Brevet FR2407027A1 — publié le 19790525

La présente invention concerne un procédé de dépoussiérage de particules, visant à obtenir la séparation entre des particules et des poussières beaucoup plus fines, accrochées sur les particules. Celles-ci peuvent être notamment des particules d'alumine issues d'un circuit propre à les mettre en contact avec les gaz pollués et poussiéreux issus de cuves d'électrolyse dans l'industrie de l'aluminium, une telle mise en contact étant effectuée notamment pour la fixation, sur les particules, du fluor contenu dans lesdits gaz, avant l'évacuation de ceux-ci à l'atmosphère. En effet, ces particules d'alumine fixent non seulement le fluor, mais également de fines poussières polluantes de carbone, fer, phosphore, nickel ..., qu'il convient de détacher et de séparer des particules plus grosses d'alumine pour pouvoir réutiliser celles-ci et les recycler soit dans les cuves, soit dans ledit circuit de mise en contact. D'une façon générale, cependant, l'invention vise tous les genres de matériaux se présentant sous la forme de particules auxquelles adhèrent des poussières plus fines (pouvant être submicroniques), et dont il convient, notamment lorsqu'il s'agit de poussières polluantes, de débarrasser les particules plus grosses, dans le cas où celles-ci doivent être reutilisées ou commercialisées. Le but de la présente invention est d'obtenir un tel procédé de séparation, entre particules et fines poussières, plus efficace que les procédés connus jusqu'à présent, tout en pouvant être mis en oeuvre à l'aide de moyens très simples. A cet effet, un procédé de dépoussiérage conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à créer au moins un jet des particules chargées des poussières fines, à diriger ce jet contre un obstacle avec une vitesse suffisante pour que, sous l'effet de l'impact, les fines poussières se décrochent des particules, et à effectuer une séparation entre les poussières fines et les particules plus grosses ainsi dépoussiérées. L'obstacle précité peut être constitué par un écran fixe, que les particules à dépoussiérer viennent frapper, mais il pourra s'agir aussi, de manière particulièrement avantageuse, d'au moins un autre jet de particules, notamment de particules également à dépoussiérer. Autrement dit, l'invention consiste alors essentiellement à creer, à partir des particules à dépoussiérer, au moins deux jets que l'on dirigel'un conLre l'autre pour que les particules des jets entrent en collision, le choc des particules et l'intense turbulence créée provoquant le détachement des fines poussières qui y adhèrent, les- quelles peuvent ahrs être définitivement séparées des particules, par exemple par aspiration ou soufflage, à vitesse lente, ou encore grâce à un séparateur centrifuge ou analogue. On peut d'ailleurs prévoir que le ou les jets de particules sont créés par des courants d'air comprimé dans lesquels on injecte les particules, ou encore que ces jets sont créés par des courants d'air comprimé injectés dans un lit de fluidisation des particules à dépoussiérer, cette dernière disposition présentant, par rapport à la précédente, l'avantage d'éviter une usure prématurée de l'intérieur des buses de soufflage. Selon un mode de réalisation également avantageux de l'invention, le procédé peut encore se caractériser en ce que le dépoussiérage desdites particules est effectué en plusieurs étapes dans un lit de fluidisation en écoulement dans un couloir, ce couloir étant compartimenté par des parois transversales pouvues de fentes de passage des particules. I1 s'agit là d'un mode de réalisation industriel plus particulièrement adapté au traitement, de façon continue,de débits relativement importants de particules à dépoussiérer. Quel que soit, par ailleurs, le mode de mise en oeuvre choisi d'un procédé conforme à l'invention, celui-ci pourra en outre se caractériser en ce que la séparation entre les poussières fines et les particules dépoussiérées plus grosses est effectuée par un écoulement d'air ascendant à vitesse lente, propre à entraîner les fines poussières vers le haut en laissant retomber les particules plus grosses. Dans le cas où les jets, dirigés l'un vers l'autre, des particules à dépoussiérer, sont créés par des courants d'air comprimé injectés dans un lit de fluidisation des particules, cet écoulement d'air ascendant à vitesse lente sera automatiquement créé par l'alimentation en air des buses de soufflage qui débouchent dans le lit de fluidisation ,aussi bien que par l'air de fluidisation. Différents modes d'exécution de l'invention vont maintenant être décrits ci-dessous à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures schématiques du dessin annexe, dans lequel - la figure 1 montre un premier mode de mise en oeuvre du procédé, selon lequel on utilise deux buses de soufflage dirigées l'une vers l'autre, et alimentées chacune d'une part en air com primé, et d'autre part en particules à dépoussiérer - la figure 2 montre une variante selon laquelle on uti lise deux buses dirigées l'une vers l'autre, alimentées chacune en air comprimé, et débouchant dans un lit de fluidisation des particules à dépoussiérer - la figure 3 montre une variante du mode de réalisation de la figure 2, selon laquelle les axes respectifs des deux buses forment un certain angle ; et - la figure 4 montre, encore schématiquement, un autre mode de mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'inventionpour le traitement industriel continu, à grand débit, de particules à dépoussiérer. L'installation représentée schématiquement à la figure 1, pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention, com porte essentiellement une chambre 1, que l'on peut appeler chambre séparatrice, ou chambre de décantation, et dont les parois opposées sont traversées par deux buses 2 dirigées l'une vers l'autre, suivant la même direction. (On pourrait prévoir plus de deux buses à jets convergents). Chaque buse 2 est alimentée d'une part en air comprimé, par exemple sous 3 bars (en 3), d'autre part en particules à dé poussiérer (en 4). Ainsi, les deux jets de particules issus des buses 2 se rencontrent