Brevet FR2320140A1 — publié le 19770304

La présente invention concerne un épurateur de gaz du v ?e électro-filtre comportant, éle^trwquement isolées les unes ps autos, des électrodes d'écoulement et des électrodes de préc-pi- tation auxquelles est appliquée une tension pour cue les pcrvicu- ies en suspension dans un courant gazeux passant entre ces électrodes soient amenées à se déplacer vers les électrodes de précinita- tion et à s'y déposer, les électrodes de précipitation étant montées coaxialement autour des électrodes d'écoulement et de façon à pouvoir tourner autour de celles-ci d'un mouvement rapide délimitant, par leur face tournée du c8té opposé aux électrodes d'écoulement de courant, un espace extérieur fermé de façon étanche aux gaz par une enveloppe extérieure, grâce à quoi les particules déposées sur les électrodes de précipitation se voienv imprimer une énergie cinétique telle qu'elles sont projetées par la force centrifuge dans ledit espace extérieur. Dtune façon plus précise, l'invention concerne un nouveau développement de l'épu- rateur de gaz décrit par la demande de brevet allemand (première publication)06 2 340 432, ce nouveau développement permettant un meilleur degré d'extraction des particules les plus fines en suspension dans le gaz à épurer. Ce meilleur degré d'extraction est obtenu suivant l'invention du fait que l'espace intermédiaire annulaire compris entre les électrodes d'écoulement et les électrodes d précipitation présente, en direction du courant gazeux, un prolongement sur le pourtour duquel sont disposés des moyens pour dériver radialement vers l'extérieur la fraction périphérique du courant gazeux, vers une sortie spéciale. La présente invention permet aussi d'extraire des particules qui n'ont pas été séparées dans l'électro-filtre proprement dit du fait qu'elles sont plus fines que celles normalement séparées par l'électro-filtre. Cette séparation supplémentaire suivant la présente invention se fait donc immédiatement avant la sortie du gaz de l'épurateur. Il est aussi possible de séparer des particules plus fines que celles que l'on peut extraire dans un épurateur suivant la demande de brevet précitée. Pour arriver dans 1 'épurateur connu à des résultats analogues, il fauara allonger considérablement en direction axiale les électrodes d'écoulement et celles de précipitation. L'invention sera mieux comprfae à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit a'un forme préérée de rélisation don- née à titre d'exemple en référence au destin annexe dont la figume unique est une vue schématique en coupe longitudinale d'un épurateur. L'épurateur de gaz représenté à la figure comprend plusieurs électrodes d'écoulement S sposées le long d'une surface ylindri- que, plusieurs électrodes de précipitation 2 disposss le long d'une seconde surface cylindrique, tout autour de l'ensemble des électrodes 1 et coaxialement à lui, électriquement isolées par rapport à ces électrodes 1, une enveloppe cylindrique 3 enfermant toutes les électrodes, et une entrée de gaz 4 débouchant dans l'espace intermédiaire compris entre les électrodes et qui ccrmu- nique avec l'espace intérieur à l'enveloppe. Les électrodes d'écoulement 1 peuvent être constitilées par des fils fins ou par un réseau électriquement conducteur et pouvant être disposé sur la face extérieure d'un corps cylindrique. Les électrodes d'écoulement 1 sont de plus électriquement connectées (de façon non représentée ) comme il convient à une tension négative par rapport aux électrodes de Irécipitation 2 qui sont habituellement mises à la terre. Les électrodes de précipitation 2 peuvent être constituées par des fils ou par des pales de direction axiale, électriquement conducteurs et fixés entre un anneau inférieur 5 et un anneau supérieur 6. Â la face intérieure de l'anneau inférieur 5 sont montées des pales 7 de soufflante axiale, le séparant de la partie supérieure, de forme annulaire, de l'entrée de gaz 4. L'an neau supérieur 5 est relié par des rayons conçus en pales de soufflante axiale à un arbre 9, qui est entraia en rotation, en même temps que les électrodes de précipitation 2, au moyen d'un moteur 10. L'espace intérieur à l'enveloppe 3 estlimité intérieurement par les électrodes de précipitation 2, présente à sa