Brevet FR2507914A1 — publié le 19821224

Installation de filtrage de gaz chaud4 La présente invention concerne une installation de filtrage de gaz bruts chauds et chargés de poussières, laquelle comporte plusieurs chambres de filtration présentant des éléments filtrants ou de filtrage, chambres qui sont reliées, sur le côté du gaz brut, à une conduite de gaz brut commune et à un réservoir collecteur de poussières qui n'est pas sous pression, et qui débouchent, sur le côté du gaz épuré, dans un collecteur de gaz épuré commun, lesdites chambres de filtration pouvant être alimentées individuellement à partir d'une conduite de soufflage par reflux, en vue du nettoyage des dléments filtrants. De telles installations de filtrage permettent d'épurer, sans refroidissement préalable, des gaz bruts chauds et chargés de poussières, tels qu'ils se présentent dans les processus ou cycles chimiques à haute température. Ceci offre, d'une part, l'avantage que le gaz épuré est disponible, en tant que gaz de processus chaud, pour une utilisation ultérieure, ce qui est, par exemple, important pour la gazéification du charbon ou du pétrole, et, d'autre part, grâce au fait que le~ filtrage a lieu à haute température, la température du gaz brut ne descend pas audessous du point de rosée, ce qui empêche un encrassement humide des conduites et robinetteries. Dans une installation de filtrage du type défini ci-dessus, le nettoyage des éléments filtrants des différentes chambres de filtration se fait successivement, par intervalles, à l'aide d'un gaz de soufflage par reflux, sans que l'exploitation de l'installation de filtrage ne subisse une interruption générale, les éléments filtrants d'une chambre de filtration étant simplement alimentés et traités à partir d'une conduite de soufflage par reflux. Les installations de filtrage connues du type défi- ni ci-dessus ne doivent être utilisées que pour des gaz bruts qui ne sont pas sous pression, car le gaz brut est constamment présent dans toutes les chambres de filtration - et donc également dans la chambre dont les éléments filtrants sont à nettoyer -, de sorte que le gaz de soufflage par reflux ne serait d'aucune efficacité si le gaz brut était sous pression. La présente invention a pour objet de proposer une installation de filtrage du type défini ci-dessus, dans laquelle des gaz bruts chauds sous pression puissent être filtrés et les éléments filtrants efficacement nettoyés sans baisse de pression préalable. La présente invention permet de résoudre le problème précédemment posé, dans le cas d'une installation de filtrage du type défini ci-dessus, par le fait qu'une pression supérieure à la pression atmosphérique (pression positive) règne dans la conduite de gaz brut, par le fait aussi qu'un organe d'arrêt des poussières est prévu entre chaque chambre de filtration et le réservoir collecteur de poussières, et un organe d'arrêt du gaz brut entre chaque chambre de filtration et la conduite de gaz brut, l'organe d'arrêt du gaz brut affecté à la chambre de filtration concernée par le nettoyage étant fermé en vue du nettoyage des éléments filtrants de ladite chambre, et l'organe d'arrêt des poussières affecté à cette dernière étant ouvert, et le collecteur de gaz épuré servant de conduite de soufflage par reflux pour cette chambre de filtration. On peut ainsi filtrer directement, c'est-à-dire sans baisse préalable de la pression et de la température, des gaz bruts chauds sous pression. La température du gaz brut peut alors atteindre 10000C. Sa pression est comprise entre 2 et 3 bars, et est, par exemple, de 2,5 bars. L'installation de filtrage permet d'obtenir un rendement de dépoussiérage élevé. Grâce au filtrage des gaz chauds sous pression, le débit de gaz brut passant par les chambres de filtration dans l'unité de temps est supérieur, rapporté à des conditions normales, à celui que l'on obtient avec un filtrage sans pression. Ceci permet de conférer à l'installation de filtrage des dimensions plus petites qu'on ne pourrait le faire dans le cas d'un tel filtrage sans pres sion.Des calculs