Brevet FR2397220A1 — publié le 19790209

L'invention concerne une installation de filtration pour épurer un courant de gaz ou d'air, notamment pour épurer un air évacué contenant des substances raio-actives, au moyen d'un matériau de contact pouvant Entre déversé ou bien pouvant s'écouler comme par exemple, du charbon actif utilisé comme lit de transfert le courant d'air ou de gaz à épurer traversant au moins un lit de transfert placé verticalement dans une chambre de filtration devant Entre traversée par ce courant, tandis que sur cette chambre de filtration sont bridées, de façon fixe, des chambres destinées à amener le courant d'air ou de gaz à épurer, à l'évacuer ou à le dévier Les filtres à charbon actif pour séparer l'iode dans les centrales atomiques, présentent une forte chute du rendement de séparation après des périodes de fonctionnement relativement courtes. La raison prépondérante en est un empoisonnement par les solvants. Il n'existe pas Jusqu'à maintenant de solutions satisfaisantes à ce problème. Les matériaux utilisés pour la sorbtion de l'iode, par exemple les charbons actifs ou des substances analogues, doivent être renouvelés à courts intervalles De ce fait, intervient une dépense élevée en cout de matériau et de contrble, et en outre, le moment ah le matériau de sorbtion doit entre remplacé peut n'être pas prévu en temps utile, si bien qu'en cas de défaillance des filtres, un problème de sécurité important intervient.Les premières recherches tendent à prévoir un chauffage avant l'ensemble de l'installation de fil traction. Mais, comme les solvants responsables de l'empoisonne- ment se présentent aussi bien sous forme peu volatile que sous forme très volatile, aucun résultat n'est obtenu avec ce chaule fage d'ensemble, car seuls les solvants très volatils sont éliminés, les solvants peu volatils continuant à migrer et empoisonnant les étages de filtration qui doivent entre précisément maintenus libres pour la séparation de l'iode radio-actif, ctest-a- dire les derniers étages de filtration ou les dernières couches de filtration. Partant de cet état de la technique, la présente invention a pour but d'augmenter le temps d'utilisation dans les centrales atomiques des filtres à iode ou des installations de filtration du type initialement décrit. La certitude d'un rendement de séparation suffisant en ce qui concerne l'iode radioactif et les combinaisons radio-actives de l'iode sur des temps de fonctionnement très longs, est d'une importance primordiale. Ce but est atteint conformément à l'invention en ce que dans une chambre après le premier passage du gaz ou de l'air à travers le lit de transfert, c'est-à-dire après le premier étage de filtration et avant le second passage du gaz ou de l'air à travers le lit de transfert, c est-à-dire avant le second étage de filtration, un chauffage est prévu pour chauffer le courant de gaz ou dtair; et donc du matériau de filtration du second étage de filtration.L'invention concerne en outre, notamment, une installation de filtration avec au moins deux lits de transfert dans laquelle il est prévu que les chambres de filtration associées, sont respectivement bridées ensemble avec une chambre de déviation commune, qui est posée sur au moins un orifice pratiqué dans l'un des côtés de chaque chambre de filtration, les chambres d'arrivée et d'évacuation du courant de gaz et d'air étant respectivement posées sur deux orifices sur l'autre otté de la chambre d'évacuation, tandis que le chauffage est installé dans la chambre de déviation commune.Enfin, selon une réalisation avantageuse de l'invention, au moins les deux chambres de filtration situées le plus à l'intérieur débou- chent en plus avec leurs orifices d'amenée ou d'évacuation respect tivement dans une chambre commune d'amenée ou d'évacuation , tandis que chaque chambre d'amenée ou d'évaouation comporte sur son raccordement un organe de fermeture comme par exemple un clapet Grâce au premier étage d'une installation de filtra- tion à deux étages, les substances peu volatiles nuisibles pour les filtres sont retenues par absorption dans le charbon actif, les substances très volatiles nuisibles pour les filtres qui en peu de jours ou de semaines traversent le filtre, étant, de cette façon avantageusement éliminées du second étage de filtres tion par un chauffage périodique. Les parties peu volatiles sont éliminées par échange du matériau de sorbtion qui peut alors intervenir à des intervalles éloignés. D'autres particularités de l'invention vont être expliquées plus en détail ci-dessous en se référant à la figure unique ci-jointe qui montre schématiquement une installation de filtration avec quatre chambres de filtration et une déviation simple du courant d'air rrésentative pour toutes les installa tions de filtration à plusieurs étages. Btinstallation de filtration avec une déviation sim- ple conformément à la figure ci-jointe, est constituée d'une chambre de filtration i pour recevoir le matériau de filtration 2 sous la forme d'un lit de filtration, des chambres