Brevet FR2428459A1 — publié le 19800111

La présente invention a pour objet un filtre comportant une enveloppe à axe vertical, une série de plateaux horizontaux superposés dans cette enveloppe, chaque plateau étant garni d'une couche d'un matériau filtrant en grains, et des cloisons disposées entre ces plateaux et définissant avec l'enveloppe, de part et d'autre de chaque plateau, une chambre d'admission des gaz pous siéreux et une chambre d'évacuation des gaz propres. Il est courant d'associer à ces filtres des cyclones ou des chambres de détente dans lesquels on fait passer les gaz, avant leur entrée dans le filtre, pour séparer les plus grosses poussières par effet centrifuge ou par gravité. Il est également connu d'incorporer ces cyclones ou chambres de de tente au filtre en les plaçant à la partie inférieure de l'enveloppe. Dans ce cas les gaz à dépoussiérer pénètrent dans lten- veloppe par le bas et sont ensuite amenés aux chambres d'admission par une conduite centrale. Cette disposition conduit à une hauteur importante. La présente invention se propose de réaliser sous forme compacte un filtre du type décrit ci-dessus auquel est incorporée une chambre de détente permettant non seulement d'assurer un dépoussiérage des gaz, mais également d'améliorer l'alimentation des plateaux filtrants et, par conséquent, d'augmenter l'efficacitô du filtre. Le filtre objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des canaux verticaux d'admission des gaz poussiéreux et d'évacuation des gaz propres régulièrement répartis tout autour de l'enveloppe et communicant avec les chambres d'admission et d'éva- cuation, respectivement, par des ouvertures prévues dans l'enveloppe, les canaux d'admission alternant avec les canaux d'évacuation sur la périphérie de l'enveloppe, et les canaux d'admission constituent des chambres de détente et sont munis à leur extrémité inférieure de moyens pour l'évacuation des poussières. Le matériau filtrant, qui peut être constitué par du gravier, du clinker, des déchets minéraux, ou tout autre produit granuleux susceptible de retenir les poussières et de résister aux attaques éventuelles des gaz et des poussières, doit être nettoyé périodiquement par soufflage d'un fluide propre et/ou par agitation mécanique. Pour assurer un fonctionnement continu du filtre, le nettoyage s'effectue plateau par plateau ou secteur par secteur. En particulier, lorsque les plateaux sont circulaires et montés rotatifs, ils sont périodiquement mis en rotation pour amener les différents secteurs dans une zone de nettoyage Confor mément à une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus dans cette zone de nettoyage pour décharger le matériau filtrant du ou des secteurs placés dans cette zone, pour nettoyer le matériau filtrant et pour le recharger dans ledit secteur ou dans un secteur voisin. Pour décharger le matériau filtrant on peut, par exemple, basculer les secteurs vers le bas. A cette fin, les secteurs sont articulés, autour d'axes horizontaux, sur un arbre central rotatif1 et supportés à leur périphérie par un chemin solidaire de ls'enve- loppe et qui est interrompu ou s'abaisse dans la zone de nettoyage. Pour le nettoyage du matériau filtrant, onutilise gônôrale- ment un fluide qui est soufflé à travers le matériau et entraîne les poussières, Ce fluide peut ensuite être mélangé aux gaz pous siéreux avant leur entrée dans le filtre ou utilisé, après depoussièrage, dans l'installation d'où proviennent les gaz à dépoussie- rer. Dans certains cas, notamment lorsque les gaz à dépoussiérer proviennent d'un refroidisseur de clinker de ciment, il est possible de renvoyer le fluide de nettoyage dans l'installation sans les dépoussiérer. