Brevet FR2290940A1 — publié le 19760611

La présente invention concerne un dispositif collecteur de poussière pour séparer la poussière d'un gaz brut. Des collecteurs de poussière à lits formés de matière en particules ont été utilisés avec des séparateurs du type cyclone entre un distributeur de gaz brut et les collecteurs pour séparer les particules de poussière les plus grosses du gaz brut ou sale avant le passage du gaz à travers la matière en particules du collecteur. Pendant le balayage par circulation inverse pendant lequel le courant de gaz est établi travers le séparateur cyclone a partir du conduit axial vers le conduit tangentiel, il n'y a pas de mouvement tourbillonnaire, ou très peu, et une grande partie de la poussière est entraînée dans le conduit d'alimentation en gaz brut ou sale, d'où il résulte une surcharge des lits de filtration. Ce type d'appareil est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 594 991. La présente invention a pour objet un dispositif collecteur de poussière comportant un séparateur du type cyclone et un collecteur de poussière à lit de particules. Conformément à l'invention, un filtre de poussière à lit de particules et un séparateur du type cyclope sont combinés de façon que le conduit axial du séparateur soit raccordé à l'aiisentation en gaz sale et que le conduit tangentiel du séparateur soit raccordé à la chambre d'entrée du filtre de poussière à lit de particules. Avec cette coabinaison le gaz brut, c'est-à-dire le gaz sale ou chargé de poussière, passe de la source d'alimentation en gaz brut travers le conduit axial vers l'intérieur du cyclone, et ensuite directement a travers le conduit tangentiel vers la chambre du filtre contenant le lit de matière en particules. Pendant le nettoyage ou la régénération du lit du filtre, un gaz de balayage en sens inverse entraînant les agrégats de particules de poussière partir du lit du filtre, pénètre dans le séparateur du type cyclone à travers le conduit tangentiel en provoquant un écoulement tourbillonnaire pour la séparation centrifuge des agrégats de poussière avant que le gaz sorte à travers le conduit axial vers la source d'alimentation en gaz brut et ensuite vers un autre filtre. Le rendement supérieur de captation de la poussière obtenu avec cet arrangement par comparaison au dtspositifdécrit dans le brevet des Etats-Unis d'haérique n0 3 594 991 précité est estimé résulter du fait que les particules petites de poussière sont difficiles a séparer dans les séparateurs du type cyclone, et par suite passent facilement a travers le cyclone vers le lit de filtration. Dans le lit, les particules de poussière se déposent sur la matière en particules et les unes sur les autres en formant des agrégats. Pendant le balayage inverse, les agrégats ayant des dimensions permettant la séparation centrifuge à partir du courant gazeux sont séparés par effet tourbillonnaire dans le cyclone. Dans le dispositif du brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 594 991 précité, une grande partie de cet agrégat est entraînée vers le bas vers l'entrée axiale et ensuite est entraînée pour balayer les surfaces latérales du cyclone pour sortir avec le gaz de balayage a travers le conduit tangentiel vers la source d'alimentation en gaz brut pour alimenter d'autres groupes du dispositif, chacun comportant un cyclone et un lit de filtration. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée a titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - là figure 1 représente schématiquement un dispositif selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, avec indication des écoulements pendant la filtration et pendant le balayage par écoulement inverse - la figure 2 est une vue en élévation latérale d'un dispositif collecteur de poussière sel-on un mode de mise en oeuvre de l'invention; et - la# figure 3 est une vue en élévation par l'une des extrémités du dispositif de la figure 2. Dans un dispositif collecteur de poussière selon l'invention, dont un groupe est représenté schématiquement sur la figure 1, le gaz sale ou chargé de poussière, c'est-à-dire le gaz brut arrivant par un distributeur 1 passe de la façon indiquée par la flèche F à travers un conduit 2 dont une extrémité pénètre axialement dans le cyclone 3. A partir de l'extrémité du conduit 2, le gaz chargé de poussière remonte dans le cyclone 3 pour sortir a travers un conduit tangentiel 4 vers la chambre supérieure 5 d'un collecteur de poussière 6. Une cloison poreuse 7 divise le récipient du collecteur de poussière 6 en chambre supérieure 5 et chambre inférieure 8, et cette paroi poreuse supporte un lit de matière de filtration 9.Le gaz traverse vers le bas le lit 9 et ensuite traverse la chambre 8 et un conduit 10 vers une vanne ll qui connecte sélectivement le conduit 10 soit à un conduit de sortie d'air propre 12, soit à un conduit 13 muni d'une soufflante 14 qui aspire de l'air de balayage inverse B à partir de l'atmosphère a travers le conduit 15. L'air nettoyé est évacué du système par une soufflante 16. Pendant le fonctionnement pour la filtration, la poussière contenue dans le gaz à nettoyer est collectée-sur les surfaces de la matière en particules formant le lit 9. Il peut être considéré que la poussière se dépose d'abord sur les particules du lit et qu'ensuite d'autres particules de poussière se déposent sur les particules de poussière déjà collectées jusqu'à la formation d'un agrégat de poussière