dans la zone médiane 5, les particules des deux jets entrent en collision, et les chocs entre particules provoquent le décrochage des poussières fines qui y adhèrent. Ces poussières fines sont alors entrainées vers le haut de la chambre 1 par le courant ascendant, de vitesse faible, créé par l'air is su des buses, tandis que les particules plus grosses, dépoussié rées, retombent au fond de la chambre (trémie 6). De cette trémie, les particules peuvent être prélevées pour être évacuées ou réutilisées, ou encore être recyclées vers les buses 2, pour parfaire, si nécessaire, leur dépoussiérage. Quant aux fines poussières entraînées vers le haut, elles peuvent être séparées de l'air porteur grâce à des électro-fil tres ou analogues, ensuite de quoi l'air épuré peut être évacué à l'atmosphère. Pour éviter une usure trop rapide de l'intérieur des buses, notamment dans le cas, fréquent, où les particules à dépoussiérer sont très abrasives, on peut, conformément à la variante de mise en oeuvre représentée à la figure 2, créer les deux jets convergents de particules en injectant seulement de l'air comprimé, dans un lit de fluidisation 7 des particules à dépoussiérer. L'air issu des deux buses 8 alimentées en air comprimé et dirigées également l'une vers l'autre suivant la même direction aspire et entraîne en effet, vers une zone médiane d'impacts 9, les particules à dépoussiérer du lit 7. Les fines poussières ainsi détachées des particules sont là encore entrainées vers le haut de la chambre, puis vers un filtre, par le courant ascendant à faible vitesse créé d'une part par l'air issu des buses 8, d'autre part par l'air de fluidisation amené en 10 sous la paroi séparatrice poreuse 11. Là aussi, les particules plus grosses, dont la plupart sont dépoussiérées, retombent au fond de la chambre 1, dans le lit fluidisé 7, où elles pourront encore être soumises à un effet de dépoussiérage par impacts, ou d'où elles pourront être évacuées progressivement. La figure 3 montre une variante du mode d'exécution de la figure 2, selon laquelle les buses alimentées en air comprimé 8', débouchant dans le lit de fluidisation 7 de la chambre 1, sont encore agencées pour créer des jets de particules à dépoussiérer dirigés l'un contre l'autre, les axes de ces buses faisant toutefois un certain angle, de sorte que la zone des impacts 9' peut se situer dans la région supérieure, et même légèrement au-dessus, du lit de fluidisation 7. Ce mode d'exécution peut favoriser la séparation entre les particules et les poussières. I1 y a lieu de noter que, là également, on pourrait faire converger vers la zone d'impacts 9' plus de deux jets. Dans cet exemple, les buses 8' seraient alors disposées selon un cône. Enfin, la figure 4 montre encore un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, pour le traitement en continu, à débit industriel, de particules à dépoussiérer, par exemple des particules d'alumine ayant fixé de fines impuretés. On utilise alors un couloir de mise en fluidisation 12 légèrement incliné, les particules à dépoussiérer s'écoulant par gravité, de l'entrée du couloir 12 à sa sortie, sur une paroi sé- paratrice poreuse 13 (la conduite d'amenée d'air sous la paroi 13 n'a pas été représentée). La partie supérieure de ce couloir 12 (au-dessus de la paroi 13) est équipée de cloisons transversales 14, par exemple au nombre de trois, dont chacune est pourvue d'une fente horizontale 15, pour le passage des particules d'un des compartiments ainsi formés au suivant. En outre, pour la mise en oeuvre du principe général de l'invention, les deux parois latérales opposées de chaque compartiment sont traversées de buses de soufflage d'air comprimé 16 dirigées deux à deux l'une vers l'autre et branchées sur des rampes de distribution telles que 17. Enfin, au-dessus de la zone compartimentée s'étend une chambre séparatrice ou de décantation 18 analogue aux chambres 1 des figures précédentes. Le mode de fonctionnement de l'installation est ici essentiellement le même que celui des installations précédemment décrites : les poussières fines détachées des particules plus grosses dans chaque compartiment, sous l'effet de la collision des jets deux à deux, sont évacuées vers la partie supérieure de la chambre 18 par le courant d'air ascendant qui y prend naissance, tandis que les particules dépoussiérées d'alumine continuent leur cheminement sur la cloison poreuse 13. On a constaté qu'un procédé conforme à l'invention permettait d'obtenir un excellent rendement de dépoussiérage, d'au moins 50%, et qu'il permettait en outre d'obtenir a séparation entre des particules, notamment des particules d'alumine, et de poussières submicroniques qui y adhèrent très fortement, comme c'est le cas du phosphore. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de dépoussiérage de particules, visant à obtenir la séparation entre des particules et des poussières beaucoup plus fines, accrochées sur les particules, caractérisé en ce qu'il consiste à créer, par injection d'au moins un courant d'air comprimé dans un lit de fluidisation des particules à dépoussiérer, au moins un jet des particules chargées des poussières fines, à diriger ce jet contre un obstacle avec une vitesse suffisante pour que, sous l'effet de l'impact, les fines poussières se décrochent des particules, et à effectuer une séparation entre les poussières fines et les particules plus grosses ainsi dépoussiérées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit obstacle est constitué par au moins un autre jet de particules à dépoussiérer. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dépoussiérage desdites particules est effectué en plusieurs étapes dans un lit de fluidisation en écoulement dans un couloir, ce couloir étant compartimenté par des parois transversales pourvues de fentes de passage des particules. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la séparation entre les poussières fines et les particules dépoussiérées plus grosses est effectuée par un écoulement d'air ascendant à vitesse lente, propre à entraîner les fines poussières vers le haut en laissant retomber les particules plus grosses.