d'amenée et d'évacuation 3 et 4 ou bien 30 et 40 bridées sur cette chambre de filtration, et des chambres de déviation 5. Les chambres 3, 4 ou bien 30, 40 et 5 sont reliées avec l'espace interne de la chambre de filtration 1, au moyen des orifices 8, 9 et 10 La chambre dtarrivée du courant de gaz ou d'air 3 avec l'orifice associé 8 est alors placée sous la chambre d'évacuation 4 avec l'orifice associé 9, Si bien que l'entrée de l'air contaminé s'effectue dans le bas de la chambre de filtration 1 et la sortie de l'air épuré dans le haut de cette chambre. La chambre de filtration 1 est constituée d'une enveloppe en ttle placée verticalement et fermée dans l'ensemble de tous mottés qui comporte sur sa face supérieure un raccord de remplissage 6 et sur sa face inférieure un raccord de vidange 7 pour le matériau 2 de filtres tion.Comme matériau 2 de filtration, on utilise de préférence du charbon actif qui peut être également imprégné et qui est dé- versé par l'intermédiaire du raccord de remplissage 6 dans la chambre de filtration 1 de même qu'après un certain temps de séjour, il est évacué au moyen du raccord de vidange 7 et est remplacé par un matériau de filtration neu. Aux raccords 6 et 7 peuvent être raccordés des dispositifs d'alimentation et d'évacua- tion pour le matériau de filtration, dispositifs qui permettent un fonctionnement automatique pu par charges.Dans la paroi de la chambre de filtration 1, sont ménagés plusieurs orifices 8, 9, 10 au moyen desquels un courant d'air ou de gaz Il est canalisé de façon particulière par le matériau de filtration 2 ou le lit de filtration. Au lieu d'un orifice 10 unique, on peut également prévoir deux petits orifices disposés l'un au-dessus de l'autre, reliés par l'extérieur à l'aide d'un coude en tube de 1800 ou analogue Â travers l'orifice d'entrée inférieur 8, associé à la chambre d'entrée 3 avec les raccords d'air 32, le courant de gaz ou d'air 11 contaminé par exemple par les substances radioactives nuisibles comme de l'iode 131, traverse le matériau 2 et charge celui-ci à partir du ctte de pénétration du courant avec les substances nuisibles qui se séparent dans le charbon. Après cette première traversée 2 le courant d'air 1t,don't la teneur en substances nuisibles est indiquée par le nombre des lignes en traits-points, est canalisé à travers la partie inférieure des orifices 10, puis est dévié vers le haut de 1800 dans la chambre de déviation 5, et il est canalisé en passant par le premier emplacement de traversée du courant dans le sens opposé par la partie supérieure des orifices 10 à travers le matériau de filtration 2, gracie à quoi les substances nocives résiduelles sont retenues dans la partie supérieure du lit de filtration 2. Le courant d'axr débarrassé de ses impuretés pé nère par les orifices supérieurs 9 dans la chambre d'évacuation 4 et est évacué en tant qutair épuré par le raccordement 31. Dans la chambre de déviation 5 est installé un chauffage sous la forme d'une spirale chauffante 33 ou bien d'un échangeur de chaleur, dont les canalisations d'alimentation et d'évacuation 34 et 35 sortent de la chambre de déviation 5 vers l'extérieur. Ce chauffage peut par exemple fonctionner avec la chaleur évacuée du réacteur ou bien avec d'autres composantes de la ventilation. Grade à ce chauffage 33, le courant d'air Il est chauffé après la première traversée ou avant la seconde traversée du matériau de filtration 2 ou bien en d'aur tres termes, entre les deux étages de filtration, et ainsi le matériau de filtration est échauffé à ltemplacement de la seconde traversée ou bien dans le second étage de filtration, de façon à obtenir une désorption dans le filtre. Des recherches ont montré qu'avec un cycle de désorption de ce genre, les substances volatiles nuisibles pour: le filtre, sont éliminées et lerende- ment de séparation initial du filtre de sorption de l'iode est à nouveau reconstitué. Le chauffage des étages de filtration A, B, a et D ou bien des parties supérieures ou bien des étages terminaux des matériaux de filtration 2, peut s'effectuer de façon simple au moyen des clapets d'évaQuation d'air 36 37 et 38 dans les raccords d'évacuation 31, ainsi qu'au moyen des clapets d'arrivée d'air 39 4t et 42 dans les raccords d'arrivée 32.Comme les chambres de filtration 1 sont respectivement branchées en série par paires A et B ainsi que C et D au moyen des chambres de déviation 5 dans lesquelles est installé le chauffage 33, ce qui signifie que A et B d'une part, a et D d'autre part, ont respectivement une même chambre de déviation 5 le chauffage peut s'effectuer à volonté en succession ou bien simultanémentè L'avantage réside en ce qu'une structure chauffante 33 peut être utilisée pour deux chambres de filtration A et B ou bien C et D. Ainsi, le coût de l'installation est diminué. Si, par exemple les chambres A et C doivent être chauffées, alors les clapets 36, 38, 39 et 42 sont ouverts, les clapets 37 et 41 sont fermés. Si B et C doivent autre chauffées, alors les clapets 37 et 41 sont ouverts, mais les autres