comparatifs ont montré que l'installation de filtrage selon la présente invention peut être cinq à six fois plus petite qu'une installation de filtrage comparable fonctionnant sans pression. La présente invention permet en outre d'obtenir une régénération efficace des éléments filtrants, ce qui est essentiel avec un rendement de dépoussiérage élevé et de ce fait une grande quantité de poussières déposées sur lesdits éléments filtrants. Les éléments filtrants d'une chambre de filtration sont nettoyés à l'aide d'un gaz de soufflage par reflux, le soufflage ne se faisant pas contre le gaz brut sous pression, mais contre le réservoir collecteur de r) si ;irasn'ost nul t gnst rnsv s fz 1 épuré, qui est sensiblement à la pression du gaz brut, peut-il lui-même servir de gaz de soufflage par reflux. Ceci présente en outre l'avantage que le courant de gaz servant à la régénération des éléments filtrants et le gaz brut à épurer ont une température sensiblement identique, de sorte qu'il ne se produit pas de variation de température sur lesdits éléments filtrants et donc pas de condensation, et qu'il n'y a donc pas encrassement humide de ces éléments filtrants et des conduites. Il est inutile de procéder à un réchauffage supplémentaire du gaz de souffla- ge par reflux. Lors du nettoyage des éléments filtrants d'une chambre de filtration, le processus de filtrage n'est pas interrompu dans l'ensemble de l'installation. Le nettoyage des différentes chambres de filtration se fait successivement, par intervalles. Lorsque le soufflage par reflux ne doit pas être effectué avec le gaz épuré, un autre mode de réalisation de la présente invention est caractérisé par le fait qu'une pression supérieure à la pression atmosphérique (pression positive) règne dans la conduite de gaz brut, par le fait aussi qu'un organe d'arrêt des poussières est prévu entre chaque chambre de filtration et le réservoir collecteur de poussières, et un organe d'arrêt du gaz brut entre chaque chambre de filtration et la conduite de gaz brut, par le fait aussi qu'un organe d'arrêt du gaz épuré est intercalé entre chaque chambre de filtration et le collecteur de gaz épuré, et par le fait qu'un récipient sous pression, lequel est en relation d'échange de chaleur avec la conduite de gaz brut, est prévu et peut être raccordé à chaque chambre de filtration par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt du soufflage par reflux, et à l'air ambiant ou atmosphère par l'intermédiaire d'une soupape, une chambre de filtration concernée par le nettoyage étant mise sous pression à partir du récipient sous pression, lors de la fermeture de l'organe d'arrêt du gaz brut et de l'organe d'arrêt du gaz épuré, et de l'ouverture de l'organe d'arrêt des poussières et de l'organe d'arrêt du soufflage par reflux d'une chambre de filtration. Dans le cas de ce mode de réalisation de la présente invention, un volume bien défini de l'air ambiant est échauffé, dans le récipient sous pression, par la conduite de gaz brut, ce qui entraîne une augmentation de sa pression à une valeur le rendant approprié pour le nettoyage des éléments filtrants.A l'occasion de l'ouverture de l'organe d'arrêt du soufflage par reflux et de l'organe d'arrêt des poussières, ainsi que lors de la fermeture de l'organe d'arrêt du gaz brut et de l'organe d'arrêt du gaz épuré, la pression qui règne dans le récipient sous pression diminue par l'intermédiaire de la chambre de filtration en question en nettoyant les éléments filtrants de ladite chambre. Par l'ouverture de la soupape, on peut refaire le plein avec de l'air ambiant, qui est ensuite lui aussi réchauffé. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le collecteur de gaz épuré est relié au récipient sous pression. Cette liaison peut être, soit réalisée facultativement, en alternance avec la liaison du récipient sous pression avec l'air ambiant, soit être prévue à la place de cette dernière liaison. La liaison du collecteur de gaz épuré avec le récipient sous pression est avantageuse, car elle permet une adaptation de l'écoulement du gaz de soufflage par reflux, laquelle n'existe pas lorsque cet écoulement se fait à partir de la tubulure de la chambre de filtration, tubulure qui relie cette chambre au collecteur de gaz épuré et sert à l'évacuation de ce gaz. Un mode de réalisation de la présente invention prévoit donc qu'un organe d'arrêt du gaz épuré soit intercalé entre chaque chambre de filtration et le collecteur de gaz épuré, et qu'un récipient sous pression soit raccordé au collecteur de gaz épuré, récipient sous pression qui est relié, par un organe d'arrêt du soufflage par reflux séparé, à chaque chambre de filtration, l'organe d'arrêt du gaz épuré affecté à la chambre de filtration concernée par le nettoyage étant en outre fermé et l'organe d'arrêt du soufflage par reflux affecté à ladite chambre de filtration à nettoyer étant en outre ouvert en vue du nettoyage des éléments filtrants de ladite chambre de filtration. Une caractéristique additionnelle de la présente invention prévoit en outre que le récipient sous pression entoure la conduite de gaz brut. Une autre caractéristique additionnelle de la présente invention prévoit que la section libre des organes d'arrêt du soufflage par reflux soit inférieure à celle des organes d'arrêt du gaz épuré. Une autre caractéristique de la présente invention prévoit que les chambres de filtration soient disposées sur une circonférence autour d'un distributeur relié à la conduite de gaz brut. Une autre caractéristique de la présente invention propose que le réservoir collecteur de poussières doive être raccordé de façon à ne pas être sous pression, et ce par l'intermédiaire d'une soupape. Enfin, une autre caractéristique de la présente invention prévoit que la conduite de gaz brut se termine par un pré-dépoussiéreur et que ledit pré-dépoussiéreur soit raccordé au réservoir collecteur de poussières par l'inter médiaire d'un organe d'arrêt. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de realisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe partielle d'une installation de filtrage, suivant la ligne I-I de la figure 2 - la figure 2 est une vue en plan de l'installation de filtrage selon la figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe d'une chambre de filtration de l'installation de filtrage. Une installation de filtrage comporte une conduite de gaz brut 1 qui débouche dans un distributeur 2 équipé d'un pré-dépoussiéreur 3. Plusieurs chambre de filtration 4 (voir figure 2) sont disposées sur une circonférence autour du distributeur 2. Un réservoir collecteur de poussières 5 est prévu au-dessous du pré-dépoussiéreur 3. Les chambres de filtration 4 sont conçues comme représenté sur la figure 3. Des bougies filtrantes 7 sont disposées sur une plaque perforée 6. Sur le côté du gaz brut, la chambre de filtration 4 est munie d'une tubulure d'admission 8 et d'un orifice d'évacuation des poussières 9. Sur le côté du gaz épuré, une tubulure de sortie 10 et une tubulure de soufflage par reflux 11 sont prévues sur la chambre de filtration 4. Par leur tubulure d'admission 8 et par l'intermédiaire d'organes d'arrêt du gaz brut 12, les chambres de filtration 4 sont reliées au distributeur 2. Par leur tubulure de sortie 10 et par l'intermédiaire d'organes d'arrêt du gaz épuré 13, elles sont raccordées à un collecteur de gaz épuré commun 14. Les orifices d'évacuation des poussières 9 sont reliés au réservoir collecteur de poussières 5 par l'intermédiaire d'organes d'arrêt des poussières 15. Le pré-dépoussiéreur 3 est en outre raccordé au réservoir collecteur de poussières 5 par l'intermédiaire d'un autre organe d'arrêt 16. Le réservoir collecteur de poussières 5 présente un dispositif central de décharge ou d'évacuation des poussières 17. Il faut qu'il ne soit pas sous pression, ce résultat étant obtenu par l'intermédiaire d'une conduite 18 et d'une soupape 19. Les tubulures de soufflage par reflux 11 des chambres de filtration 4 sont raccordées, par l'intermédiaire d'organes d'arrêt du soufflage par reflux 20, à un récipient sous pression 21, qui entoure la conduite de gaz brut 1 et qui est en liaison