaux de filtre supplé-10 mentaires peuvent être suspendus en dessous des tuyaux à bout mâle 9. Dans d'autres variantes, on peut utiliser des panneaux de filtre circulaires concentriques, au lieu des panneaux plats de la structure représentée. Dans d'autres variantes encore, on peut retirer le filtrat par des tuyaux de sortie disposés à 15 l'extrémité inférieure des éléments individuels de filtre ou près de cette extrémité, tandis que dans d'autres cas les éléments de filtre peuvent fournir du filtrat à un collecteur situé « l'intérieur de l'enveloppe. Dans d'autres variantes, la tête de pulvérisation rota-20 tive peut être remplacée par une série de barres de pulvérisation fixes, disposées de manière à diriger des Jets d'eau dans les espacements entre panneaux adjacents. Toutefois, la barre de pulvérisation rotative décrite est fortement préférable à cause de sa couverture globale des surfaces des sacs de filtre 46 et 25 parce qu'en utilisant une seule fente allongée, elle réduit le risque d'obstruction par dépôt de tartre pendant le fonctionnement normal du filtre, quand la barre de pulvérisation est hors d'action, et parce que la barre de pulvérisation rotative permet un lavage efficace avec un minimum d'eau. 7 3282285 REYKNJ>ICATIOKS 1. Appareil de filtration comprenant une enveloppe cylindrique de corps disposée verticalement, destiné à recevoir une arrivée de liquide sous pression, une entrée de liquide • dans ladite enveloppe, une série d'éléments fixes et plans de 5 filtre, généralement rectangulaires, incluant deux couches espacées de matériau filtrant et des moyens d'évacuation du liquide filtré hors d'un espace défini entre les couches mentionnées, les éléments de filtre étant disposés dressée et essentiellement parallèles à l'axe de l'enveloppe, et une barre de pul-10 vérisation disposée au-dessus dà la série d'éléments de filtre, caractérisé par le fait que ladite barre de pulvérisation comporte une fente de sortie s'étendant longitudinalement et orientée * vers le bas et est montée à rotation autour de l'axe de l'enveljppe cylindrique verticale. 15 2. Appareil de filtration selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun des éléments de filtre individuels est pourvu d'un élément de cadre horizontal à sa partie supérieure, qui s'étend au-delà des "bords latéraux de ces éléments, l'élément de cadre constituant une sortie de liquide 20 filtré à une extrémité, l'enveloppe de corps incluant une paire d'éléments de support espacés pour supporter une pluralité desdits éléments de filtre, ces supports étant disposés essentiellement parallèles les uns aux autres, et une pluralité de tuyaux à bout mâle s'étendant à travers la paroi de l'enveloppe, ces 25 tuyaux étant chacun connecté aux extrémités de sortie de l'élément de cadre horizontal d'un élément de filtre. 3. Appareil de filtration selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une paire d'éléments de séparation d'éléments de filtre est disposée à la partie inférieure de 30 l'enveloppe, parallèle aux éléments de support, lesdits éléments de séparation portant des saillies espacées destinées•& venir se loger, pour les séparer, entre les extrémités inférieures d'éléments de filtre adjacents. 4. Appareil de filtration selon l'une des revendications 35 1 a 3, caractérisé par le fait qu'une faible proportion des' éléments de filtre se situe dans des plans perpendiculaires aux plans de la majorité des éléments de filtre.