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un aods de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est le schéma d'une installation de dépoussiérage des gaz d'exhaure d'un refroidisseur de clinker comportant un filtre réalisé conformément à l'invention La figure 2 est une vue partielle, en coupe verticale, d'un filtre conforme à l'invention, la coupe étant effectuée sui- vant l'axe U-U de la figure 4 La figure 3 est une coupe suivant l'axe V-V de la figure 4 La figure 4 est une vue partielle, en coupe horizontale du filtre de la figure 2, la coupe étant effectuée suivant l'axe Y-Y de la figure 2 La figure 5 est une coupe suivant l'axe X-X de la figure 4 La figure 6 est une vue en coupe, à plus grande échelle, montrant le détail du joint entre l'arbre rotatif et la cloison du filtre La figure 7 est une vue analogue à la figure 6 illustrant une variante de réalisation du joint La figure 8 est une vue en perspective montrant des détails de réalisation du filtre La figure 9 est une vue analogue à la figure 4, illustrant un mode de nettoyage du matériau filtrant La figure 10 est une coupe suivant l'axe Y-Y de la figure 9; La figure il est le schéma d'une partie de l'installation de dépoussiérage dans le cas où de l'air de nettoyage du matériau filtrant est envoyé dans le refroidisseur ; et La figure 12 montre un détail d'un filtre conçu pour permettre lladmission de l'air de nettoyage dans le filtre, à sa sortie de la zone de nettoyage. Dans l'installation de la figure 1, les gaz poussiéreux provenant d'un refroidisseur de clinker 101 sont acheminés par la gaine 102 vers un filtre 105 qui comporte des canaux verticaux d'admission C faisant office de chambres de détente. Dans ces canaux un prédépoussiérage a lieu et les particules séparées par gra vité sont évacuées à l'extrémité inférieure des canaux par des moyens classiques : vis sans fin, aéroglissières, etc .... Les gaz propres sortant du-filtre 105 par des canaux verticaux D, qui alternent avec les canaux C sur la périphérie du filtre, sont éva- cués au moyen d'un ventilateur 107 par la gaine 106 puis la cheminée 108. Le filtre représenté sur les figures 2 à 8 comporte trois plateaux circulaires 202 fixés l'un au-dessus de l'autre sur un arbre central rotatif 203. L'arbre est supporté et entraîné en rotation par des moyens classiques qui n'ont pas été représentés. Deux enveloppes cylindriques fixes 205 èt 206, disposées concentriquement à l'arbre 203, définissent entre elles un espace annulaire dans lequel des cloisons radiales 207 définissent les canaux verticaux d'admission des gaz poussiéreux C et d'évacuation des gaz propres D ; ces canaux sont disposés en alternance tout autour du filtre. Les canaux C sont reliés à leur partie supérieure à une gaine annulaire 208 elle-même reliée à la gaine d'arrivée des gaz poussiéreux 102. Les canaux D sont reliés à un collecteur annulaire 209 raccordé à la gaine d'évacuation des gaz propres 106. Les canaux C sont dimensionnés de façon à assurer un prédé poussiérage par décantation des gaz poussiéreux. Des cloisons 204 disposées de part et d'autre des plateaux 202 délimitent des chambres A et-B, au-dessus et au-dessous des plateaux. Des ouvertures 214 découpées dans l'enveloppe 205 mettent respectivement en communication les canaux C avec les chambres A et les canaux D avec les chambres B. Les plateaux 202 sont perforés et garnis d'une couche de matériau filtrant 201 qui peut être du clinker, des déchets de traitement des minéraux ou minerais, du gravier, etc L'étanchéité entre les cloisons 204 et l'arbre 203 peut être réalisée comme représenté sur la figure 6 au moyen d'anneaux 216 et 218 fixés respectivement sur la cloison 204 et sur une collerette 220 soudée sur l'arbre, et frottant l'un sur l'autre. La collerette 220 constitue un appui central pour la cloison 204. La figure 7 montre une variante suivant laquelle l'étan chéité est réalisée par un joint à chicanes et la cloison est raidie par des poutrelles fixées sur l'enveloppe 205. L'étanchéité entre les plateaux rotatifs et l'enveloppe 205 peut être assurée comme représenté sur la figure 8 par un joint en acier à ressort 222 fixé sur l'enveloppe et frottant sur le rebord 224 des plateaux. En fonctionnement, les gaz à dépoussiérer sont admis dans les canaux C, pénètrent dans les chambres A et traversent le matériau filtrant qui retient les poussières ; les gaz propres collectés dans les chambres B sont