d'échange de chaleur avec celle-ci, du fait que la paroi extérieure de la conduite de gaz brut 1 constitue la paroi intérieure du récipient sous pression 21. Le récipient sous pression 21 est relié au collecteur de gaz épuré 14 par l'intermédiaire d'une soupape 22 et d'une conduite 23. En outre, une soupape à vide 24 donnant sur l'atmosphère par l'intermédiaire d'un orifice 25 est raccordée au récipient sous pression 21. Le mode opératoire de l'installation de filtrage précédemment décrite est, pour ltessentiel, le suivant La conduite de gaz brut 1 est alimentée en gaz brut chargé de poussières à une température d'environ 10000C. Pour de telles installations de filtrage, le gaz brut est sous une pression élevée, à savoir 2,5 bars. Les particules de poussières lourdes tombent dans le pré-dépoussiéreur 3. Le gaz brut passe dans les chambres de filtration 4 à travers les organes d'arrêt du gaz brut 12 ouverts. Les poussières se déposent sur les éléments Filtrants 7. Par l'intermédiaire des organes d'arrêt du gaz épuré 13 ouverts, le gaz épuré pénètre dans le collecteur de gaz épuré 14. Sur les figures, ce trajet du gaz est représenté par des flèches en trait plein. Etant donné que le gaz brut est soumis à une pression relativement élevée, il faut escompter une forte teneur en poussières par unité de volume de gaz brut, poussières qui se déposent sur les éléments filtrants 7. Pour nettoyer les éléments filtrants 7 d'une chambre de filtra tion 4, on ferme l'organe d'arrêt du gaz brut 12 et l'organe d'arrêt du gaz épuré 13 de cette chambre de filtration 4. On ouvre l'organe d'arrêt des poussières 15 et l'organe d'arrêt du soufflage par reflux 20 de cette chambre 4. Les organes d'arrêt 16 et 17 sont fermés. Du fait de l'ouverture de l'organe d'arrêt 19, le réservoir collecteur de poussières 5 n'est plus sous pression. Le récipient sous pression 21 est raccordé au collecteur de gaz épuré 14 par l'intermédiaire de la soupape 22 ouverte.De ce fait, un courant de soufflage par reflux s'écoule, à partir du collecteur de gaz épuré 14, et par l'intermédiaire du récipient sous pression 21, à travers les éléments filtrants 7, de sorte que le gâteau de filtre tombe dans l'espace de la chambre de filtration 4 qui est situé sur le côté du gaz brut et qui n'est pas sous pression, et aboutit dans le réservoir collecteur de poussières 5 à travers l'orifice d'évacuation des poussières 9. Les organes d'arrêt 15 et 20 de la chambre 4 net toyée sont ensuite à nouveau fermés et les organes d'arrêt 12 et 13 de cette chambre 4 ouverts. Ladite chambre fonctionne alors à nouveau selon le processus de filtrage. La chambre 4 suivante peut alors être nettoyée, le nettoyage des chambres de filtration 4 se succédant, soit à des intervalles de temps fixes, mais réglables, soit en fonction de la perte de charge sur éléments filtrants 7, qui augmente lorsque la charge de poussières s'accroît. Pendant le nettoyage des éléments filtrants 7 d'une chambre de filtration 4, le processus de filtrage est maintenu dans les autres chambres, de sorte que le nettoyage n'entraîne pas une interruption d'ensemble de ce processus. Les poussières qui s'accumulent dans le pré-dépous- siéreur 3 sont introduites sous pression, à des intervalles de temps déterminés, dans le réservoir collecteur de poussières 5, du fait de l'ouverture de l'organe d'arrêt 16. On peut vider ledit réservoir collecteur de poussières 5, sous la pression du gaz brut, en ouvrant les organes d'ar rêt 16 et 17 et en fermant l'organe d'arrêt 19. Sur la figure 1, les sens d'écoulement qui interview nent pendant le nettoyage des chambres de filtration sont représentés en trait discontinu. Dans le cas du processus de nettoyage des éléments filtrants 7 d'une chambre 4 qui est décrit ci-dessus, le nettoyage est effectué par le gaz épuré lui-même. Etant donné que le gaz épuré présente sensiblement la même pression que le gaz brut et que, pour le nettoyage des élé- ments filtrants 7, l'espace de la chambre de filtration 4 concernée qui est situé sur le côté du gaz brut n'est pas sous pression, on fait