partie supérieure des éléments laveurs (non représentés) et à sa partie inférieure une sortie de liquide 11 étanche aux gaz. Les électrodes de précipitation 2 s'étendent en direction du courant gazeux et le long de l'enveloppe 3 elles délimitent par leur partie située au-dessus de l'envelop- pe 3 la paroi intérieure d'une chambre 12 formant au-dessus de cette enveloppe un second espace et délimitée vers l'extérieur par une enveloppe cylindrique 13, cette dernière étant. reliée à l'enveloppe 3, et présentant une sortie propre 14 débouchant dans la chambre. Vers le bas la chambre 12 est délimitée par une paroi supérieure plane annulaire 15 tandis que vers le haut elle est séparée de la sortie 16 de l'épurateur par une cloison intermé diaire 17 également plane et annulaire, sur lo pourtour intérieur de laquelle sont montées des aubes directrices 18 coopérant avec les pales 8. Le corps cylindrique, porteur des électrodes d'écoulement 1, peut être creux et pourvu d'une cloison intermédiaire 19. L'espace ce situé au-dessous de cette cloison 19 communique d'une part avec l'espace intermédiaire compris entre les électrodes d'écoulement 1 et les électrodes de précipitation 2 (par des ouvertures 20) et d'autre part avec un canal 21 qui passe dans l'entrée de gaz et qui peut être mis en communication avec la sortie 14 de la chambre 12. Ce corps cylindrique et les électrodes d'écoulement 1 sont séparés du reste de l'épurateur par un isolateur annulaire 22. Lors du fonctiornement de l'épurateur, le gaz à débarrasser des particules en suspension est amené à partir de l'entrée 4 dans l'espace intermédiaire compris entre les électrodes d'écoulement 1, et les électrodes de précipitation 2, et une certaine tension est appliquée entre ces électrodes, les électrodes de précipitation ayant été animées d'une rotation rapide par le moteur 10. Quand le gaz passe dans l'espace intermédiaire ci-dessus, il est ionisé par une décharge corona des électrodes d'écoulement 1 et les particules en suspension dans le gaz sont alors chargées de telle sorte qu'elles sont attirées par les électrodes de précipitation 2 et s'y déposent. En raison de la rotation rapide des électrodes 2, une énergie cinétique est imprimée aux particules ainsi séparées du gaz, et celles-ci sont projetées par la force centrifuge à partir des électrodes 2 dans 11 espace à l'intérieur de l'enveloppe 3, où elles sont entraînées par le liquide de lavage des éléments pour espace laveurs montés dans cet espace,uivre e iquide dans la sortie 11 étanche aux gaz. Le gaz débarrassé de ses particules en suspension sort par la sortie 16 pour être envoyé au lieu voulu d'utilisation. Comme le niveau de la charge des particules est directement llé à leur grosseur, les particules relativement fines du courant gazeux traversant l'épurateur migrent vers les électrodes de précipitation 2 plus lentement que les particules relabivement grosses. il en résulte que la iajeure partie des particules fines qui ne sont pas séparées du gaz par l'épurateur, se rassemble juste avant la sortie 16 de l'épurateur, dans la région située immédiatement à l'intérieur des électrodes 2, c'est-à-dire dans la partie périphérique du courant gazeux à l'endroit où il sort de l'épurateur.On peut donc suivant l'invention obtenir une amélioration notable du degré d'épuration en empêchant la fraction du courant gazeux qui passe immédiatement le long de la partie supérieure des électrodes 2 d'atteindre la sortie 16, en le dirigeant au contraire vers une sortie spéciale, pour la faire entrer dans la chambre 12, par exemple en passant à travers les électrodes de précipitation ?, et la faire sortir ensuite par la sortie 14. Le courant gazeux passant par la sortie IL; peut être rame-né au canal 21 débouchant à l'intérieur des électrodes d'écoulement 1, puis conduit à passer à travers ces électrodes et à travers les ouvertures 20 pour entrer dans l'espace intermédiaire compris entre électrodes 1 et électrodes 2. A la traversée des électrodes d'écoulement 1, se produit une charge énergique des particules fines en suspension dans le gaz augmentant ainsi la probabilité que les particules fines, lors de leur recyclage dans ltépurateur se déposent sur la partie des électrodes de précipitation 2 intérieure à l'enveloppe 3. De