Brevet FR2373321A1 — publié le 19780707

La présente invention concerne un procédé de filtrage d'un gaz issu d'une enceinte de traitement dans laquelle prennent naissance de très fines particules solides, microniques ou submicroniques, ce procédé mettant en oeuvre un filtre à poches ou à manches dont les parois en tissu filtrant sont traversées pa r ledit 9 a z , c e filtre comportant une entrée pour le gaz à filtrer, une sortie pour le gaz épuré et une trémie de réception des poussières qui tombent des surfaces des poches ou manches après secouage ou soufflage de celles-ci à contre-courant, et d ' où les poussières peuvent être évacuées. Pour filtrer, avant son évacuation à l'atmosphère, un gaz chargé de très fines particules solides, d'une granulométrie de l'ordre de O,G1 à 5) , on s'est heurté, jusqu'à présent, à de graves difficultés, notamment lorsque l'on désire utiliser, en particulier pour des raisons d'ordre économique, des filtres à poches ou à manches classiques, en tissu filtrant ; en effet, l'encrassement et le colmatage rapides et en profondeur du tissu obligent à procéder à des remplacements fréquents des parois filtrantes, pour éviter une augmentation trop considérable de la perte de charge dans le filtre. Cela constitue évidemment un grave inconvénient. Le but de la présente invention est de remédier à ces difficultés et, pour ce faire, un procédé conforme à l'invention, du type défini au début, est caractérisé en ce qu'avant le début dudit traitement, on injecte, en aval d'un col de convergent-divergent disposé dans une conduite reliant l'enceinte à ladite entrée, des particules solides auxiliaires notablement plus grosses que lesdites très fines particules, de sorte qu'elles parviennent sur le s d i t e s s u r f a c e s des poches ou manches en y constituant une pré-couche filtrante, l'injection desdites particules auxiliaires commençant avant que le gaz s'écoulant dans la conduite ne soit chargé de très fines particules et étant ensuite maintenue, éventuellement de façon intermittente, pendant le déroulement dudit traitement, et en ce que les poussières issues de la trémie sont pour une partie recyclées en aval dudit col du convergent-divergent, l'autre partie étant évacuée. Les particules auxiliaires plus grosses constituerot ainsi sur les parois filtrantes, et dès avant que les très fines particules n'y parviennent, une sorte de pré-couche filtrante retardant considérablement l'encrassement et le colmatage de ces parois, en arrêtant la majeure partie des très fines particules, et ceci sans augmenter notablement la perte de charge. En outre, les particules auxiliaires constitueront pour les particules très fines des sortes de supports sur lesquels ces particules très fines pourront s'agglomérer et constituer des particules encore plus grosses que les particules auxiliaires initiales. Le recyclage partiel, dans la conduite précitée, des poussières issues de la trémie du filtre, favorisera en outre l'agglomération des très fines particules et permettra de réaliser une économie sur l'apport des particules auxiliaires plus grosses, puisque celles-ci pourront parcourir plusieurs cycles avant d'être évacuées. Conformément à l'invention, on prévoit avantageusement que lesdites particules auxiliaires sont en la même matière que lesdites très fines particules et ont une granulométrie comprise entre environ 10 g et environ 809. Avantageuseme-nt, par ailleurs, on commande l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite en fonction du niveau des poussières dans la trémie. En particulier, on pourra par exemple prévoir que l'on commande de façon intermittente l'a née des particules auxiliaires dans la conduite au plus tard lorsque la hauteur des poussières dans la trémie atteint un niveau inférieur prédéterminé et/ou en fonction des séquences de commande fournies par une horloge, et que l'on interrompt l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite au plus tard lorsque la hauteur des poussières dans la trémie atteint un niveau supérieur prédéterminé. En variante, on peut également envisager de commander l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite en fonction du débit du gaz épuré issu du filtre, de sorte à augmenter le débit moyen des particules lorsque le débit du gaz épuré diminue et inversement. Une application particulièrement intéressante de l'invention, mais bien entendu non limitative, peut consister en ce que ladite enceinte de traitement est une enceinte dans laquelle on effectue une opération de décriquage au chalumeau, lesdites très fines particules solides étant constituées par des oxydes de