évacués par les canaux D et le collecteur 209. Chaque secteur des plateaux est nettoyé périodiquement dans une zone de nettoyage 210 (figures 4 et 5) formée, pour chaque plateau, de deux chambres A' et B' délimitées par des cloisons radiales 211 fixées sur les cloisons 204. Des gaines 212 traversant les enveloppes 205 et 206 amènent un gaz de nettoyage, qui peut être de l'air provenant d'un surpresseur, sous le matériau filtrant dans les chambres B'. Pour faciliter la libération des poussières, le gaz de net tcyage peut être pulsé, par exemple à l'aide d'une vanne rotative alimentant successivement plusieurs zones de nettoyage. Dans le même but, le matériau filtrant peut aussi être agité, par exemple au moyen de râteaux placés au-dessus des plateaux ou en secouant les plateaux ; les moyens permettant de réaliser cette agitation n'ont pas été représentés sur les dessins. Des ouvertures 226 découpées dans l'enveloppe 205 mettent en communication les chambres A' avec un canal vertical 213 qui collecte le gaz de nettoyage chargé de poussières. Le matériau filtrant peut aussi être vidangé pour être net toyé hors du filtre comme illustré par les figures 9 et 10. Les plateaux sont ici formés de secteurs 301 adjacents et indépendants. Chaque secteur 301 est articulé sur l'arbre 302, autour d'un axe horizontal, et repose sur un chemin 303 fixé sur l'enveloppe intérieure 304 du filtre. Les secteurs 301 peuvent être entralnés en rotation par l'arbre 302 et pendant ce mouvement ils glissent sur le chemin 303 ; les secteurs pourraient eventuellement être munis de galets roulant sur le chemin 303. Le chemin 303 est conçu de façon que les segments 301 basculent vers le bas lorsqu'ils arrivent dans la zone de nettoyage qui est délimitée par les cloisons radiales 306. Ce basculement peut être réalisé en donnant un profil particulier au chemin 303, dans la zone de nettoyage ou en commandant, par exemple par vérin, l'effacement de la partie correspondant au chemin. Le basculement d'un secteur provoque la chute du matériau filtrant dans une trémie 305 d'où il est acheminé par une conduite 307 vers un dispositif de nettoyage 308 extérieur au filtre. Dans ce dispositif, le nettoyage du matériau filtrant peut se faire par tous moyens connus : lavage par un liquide, secouage avec ou sans soufflage d'un gaz, etc Le matériau filtrant propre est renvoyé au moyen d'un transporteur 309, tel qu'un élévateur à godets, dans une trémie 310 d'où il se déverse dans le secteur vide se trouvant dans la seconde partie de la zone de nettoyage et qui a été ramené à l'horizontale après vidange. Des organes fixes ou mobiles, non représentés, sont prévus pour assurer le nivellement du média filtrant propre dans ce secteur. Il est également possible de profiter de l'agitation créée dans le matériau filtrant lors du déversement dans la trémie 305 pour y insuffler un gaz qui entraîne les poussières. Dans ce cas le matériau filtrant est renvoyé directement dans la trémie 310 par un transporteur, le dispositif de nettoyage 308 étant supprimé. Les courants gazeux, chargés de poussières provenant des différents secteurs 301 qui sont nettoyés simultanément sont regroupés dans un collecteur unique. On prévoit une zone de nettoyage pour chaque plateau. Un dispositif de nettoyage 308 peut être associé à chaque plateau ou on peut prévoir un seul dispositif commun à tous les plateaux. Par rotation de l'arbre 302, on peut ainsi amener successivement tous les secteurs de chaque plateau dans la zone de nettoyage où ils sont vidés par basculement puis ramenés à l'horizon- tale et remplis de matériau filtrant propre. Les figures il et 12 concernent le dépoussierage dn gaz de nettoyage du matériau filtrant. Il est important de noter qae le dépoussiérage du gaz de nettoyage est plus aisé que celui des gaz d'exhaure car la concentration en poussières y est be##co#p plus élevée. Suivant la disposition schématisée sur la figure ii, le gaz de nettoyage chargé de poussières arrive par la gaine 41 à une batterie de cyclones 42 où a lieu le dépoussiérage, puis est envoyé