efficacement sauter le gâteau de filtre. Etant donné que la température du gaz épuré est sensiblement aussi élevée que celle du gaz brut, on évite qu'il ne se produise une condensation et un encrassement humide des conduites et des. éléments filtrants. Le gaz épuré est, de plus, réchauffé, dans le récipient sous pression 21, pour le courant de soufflage par reflux.Bien que ceci ne soit pas indispensable, l'effet en est favorable. La section d'ouverture de l'organe d'arrêt du soufflage par reflux 20 est inférieure à celle de l'organe d'arrêt du gaz épuré 13. On obtient ainsi une augmentation de la vitesse d'écoulement du courant de soufflage par reflux par rapport au courant de gaz épuré, ce qui facilite l'évacuation par soufflage du gâteau de filtration. Dans un exemple de réalisation simplifié, où le gaz épuré sert lui-même à l'évacuation par soufflage du gâteau de filtration des éléments filtrants 7, on peut supprimer l'organe d'arrêt du gaz. épuré 13, ainsi que la liaison supplémentaire du collecteur de gaz épuré 14 par la conduite 23, le récipient sous pression 21 et les organes d'arrêt du soufflage par reflux 20. Le courant de soufflage par reflux s'écoule alors directement du collecteur de gaz épuré 14 à la chambre de filtration 4 à nettoyer, dont l'organe d'arrêt du gaz brut 12 étant fermé et l'organe d'arrêt des poussières 15 ouvert. Le récipient sous pression 21 et sa liaison avec les différentes chambres de filtration 4, par l'intermé- diaire des organes d'arrêt du soufflage par reflux 20, sont indispensables lorsque, pour des raisons d'exploitation ou de sécurité, le soufflage par reflux doit être effectué, uniquement ou alternativement, avec de l'air frais à la place du gaz épuré. Dans ce cas, la conduite 23 peut être supprimée ou la soupape 22 être fermée. Le nettoyage d'une des chambres de filtration 4 est alors effectué par le fait que l'air parvenu dans le récipient sous pression 21, par l'intermédiaire de la soupape à vide 24, s'échauffe dans ledit récipient sous pression 2t, ce qui fait augmenter sa pression.Si l'on ouvre ensuite un des organes d'arrêt du soufflage par reflux 20, l'or- gane d'arrêt des poussières 15 étant ouvert et l'organe d'arrêt du gaz brut 12 ainsi que l'organe d'arrêt du gaz épuré 13 étant fermés, les gâteaux de filtration sautent sous l'effet de la pression qui règne dans le récipient sous pression 21, ce qui a pour conséquence que la pression diminue dans ledit récipient 21 et que de l'air frais est à nouveau aspiré de l'atmosphère par l'intermédiaire de la soupape à vide 24. L'air frais aspiré est à nouveau échauffé, de sorte que la pression est à nouveau disponible dans le récipient sous pression 21 pour le nettoyage des éléments filtrants 7 de la chambre de filtration 4 suivante. De nombreuses variantes supplémentaires sont possibles dans le cadre de la présente invention. C'est ainsi, par exemple, que les chambres de filtration 4 peuvent être disposées en parallèle ou en série au lieu d'être placées en forme de cercle. REVENDICATIONS 1.- Installation de filtrage de gaz bruts chauds et chargés de poussières, laquelle comporte plusieurs chambres de filtration présentant des éléments filtrants ou de filtrage, chambres qui sont reliées, sur le côté du gaz brut, à une conduite de gaz brut commune et à un réservoir collecteur de poussières qui n'est pas sous pression, et qui débouchent, sur le côté du gaz épuré, dans un collecteur de gaz épuré commun, lesdites chambre de filtration pouvant être alimentées individuellement à partir d'une conduite de soufflage par reflux, en vue du nettoyage des éléments filtrants, ?ar.actérisée en qu'une pression supérieure à la pression atmosphérique (pression positive) règne dans la conduite de gaz brut (1), en ce qu'un organe d'arrêt des poussières (15) est prévu entre chaque chambre de filtration (4) et le réservoir collecteur de poussières (5), et un organe d'arrêt du gaz brut (12) entre chaque chambre de filtration (4) et la conduite de gaz brut (1), l'organe d'arrêt du gaz brut (12) affecté à la chambre de filtration (4) concernée par le nettoyage étant fermé en vue du nettoyage des éléments filtrants (7) de ladite chambre (4), et l'organe d'arrêt des poussières (15) affecté à cette dernière étant ouvert, et le collecteur de gaz épuré (14) servant de conduite de soufflage par reflux pour cette chambre de filtration (4) 2.