fer. Une installation permettant la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention est décrite ci-dessous à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence à la- figure unique du dessin annexé, qui représente schématiquement une telle installation. Il peut s'agir par exemple d'une installation de filtrage d'un courant gazeux G issu d'une enceinte de traitement 1 dans laquelle on procède à un décriquage de lingots d'acier au chalumeau, ou à une opération d'oxy- coupage de tôles,de telles opérations donnant naissance à de très fines particules d'oxydes de fer, dont la granulométrie peut s'étendre approximativement dans une plage allant de 0,01 # à 5 #; l'installation a bien entendu pour but de permettre l'évacuation du courant gazeux G dans l'atmosphère, sous la forme d'un courant gazeux G' épuré, c'est-à-dire débarrassé de ces très fines particules, ceci avec une perte de charge aussi réduite que possible. A cette fin, on peut utiliser, de façon connue, un filtre 2 poches ou manches (non représentées), dont les parois, en tissu filtrant, sont traversées par le courant gazeux à dépoussiérer, un s y s t è me de secouage ou de soufflage à contre-courant, également classique, étant prévu pour faire tomber périodiquement, dans une trémie réceptrice 3, les poussières accumulées sur les parois extérieures des éléments filtrants. Sur la figure, on a référencé en 4 l'entrée du gaz à dépoussiérer, en 5 la sortie du gaz épuré, en 6 un ventilateur d'aspiration, et en 7 une conduite d'évacuation des poussières hors de la trémie 3 et pourvue d'une vanne 8. Conformément à l'invention, l'entrée 4 du filtre 2 est reliée à l'enceinte de traitement 1 par une conduite verticale 9 pourvue d'un convergent-divergent 10-11 dont le col a été référencé en 12. Légèrement en aval du col 12 débouche une conduite inclinée 13 pourvue d'une vanne 14 et reliée à la sortie d'un réservoir 15 contenant des particules (auxiliaires) d'oxydes de fer, d'une granulométrie comprise entre environ 10 # et 80 #. Par ailleurs, sur le fond de la trémie 3 est branchée une autre conduite d'évacuation 16 (ou conduite de recyclage) communiquant également avec la conduite 9, légèrement en aval du col 12. Avec cet agencement, on conçoit, en supposant la vanne 14 ouverte, que le courant gazeux G aspiré dans la conduite 9 entraînera vers le haut, jusqu'au filtre 2, les particules auxiliaires provenant du réservoir 15 ; ces particules constitueront alors, sur les parois extérieures des éléments filtrants, une pré-couche filtrante poreuse. Ainsi, lorsque, le traitement de décriquage dans l'enceinte 1 ayant commencé, le courant gazeux G sera chargé de très fines particules d'oxydes de fer, ces particules seront arrêtées en majeure partie par cette pré-couche filtrante, et l'encrassement ou colmatage du tissu filtra#nt sera grandement ralenti. Le débit d'évacuation déterminé par le réglage de la vanne 8 étant tel qu'une grande partie des poussières tombées dans la trémie 3 soit recyclée vers le filtre par les conduites 16 et 9, il ne sera pas nécessaire de maintenir un débit important pour les particules auxiliaires fraîches. L'écoulement des particules auxiliaires fraîches tombant par la conduite 13 pourra même être intermittent, par commandes alternées de l'ouverture et de la fermeture de la vanne 14. On pourra par exemple effectuer ces commandes en fonction du niveau atteint par les poussières dans la trémie 3. Pour ce faire, on peut par exemple disposer dans la trémie deux détecteurs de niveau 17 et 18 reliés à un régulateur 19 dont la sortie 20 est reliée à la vanne 14. Ainsi, le régulateur 19 pourra fournir à la vanne 14 un signal d'ouverture au plus tard lorsque le détecteur 18 aura constaté que la hauteur des poussières dans la trémie a atteint le niveau bas 21, et un signal de fermeture au plus tard lorsque le détecteur 17 aura constaté que la hauteur des poussières a atteint le niveau haut 22. Cette disposition permet de limiter la dépense en particules auxiliaires. Bien entendu, la sortie 20 du régulateur pourra aussi être reliée à la vanne 8 pour commander son ouverture et sa fermeture, respectivement lorsque les niveaux 22 et 21 seront atteints. Dans une variante, on peut aussi envisager de relier la sortie 20 du régulateur 19 à la vanne 14 par l'intermédiaire d'un circuit logique 23 dont l'autre entrée est reliée à une horloge 24. Ainsi, l'ouverture et la fermeture de la vanne 14 pourront être commandées en tenant compte non seule ment du niveau des poussières -dans la trémie 3, mais aussi des signaux séquentiels fournis parl'horloge, pour limiter la fréquence des injections de