par une gaine 43 et un ventilateur dans le refroidisseur de clinker 45 d'où proviennent les gaz traités dans le filtre. La batterie de cyclones 42 pourrait être remplacée par une chambre de détente, distincte du filtre ou incorporée à celuici. En particulier, le collecteur de gaz de nettoyage du filtre, tel que le canal 213 de la figure 4, peut faire office de chambre de détente. Une autre méthode de traitement du gaz de nettoyage sale consiste à le recycler en amont du filtre, c'est-à-dire dans le circuit des gaz à dépoussiérer. Cette méthode est illustra par la figure 12 en application à un filtre conforme à l'invention Le gaz de nettoyage, chargé de poussières se trouve dans le canal vertical 213. il suffit de pratiquer des ouvertures 249 dans les cloisons 207 séparant ce canal des canaux C adjacents pour que le gaz de nettoyage se mélange aux gaz poussiéreux à traiter et soit admis avec eux dans le filtre. Il est également possible de relier le canal 213 à une gaine sortant du filtre et désservant plusieurs canaux C. De nombreuses modifications peuvent être apportees aux modes de réalisation décrits par l'emploi de moyens techniques équivalents et il doit être entendu que toutes ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. En particulier, les plateaux pourraient être fixes et le dispositif de nettoyage mobile L'invention est applicable au dépoussiérage des gaz et fh- mées d'industries diverses, telles que sidérurgie, produits chimiques, minéraux, ciments et chaux, etc REVENDICATIONS 1. Filtre pour le dépoussiérage des gaz comportant une enveloppe à axe vertical, une série de plateaux horizontaux superposés dans cette enveloppe, chaque plateau étant garni d'une couche de matériau filtrant, et des cloisons disposées entre les pla teaux et définissant avec l'enveloppe, de part et d'autre de chaque plateau, une chambre d'admission des gaz poussiéreux et une chambre d'évacuation des gaz propres, caractérisé en ce qu'il comporte des canaux verticaux d'admission des gaz pous siéreux et d'évacuation des gaz propres régulièrement répartis autour de l'enveloppe et communicant avec les chambres d'admis sion et d'évacuation, respectivement, par des ouvertures prévues dans l'enveloppe, les canaux d'admission alternant avec les ca naux d'évacuation sur la périphérie de l'enveloppe, et les ca naux d'admission constituent des chambres de détente et sont mu nis à leur extrémité inférieure de moyens pour l'évacuation des poussières. 2. Filtre selon la revendication l, dans lequel les plateaux sont circulaires et périodiquement mis en rotation autour de leur axe pour amener les différents secteurs constituant chaque pla teau dans une zone de nettoyage, caractérisé en ce que des mo yens sont prévus dans cette zone pour décharger le matériau fil trant du ou des secteurs placés dans cette zone, pour nettoyer le matériau filtrant et pour le charger à nouveau dans ledit sec teur ou dans un secteur vide voisin. 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sec teurs des plateaux sont articulés, autour d'axes horizontaux, sur un arbre central rotatif et supportés à leur périphérie par un chemin solidaire de l'enveloppe et qui est interrompu ou s'abaisse dans la zone de nettoyage pour permettre le bascule ment des secteurs vers le bas. 4. Filtre selon la revendication l, 2 ou 3, dans lequel on utilise, pour le nettoyage du matériau filtrant, un fluide qui est souf flé à travers le matériau et entraîne les poussières, caractéri sé en ce que le fluide de nettoyage chargé de poussières est col lecté dans un canal qui communique avec un ou plusieurs des dits canaux d'admission. 5. Installation de dépoussiérage des gaz comportant un filtre se lon l'une quelconque des revendications i à 3, et dans laquelle on utilise, pour le nettoyage du matériau filtrant, un fluide qui est soufflé à travers le matériau pour entraîner les poussières, caractérisé en ce que le fluide de nettoyage chargé de poussières est envoyé, éventuellement après dépoussiérage, dans l'installation d'où proviennent les gaz poussiéreux à traiter.