sur le lit. A ce moment, la chute de pression pour un débit d'air donné augmente et l'agrégat ou couche de poussière doit etre enlevé. Cela est obtenu par une agitation modérée du lit avec un râteau à souvement lent 17 entraîné par un moteur pendant que le gaz de balayage est refoulé à travers le lit. L'air de balayage est tiré de l'atmosphère, ou-du gaz propre sortant de la soufflante 16 si le dispositif est utilisé pour nettoyer un gaz chaud. Le gaz de balayage passe à partir de la soufflante 14 à travers le conduit 13, la vanne ll, le conduit 10 et la chambre 8 partir de laquelle il remonte à travers le lit 9 avec une vitesse juste suffisante pour entratiier la poussière agglomérée décollée du milieu de filtration par l'action du râteau rotatif et pour entraîner les petits agrégats de poussière vers le cyclone 3. Comme le gaz de balayage pénètre à travers le conduit tangentiel t il établit un tourbillon qui entraîne les agrégats ou poussière aggloi#rée vers la paroi du séparateur, et le gaz sort du séparateur cyclone a travers le conduit axial 2 raccordé au distributeur de gaz sale 1.Le gaz de balayage inverse se mélange au gaz sale dans le collecteur 1 pour le nettoyage dans un autre groupe du dispositif collecteur de poussière. La poussière agglomérée séparée du gaz de balayage inverse tombe à travers un conduit de sortie 3a du dispositif pour etre collectée par un transporteur à vis ou un autre dispositif de rejet des solides. En utilisant un cyclone pour séparer la poussière agglomérée du gaz de balayage, la quantité de poussière recyclée d'un groupe de filtration à un autre est minimisée. Ainsi qu'il est bien connu, les séparateurs du type cyclone ne sont pas efficaces pour la poussière fine trouvée dans la décharge des fours à chaux, des fours à ciment et autres. Cependant, en utilisant un cyclone linédiatement à côté de la chambre supérieure du récipient de filtration pour agir sur le gaz de balayage inverse plutôt que sur le gaz à nettoyer, l'agrégat de filtration est cueilli lorsqu'il est enlevé du lit de particules, et un faible pourcentage seulement de la poussière est renvoyé au distributeur de gaz sale. Dans le dispositif selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 594 991 précité (avec un séparateur du type cyclone agissant sur le gaz brut au lieu d'agir sur le gaz de balayage inverse), dans le cas de certains types de poussière un pourcentage important de poussière collectée sur un lit de filtration en particules est renvoyé au distributeur de gaz sale, et ensuite est recyclé vers d'autres lits de filtration. En inversant le fonctionnement du cyclone (le séparateur du type cyclone agissant sur les agglomérés entraînés par le gaz de balayage inverse au lieu d'agir sur le gaz brut) un faible pourcentage seulement est recyclé vers les autres groupes pour collecter de la poussière supplémentaire.Cette inversion du mode de fonctionnement permet de collecter jusqu'à 90 5 d'agrégats avec seulement 10 de recyclage des agrégats vers le distributeur de gaz brut. Les figures 2 et 3 représentent un mode de réalisation préféré d'un dispositif complet ayant plusieurs groupes. te gaz brut ou chargé de poussière devant être nettoyé passe à travers un ensemble de cyclones 20 quand il y a une quantité appréciable de particules de poussière de grandes dimensions dans# le gaz brut. L'ensemble de cyclones 20 est un ensemble de séparateurs du type cyclone combinés pour fonctionner en parallèle avec sortie du gaz dans un conduit commun 21 et sortie des solides à travers une sortie 22 orientée vers le bas vers un transporteur de solides 23. Le conduit de sortie 21 de l'ensemble de cyclones 20, ou de la source de gaz brut si l'ensemble de cyclones n'est pas nécessaire, est raccordé à un distributeur de gaz brut 24 (figure 3) qui est situé entre deux rangées de groupes de filtration, chaque groupe comportant un cyclone supérieur 25 et un cyclone inférieur 26. Des conduits 27 et 28 font cosmuniquer le distributeur 24 avec les conduits axiaux des cyclones. Chaque groupe de filtration comporte aussi un récipient 30 ayant deux lits de filtration. Chaque cyclone supérieur 25 comporte un conduit tangentiel 31 raccordé à une chambre supérieure 32 du récipient au-dessus d'un lit supérieur de filtration 33. De façon analogue, chaque cyclone inférieur 26 comporte un conduit tangentiel 34 raccordé à une chambre 25 située au-dessus d'un lit inférieur de filtration 36. Les chambres 37 et 38 situées en dessous des lits de filtration sont reliées individuellement par des conduits 40 à des vannes 39 disposées en une rangée en dessous des récipients, un conduit existant pour chaque chambre et sa vanne. Les vannes raccordent sélectivement les conduits 40 traversés par l'air nettoyé provenant des filtres soit vers un collecteur de gaz propre 41, soit vers un conduit d'alimentation en air de balayage inverse qui est alimenté en air sous pression. Des râteaux (non représentés) sont montés pour chaque lit de filtration. Les deux râteaux de chaque récipient sont entraînés par un même moteur monté sur la partie supérieure du récipient. La matière A ltétat solide (poussière agglomérée > etc.) séparée dans les cyclones est déchargée à travers des vannes basculantes 43 dans un système transporteur 44 qui collecte les solides avant leur rejet. De façon analogue, toute poussière se déposant dans le distributeur de gaz brut 24 est déchargée vers le d#sp#tif transporteur à travers des vannes basculantes 45. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures 2 et 3, les collecteurs de gaz propre 41 sont raccordés à l'entrée d'au soins une soufflante qui aspire le gaz à travers le système. De plus, des conduits pour le gaz de balayage 42 sont normalement reliés à la sortie d'une ou plusieurs soufflantes pour maintenir la pression nécessaire pour le nettoyage par balayage inverse des lits de filtration. Pour le fonctionnement normal, les lits de filtration d'un des récipients fonctionnent pour le nettoyage par balayage inverse tandis que les autres groupes fonctionnent pour la filtration. Comme les deux râteaux d'un récipient sont entraînés par un que moteur et cosse les râteaux doivent rester immobiles pendant la filtration, il est désirable de nettoyer par balayage inverse les deux lits d'un récipient en temps. Des conduits séparés sont utilisés à partir des vannes pour établir un courant de balayage inverse vers chaque lit. Dès qu'un groupe a été nettoyé par balayage inverse, il est ramené au fonctionnement de filtration et un autre groupe est nettoyé par balayage inverse. Cela peut avoir lieu avec un programme par lequel les intervalles de temps sont réglés en fonction des caractéristiques de la poussière et de la charge de poussière. Deux conduits de balayage inverse sont représ-entés en dessous de chaque rangée de groupes pour éviter un déséquilibre possible et un balayage inverse inégal, et ces deux conduits sont munis de soufflantes séparées, les chambres supérieures étant connectées à l'un des conduits et les chambres inférieures à l'autre conduit. Comme il est montré sur les figures 2 et 3, les diamètres des cyclones sont bien inférieurs à ceux des lits de filtration associés contrairement au cas dudispomuf décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 594 911 précité suivant lequel le lit de filtration et le cyclone ont d'une façon générale le même diamètre. Le petit diamètre des cyclones permet un rendement supérieur de séparation sans nécessiter des débits importants de gaz qui briseraient les agglomérés de poussière avant qu'ils puissent être séparés. Pour des performances optimales, la vitesse de l'air de balayage inverse à travers le lit de filtration doit être juste suffisante pour entraîner la poussière agglomérée, et par un choix convenable de la dimension du cyclone, la vitesse doit êtresuffisaroment élevée dans le cyclone pour la séparation centrifuge de cette poussière en empêchant son retour vers le distributeur de gaz brut. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut etre mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif collecteur de poussière pour séparer la poussière d'un gaz brut d'une source donnée, caractérisé par un récipient de filtre comportant un enveloppe d'une façon générale fermée ayant une entrée pour le gaz brut et une sortie pour le gaz nettoyé, cette entrée et cette sortie étant espacés, au moins un support perméable au gaz à l'intérieur de cette enveloppe et divisant l'intérieur de l'enveloppe en une première chambre pour le gaz brut cosuniquant avec l'entrée pour le gaz brut et une seconde chambre pour le gaz propre cnmouniqusnt avec la sortie pour le gaz propre, un lit de matière de filtration en particules disposé sur le support perméable pour filtrer le gaz passant de la première chambre à la seconde chambre, cette matière de filtration en particules devant être nettoyée par un courant de gaz allant da la seconde chambre à la première chambre, un dispositif séparateur de poussière du type cyclone comportant une entrée tangentielle raccordée à l'entrée pour le gaz brut de la première chambre du récipient et une entrée axiale, un conduit d'alimentation en gaz brut raccordé à la source de gaz brut et à l'entrée axiale du cyclone, une source de gaz de balayage inverse devant; être envoyé dans la seconde chambre du récipient pour traverser le récipient à partir de la seconde chambre vers la première chambre et pour passer sur un trajet tourbillonnaire à travers le cyclone de l'entrée tangentielle la sortie axiale, et une vanne pour permettre alternativement le passage du gaz propre partir de la seconde chambre et le passage du gaz de balayage inverse partir de la source de gaz de balayage inverse vers la seconde chambre afin que ce gaz de balayage traverse le support perméable vers la première chambre et sorte de cette première chambre à travers l'entrée pour le gaz brut de cette chambre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un conduit distributeur alimentant plusieurs séparateurs du type cyclone associés W plusieurs récipients de filtration et adaptés pour recevoir le gaz de balayage inverse propre provenant du cyclone. 3. Dispositif selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support perméable au gaz est une cloison poreuse disposée horizontalement séparant les chambres du récipient de filtration et supportant le lit de matière de filtration en particules. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par un dispositif mécanique pour agiter; le lit de filtration pendant le passage du gaz de balayage inverse à travers ce lit de matière en particules. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient de filtration comporte plusieurs cloisons perméables au gaz définissant plusieurs premières chambres et plusieurs secondes chambres avec une cloison perméable séparant chaque jeu constitué par une première chambre et une seconde chambre.