particules auxiliaires fraîches dans la conduite 9. On pourrait aussi envisager de commander la vanne 14 en fonction du débit du gaz épuré dans la conduite de sortie 5 du filtre. Par exemple, une diminution de ce débit indiquera un début de colmatage, et l'on provoquera alors l'ouverture de la vanne 14 pour un apport supplémentaire de particules auxiliaires, jusqu's ce que le débit de gaz épuré redevienne normal. Bien entendu, il ne s'agit là que de dispositions de réglage auxiliaires de l'invention et nullement limitatives. L'invention consiste en effet, pour l'essentiel, en le recyclage des poussières issues du filtre et en l'aYport, dans le courant gazeux issu de l'enceinte de traitement, de particules solides auxiliaires constituant, sur les parois extérieures des éléments filtrants, une pré-couche filtrante poreuse, l'apport de ces particules auxiliaires étant effectué dans ledit courant gazeux dès avant le début du traitement, c'est-à-dire avant que ce courant ne soit chargé de très fines particules.Cet apport se poursuivra après, pendant toute la durée du traitement, éventuellement de façon intermittente, et les particules auxiliaires auront donc l'avantage supplémentaire de créer pour les très fines particules des bases facilitant leur agglomération, ce qui diminuera encore la vitesse de colmatage. Il va de soi que #pour la mise en oeuvre de ces dispositions générales de l'invention, on pourrait prévoir une alimentation continue, sous débit relativement faible, des particules auxilaires, et également prévoir une évacuation continue, par la conduite 7, d'une partie des poussières tombées dans la trémie 3, avec tous systèmes appropriés de régulation de ces débits. Comme il va de soi,et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de filtrage d'un gaz issu d'une enceinte de traitement dans laquelle prennent naissance de très fines particules solides, microniques ou submicroniques, ce procédé mettant en oeuvre un filtre à poches ou à manches dont les parois en tissu f i l t r a n t s o n t t r a v e r s ,' e W par ledit gaz, ce filtre comportant une entrée pour le gaz à filtrer, une sortie pour le gaz épuré, et une trémie de réception des poussières qui tombent des surfaces des poches cu manches après secouage ou soufflage de celles-ci à contre-courant, et d'où les poussières peuvent entre évacuées, caractérisé en ce qu'avant le début dudit traitement, on injecte, en aval d'un col de convergent-divergent disposé dans une conduite reliant l'enceinte à ladite entrée, des particules solides auxiliaires notablement plus grosses que lesdites très fines particules, de sorte qu'elles parviennent sur lesdites surfaces extérieures des poches ou manches en y constituant une pré-couche filtrante, l'injection desdites particules auxiliaires commençant avant que le gaz s'écoulant dans la conduite ne soit chargé de très fines particules et étant ensuite maintenue, éventuellement de façon intermittente > pendant le déroulement dudit traitement, et en ce que les poussières issues de la trémie sont pour une partie importante recyclées en aval dudit col du converoent-divergent, l'autre partie étant évacuée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules auxiliaires sont en la meme matière que lesdites très fines particules et ont une granulométrie comprise~ entre environ 10t et environ SO#f 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on commande l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite en fonction du niveau des poussières dans la trémie. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lton commande de façon intermittente l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite au plus tard lorsque la hauteur des poussières dans la trémie atteint un niveau inférieur prédéterminé et/ou en fonction des séquences de commande fournies par une horloge. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'on interrompt l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite au plus tard lorsque la hauteur des poussières dans la trémie atteint un niveau supérieur prédéterminé. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on commande l'amenée des particules auxiliaires dans la conduite en fonction du débit du gaz épuré issu du filtre, de sorte à augmenter le débit moyen des particules lorsque le-débit du gaz épuré diminue et inversement. 7. Procédé selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enceinte de traitement est une enceinte dans laquelle on effectue une opération qe décriquage au chalumeau, ou une opération d'oxycoupage, lesdites très fines particules solides étant constituées par des oxydes de fer.