- Installation de filtrage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un organe d'arrêt du gaz épuré (13) est intercalé entre chaque chambre de filtration (4) et le collecteur de gaz épuré (14), et qu'un récipient sous pression (21) est raccordé (22, 23) au collecteur de gaz épuré (14), récipient sous pression qui est relié, par un organe d'arrêt du soufflage par reflux (20) séparé, à chaque chambre de filtration (4), l'organe d'arrêt du gaz épuré (13) affecté à la chambre de filtration (4) concernée par le nettoyage étant en outre fermé et l'organe d'arrêt du soufflage par reflux (20) affecté à ladite chambre de filtration (4) à nettoyer étant en outre ouvert en vue du nettoyage des éléments filtrants (7) de ladite chambre de filtration (4). 3.- Installation de filtrage de gaz bruts chauds et chargés de poussières, laquelle comporte plusieurs chambres de filtration présentant des éléments filtrants ou de filtrage, chambres qui sont reliées, sur le côté du gaz brut, à une conduite de gaz brut commune et à un réservoir collecteur de poussières qui n'est pas sous pression, et qui débouchent, sur le côté du gaz épuré, dans un collecteur de gaz épuré commun, lesdites chambres de filtration pouvant être alimentées individuellement à partir d'une conduite de soufflage par reflux, en vue du nettoyage des éléments filtrants, caractérisée en ce qu'une pression supérieure à la pression atmosphérique (pression positive) règne dans la conduite de gaz brut (1), en ce qu'un organe d'arrêt des poussières (15) est prévu entre chaque chambre de filtration (4) et le réservoir collecteur de poussières (5), et un organe d'arrêt du gaz brut (12) entre chaque chambre de filtration (4) et la conduite de gaz brut (1), en ce qu'un organe d'arrêt du gaz épuré (13) est intercalé entre chaque chambre de filtration (4) et le collecteur de gaz épuré (14), et en ce qu'un récipient sous pression (21), lequel est en relation d'échange de chaleur avec la conduite de gaz brut (1), est prévu et peut être raccordé à chaque chambre de filtration (4) par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt du soufflage par reflux (20), et à l'air ambiant ou atmosphère par l'intermédiaire d'une soupape (24), une chambre de filtration (4) concernée par le nettoyage étant mise sous pression à partir du récipient sous pression (21), lors de la fermeture de l'organe d'arrêt du gaz brut (12) et de l'organe d'arrêt du gaz épuré (13), et de l'ouverture de l'organe d'arrêt des poussières (15) et de l'organe d'arrêt du soufflage par reflux (20) d'une chambre de filtration (4). 4.- Installation de filtrage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le récipient sous pression (21) entoure la conduite de gaz brut (1). 5.- Installation de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pression est comprise entre 2 et 3 bars. 6.- Installation de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes 2 à 5, caractérisée en ce que la section libre des organes d'arrêt du soufflage par reflux (20) est inférieure à celle des organes d'arrêt du gaz épuré (13). 7.- Installation de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les chambres filtration (4) sont disposées sur une circnnférence autour d'un distributeur (2) relié à la conduite de gaz brut (1). 8.- Installation de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réservoir collecteur de poussières (5j doit être raccordé de façon à ne pas être sous pression, et ce par l'intermé- diaire d'une soupape (19). 9.- Installation de filtrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite de gaz brut (1) se termine par un pré-dépoussiéreur (3) et en ce que ledit pré-dépoussiéreur (3) est raccordé au réservoir collecteur de poussières (5) par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt (16).