fermés. Toute autre combinaison est é3a- lement possible Lors du chauffage qui vient d'être indiqué, chaque structure chauffante 33 peut fonctionner avec une puissance de 50 %. Si deux chambres contigues doivent être chauffées, la puissance de chauffage atteint alors 100% par structure chauffante. Les orifices de passage 8, 9 et 10 pour le courant d'air Il dans la chambre de filtration 1 sont fermés par des grilles, des tales perforées ou des tamis 12, 13 et 14, dont la largeur de mailles est plus petite que la grosseur des grains du matériau filtrant 2. Le bord supérieur. des orifices 8 et le bord inférieur des orifices 9 sont distants l'un de l'autre au moins de l'épaisseur du lit de filtration, si bien qu'également les parties du courant d'air qui prennent le chemin direct à travers le matériau filtrant en évitant la chambre de déviation 5J ont au moins le même temps de séjour dans le matériau filtrant que le courant d'air prinipal. On exclut ainsi une altération du rendement d'ensemble de sZparation we l'installation de filtration par des fuites de courant d'air, sans mettre en jeu des dispositions d'étanchement supplémentaires.Les chambres d'alimenta- tion et d'évacuation 3 et 4, ainsi que la chambre de déviation 5 avec le chauffage a sont respectivement constituées d'une enveloppe étanche en ttle qui sont respectivement vissées par ltin- termédiaire de brides 15 avec étanchement périphérique 16 sur les orifices correspondants 8, 9 et 10 de façon étanche aux gazè Grâce au chauffage, les parties constitutives typiquement volatiles des solvants comme le toluol le xylol ou l'acétate d'éthyle peuvent être retirées conformément à l'invention des filtres à charbon actif dans le second étage desquels ils ont été séparés. Ainsi, la durée de mise en oeuvre des filtres à iode dans les centrales atomiques ou dans les installations de retraitement est augmentée, grtce à quoi un rendement de sépara tion suffisant est garanti, même sur des périodes de fonctionnement très longues Le dispositif de chauffage conforme à l'invention peut, également, gtre mis en oeuvre dans de bonnes conditions pour des installations de filtration possédant plus de deux étagesi Dans le cas d'un courant de gaz ou d'air traversant plusieurs fois le lit de filtration, en passant par trois ou plusieurs déviations, le chauffage, dans le cas d'une installation oi la connexion est prévue par paires avec les chambres de déviation, doit ttre avantageusement prévu dans la première chambre de déviation après le premier étage de filtration. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Installation de filtration pour épurer un courant de gaz ou d'ais, notamment pour épurer un air évacué contenant des substances radio-actives, au moyen d'un matériau de contact pouvant Stre déversé ou bien pouvant s'écouler, comme par exemple du charbon actif utilisé comme lit de transfert, le courant d'air ou de gaz à épurer traversant au moins un lit de transfert placé verticalement dans une chambre de filtration devant entre traversée par ce courant, tandis que sur cette chambre de filtration sont bridées, de façon fixe, des chambres destinées à amener le courant d'air ou de gaz à épurer, à l'évacuer ou à le dévier, installation de filtration caractérisée en ce que dans une chambre (5), après le premier passage du gaz ou de l'air à travers le lit de transfert, c'est-à-dire après le premier étage de filtration et avant le second passage du gaz ou de l'air à travers le lit de transfert, c'est-à-dire avant le second étage de filtration, un chauffage (33) est prévu pour chauffer le courant de gaz ou d'air ( 2.- Installation de filtration selon la revendication 1, comportant au moins deux lits de transfert, installation ca- ractérisée en ce que les chambres de filtration (1) associées, sont respectivement bridées ensemble avec une chambre de déviation commune (5), qui est posée sur an moins un orifice pratiqué dans l'un des côtés de chaque chambre de filtration Ci), les cham- bres d'arrivée et d'évacuation (3, 4) du courant de gaz et d'air étant respectivement posées sur deux orifices (12, 13) sur l'autre caté de la chambre d'évacuation (i) tandis que le chauffage (33) est installé dans la chambre de déviation (5) commune. 3.- Installation de filtration selon la revendication 2, avec au moins quatre ou un nombre pair plus important de lits de transfert dans chaque chambre de filtration, installation ca- flotérisée en ce qu'au moins les deux chambres de filtration situées le plus à l'intérieur (1, telles que B et C) débouchent en plus avec leurs orifices d'amende ou d'évacuation (12, 13) respectivement dans une chambre commune d'amende ou d'évacuation (30, 40), tandis que chaque chambre d'amenée ou d'évacuation (3, 4 ou 30, 40) comporte sur son raccordement un organe de fermeture (31, 32) comme par exemple un clapet. 4,- Installation de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le chauffage (33) est susceptible de fonctionner gracie à la chaleur évacuée du réac- tXur sur lequel cette installation est montéei