cette façon, le degré d'extraction totale de l'épurateur de gaz est considérablement accru. Pour accroître encore davantage le degré d'extraction, on peut opportunément diviser les électrodes d'écoulement 1 en deux sections, séparées l'une de l'autre en direction du courant gazeux, isolées l'une de l'autre et auxquelles sont appliquées des tensions croissantes dans le sens du courant gazeux. Les électrodes d'écoulement de la section la plus proche de l'entrée 4 sont alors con çues de façon à réaliser une charge aussi élevée que possible des particules en suspension dans le courant gazeux passant, charge obtenue par la décharge corona provenant de ces électrodes. Les électrodes d'écoulement de la seconde section sont par contre conçues de façon à ne pas donner ae décharge co:rona et on peut leur appliquer une tension pllls élevée par rapport à celle a"élez- trodes de précipitation. Aux mêmes fins on peut disposer, à liintérieur de la partie des électrodes 2 délimitant la chambre 12, une collerette tronconique 23 allant en s'élargissant dans le sens du courant gazeux pour diriger sur la chambre 12 et la sortie 14 de celle-ci la fraction du courant gazeux passant au voisinage des électrodes 2. Pour bien faire cette collerette tronconique est isolante et à bords bien arrondis. On peut en outre disposer, à l'intérieur de la partie des électrodes de précipitation 2 délimitant la chambre 12, des dis tibuteurs de liquide pour entretenir un rideau finement divisé de liquide en vis-à-vis de cette partie des électrodes 2. Cette humidification peut aussi avoir lieu en d'autres endroits, et lors du recyclage du gaz cette humidification a pour effet de faciliter la charge des particules, de forte résistivité en suspension dans le gaz. Le gaz conduit de la sortie 14 au canal 21 peut alors passer à travers un condensateur permettant d' obte- nir une autre séparation des particules les plus fines. Le recyclage du courant gazeux à partir de la sortie 14 permet aussi d'agglomérer les particules les plus fines, de-façon à faciliter leur séparation au cours de leur seconde traversée de l'épurateur. La sortie 14 peut aussi être reliée à un autre épurateur conçu spécialement pour l'extraction des particules relativement fines. En disposant d'autres chambres 12, on peut aussi arriver à fractionner les particules en suspension dans le courant gazeux. Les électrodes d'écoulement 1 peuvent aussi être montées rotatives. On peut de cette façon chasser des électrodes d'écoulement les particules qui se sont chargées positivement dans la décharge corona et sont par conséquent attirées par les électrodes négatives d'écoulement. Ce phénomène ne se produit que dans la couche de courant gazeux la plus proche des électrodes d'écoulement et peut dans une certaine mesure être empêclié en dirigeant quelque peu le courant gazeux venant de l'entrée vers les électrodes de précipitation par une forme appropriée de ltentrée 4 et/ou des ouvertures 20. Bien entendu la forme de réalisation suivant 1i nvention ainsi décrite et représentée, n'a été donnée qu'à titre d'exemple et ne salirait être considérée comme limitative. C'est ainsi gu'en restant dans le cadre de l'invention, on décrira ci-après une variante inté- ressante de la forme précédente de réalisation.Suivait cette va riante, les électrodes dç cipitation 2 sont moisées et entrai- nées à leur partie la plus proche de l'entrée 4 du courant gazeux et s'élèvent à peu près sur la même hauteur que les électrodes d'é coulement 1. Dans ces conditions,les rayons 8, l'arbre 9, le mo teur 10 et les aubes directrices 18 n'existent plus. L'anneau 23 peut alors être monté sur la cloison intermédiaire 17 ou de toute autre façon convenable, et constituer un moyen pour diriger pres de la sortie de l'épurateur, la fraction périphérique du courant gazeux vers la sortie 14, qui dans ce cas peut, ainsi que la cham bre 12, être conçue de façon différente de celle représentée au dessin.Dans ce cas l'anneau 23 n'a pas besoin d'être en une ma tièreisolante, mais peut être électriquement conducteur et se voir appliquer une tension appropriée et/ou être en une matière nagnétique ou aimantable, auquel cas on utilise également un champ magnétique pour la séparation des particules. La suppression dans cette variante des élemente cités ci dessus vise évidemment à ce que les particules -passant dans l'es- pace étroit compris entre électrodes 1 et électrodes 2 ne pren nent un écoulement turbulent, c'est-à-dire que celles de ces parti cules qui, après la traversée cet espace étroit, arrivent à se trouver dans la partie périphérique du courant gazeux, sont bien conduites par les éléments déflecteurs vers la sortie spéciale qui leur est affectée. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Epurateur de gaz-du type électro-filtre comportant, électriquement isolées les unes des autres, des électrodes d'éécoulement et des électrodes de précipitation auxquelles est appliquée une tension, pour que les particules en suspension dans un courant gazeux, passant entre ces électrodes soient amenées à se déplacer vers les électrodes de précipitation et à s'y déposer, les électrodes de précipitation étant montées coaxialement autour des électrodes d'écoulement et de façon à pouvoir tourner autour de celles-ci d'un mouvement rapide, délimitant, par leurs faces tournées du côté opposé aux électrodes d'écoulement, un espace extérieur fermé de façon étanche aux gaz par une enveloppe extérieure, grâce à quoi les particules déposées sur les électrodes de précipitation se voient imprimer une énergie cinétique telle qu'elles sont projetées par la force centrifuge dans ledit espace extérieur, caractérisé par le fait que l'espace intermédiaire annulaire compris entre les électrodes d'écoulement (1) et les électrodes de précipitation (2) présente, en direction du courant gazeux un prolongement sur le pourtour duquel sont disposés des moyens pour dériver radialement vers l'extérieur la fraction périphérique du courant gazeux vers une sortie spéciale (14). 2.- Epurateur de gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les électrodes de précipitation (2) s'élèvent en direction du courant gazeux passant entre les électrodes d'écoulement (1) et les électrodes de précipitation (2) au-delà de I'espace extérieur fermé par l'enveloppe 3 et délimitent au moins un second espace extérieur 12 auquel se raccorde la sortie 14 pour dériver la fraction du courant gazeux passant près de cette partie prolongée des électrodes de précipitation (2). 3.- Epurateur de gaz selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'à la sortie (14) est relié un canal (21) permettant de recycler le courant gazeux y passant dans l'espace intermédiaire compris entre les électrodes d'écoulement (1) et les électrodes de précipitation (2). 4.- Epurateur de gaz selon lalEvendication 3jcaractérisd par le fait que le canal (21) débouche dans l'espace intérieur aux électrodes d'écoulement (1) et plus précisément dans la par tie de celui-ci la plus proche de l'entrée (4)de l'épurateur, rour conduire le courant gazeux venant de la sortie (14) à traverser les électrodes d'écoulement (1) pour entrer dans l'espace intermédiaire compris entre électrodes d'écoulement (1) et de précipitation (2). 5.- Epurateur de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les électrodes d'écoulement (1) sont divisées en sections, séparées l'une de l'autre en direction du courant gazeux, isolées l'une de l'autre et se trouvent soumises à des tensions croissantes dans le sens du cou rant gazeux. 6.- Epurateur de gaz selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'une collerette tronconique (23) disposée dans l'espace intérieur à la partie supérieure des électrodes de précipitation (2) délimitant le second espace extérieur (12), de façon à aller en s'élargissant dans le sens du courant gazeux, cela de façon à dériver vers ce second espace la fraction du courant gazeux passant au voisinage des électrodes de précipitation (2). 7.- Epurateur de gaz selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'il est pourvu en outre de distributeurs de liquide disposés dans l'espace intérieur à la partie supérieure des électrodes de précipitation (2) délimitant le second espace extérieur (12), cela de fagon à entretenir en vis-à-vis de la dite partie supérieure de ces électrodes (2) un rideau de liquide finement divisé. 8.- Epurateur de gaz selon l'une quelconque des revendications 1-à 7, caractérisé par le fait que les électrodes d'écoulement (1) sont également montées rotatives.