Brevet FR2507913A1 — publié le 19821224

la présente invention concerne une installation de filtra tion d'un flux de fluide contaminé utilisant un matériau granulé capable d'adsorber et/ou d'absorber les contamdnants, du type com- portant un caisson a l'intérieur duquel le matériau granulé est disposé en lits filtrants traversés par le flux de fluide et des cunEartiments de chargement et de déchargement situés respectivement à la partie supérieureet å la tartie inférieure du caisson et permettant le renouvellement pneumatique dudit matériau. Ces installations sont utilisées en particulier dans l'in- dustrie nucléaire pour épurer l'air rejeté par les centrales. Le matériau granulé, souvent constitué par du charbon actif ou des zéolithes, a une durée d'utilisation limitée et doit être renouvelé périodiquement. Les opérations de chargement et de déchargement nécessaires à ce renouvellement sont effectuées par des systèmes de transfert pneumatique qui pulsent le matériau ou l'aspirent respective ment dans et hors des cnsp.rtiments de chargement et de déchargement, lesquels communiquent avec les lits filtrants. Une telle installation de filtration utilisant de tels systèmes pneumatiques est décrite dans FR - A 2.435.281. Les installations de ce type actuellement connues compor- tent certains inconvénients : - le caisson, de forme parallélépipédique, formé d'une partie cen trale contenant les lits de part et d'autre de laquelle sont pr6- vues des chambres ou collecteurs d'admission et de sortie du fluide, présente un encombre ment important, ce qui crde un pro blème lorsqu'il doit, en cas d'avarie, être remplacé c'est le cas en particulier lorsque ce caisson est placé dans un local. exigu aux accès étroits - le caisson, en raison de sa configuration propre, présente des w lumes morts inportants au-dessus et en-dessous des lits filtrants, qui ne sont pas, ou peu, parcourus par le flux de fluide à épurer ; il en résulte une mauvaise utilisation du matériau granulé qui est un produit cher et qui doit être renouvelé fréuement ;; - la forme parallelépipSdique donnée au caisson ne lui permet pas de rXsister dans les meilleures conditions aux effets de la pression du fluide, généralement du gaz, à épurer - le matériaU granulé pulsé dans le ccmpartirent de chargement a une teneur en poussières, c'est- -dire en grains de dimensions inférieures à la moyenne normale, importante, ce qui nuit à l'homogénéité granulométrique des lits filtrants et occasionne une pollution de l'installation. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients sus-mentionnEs et propose à cet effet une installation dont le caisson est muni intérieurement d'une unité de filtration comportant un ensemble disjoint d'6léments creux en forme de boîtiers parallèlépipédiques aplatis, chacun comprenant un cadre périphérique en forme de losange et deux faces parallèles prévues pour permettre le passage du fluide et ewp8cher le passage des grains de matériau, les dits éléments étant alignés et disposés de façon telle que l'une des diagonales des losanges soit horizontale et un chemisage paralldldpip6- dique enveloppant l'ensemble des éléments et dont la section droite est un losange correspondant au cadre précité, les espaces interm6- diaires entre deux éléments successifs recevant le matériau granulé et formant ainsi les lits filtrants précités. La forme de l'unité de filtration, celle d'un parnllelepi- pède de section droite en losange, et sa position qui est telle que l'une des diagonales des cadres (ou d'une section du chemisage) soit hDrizontale (l'autre diagcrale pouvant être plus ou moins inclinée par rapport à la verticale) permet de donner au caisson une forme autre que parallèlépipédique tout en ménageant, de part et d'autre de ladite unité, des chambres d'admission et de sortie de fluide. I1 en résulte une possibilité de réduire considérablement l'encombre- ment du caisson et par conséquent de faciliter sa maniabilité. Selon une autre caractEristique de l'invention, le caisson a la forme d'un cylindre de section droite circulaire et les cadres des éléments creux précités ainsi que la section droite du chemisage sont de forme carrée, l'unité de filtration étant disposée coaxialement au caisson, sa section droite, carrée, 8tant inscrite dans la section droite circulaire dudit caisson. Cette forme donnée au caisson d'une part, aux cadres et au chemisage d'autre part, ainsi que la position relative dudit caisson et de ladite unit8 permet une diminution maximale du caisson, donc de son encombrement, et de ramener a une valeur minimale les volumes morts, donc d'améliorer les conditions d'utilisation du matériau gié. Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson cylindrique est muni, à ses deux extrémités, de fonds bombés. Cette forme donnée au caisson lui penmet de résister dans les meilleures conditions aux effets de la pression du fluide. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le chemisage coMporte, à sa partie supérieure, une fente d'alimentation et, à sa partie inférieure, une fente de vidange, les dites fentes étant disposées selon les arêtes supérieure et inférieure de ladite unité et les ccmçartiments précités sont constitués par une goulotte de chargemant et par une goulotte de déchargement communiquant res pactivement avec les fentes précitées. Le chargement et le déchargement du matériau granulé se font ainsi en mettant à profit la forme et le positionnement de l'unité de filtration. Toujours selon l'invention, la goulotte de chargement est munie d'un puits d'alimentation communiquant, par l'intermédiaire d'un distributeur, avec des moyens d'injection pneumatique du maté- riau et comporte, à sa partie supérieure, une chambre de dépoussié- rage traversee par le puits précité, et, à sa partie inferieure, une chambre de distribution communiquant avec la fente d'alimentation précitée, les dites chambres étant séparées par une paroi perforée. L'installation parmet donc un depoussiérage du matériau granulé lors de l'opération de chargement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exem- ple non limitatif : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une installation de filtration selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe partielle selon la ligne II-II de la figure 1 t - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2 ;; - la figure 4 est une vue schématique en perspective et avec arra chements partiels de l'unité de filtration montrant la disposition des lits filtrants à l'intArieur du chemisage - la figure 5 est une vue partielle en perspective et en coupe de la partie centrale supérieure de l'installation montrant la gou lotte de chargement. Selon le mcde de réalisation représenté aux figures join- tes, l'installation de filtration selon l'invention, destinée à débarrasser un flux d'air de ses contamunants radio-actifs, com- prend essentiellement un caisson cylindrique 100 de section circu- laire et d'axe XX', à l'intérieur duquel est disposée une unité de filtration 101.Cette unité 101 est constituée essentiellement par un ensemble disjoint d'éléments creux 102 tous identiques, c'est A-dire un ensemble d'éléments disposés en alignement à la suite les uns des autres mais non jointifs, et par un chemisage 105 qui enveloppe ledit ensemble. Chaque élément 102 comporte un cadre périphé- rique 103 en forme de losange, en l'occurence de forme carrée, d'épaisseur relativement faible par rapport aux côtés du carré, et deux faces parallèles 104a, 104b de sorte qu'il présente la forme d'un boîtier parallèlépipSdique aplati. Les faces 104a et 104b sont aonstituXes par des tôles perforées ou par un grillage, de façon å laisser libre passage au fluide, c'est-à-dire å l'air, mais les per- forations de la tôle ou les mailles du grillage sont suffisamment petites pour empe^cher le passage des grains du matériau, par exemple le charbon actif, destiné à former les lits filtrants. Chaque cadre carré 103, dont les côtés sont désignés par 103a, 103b, 103c, 103d, comporte, sur deux côtés adjacents tels que 103a, 103b ou 103c, 103d, des lumières 106 destinées au passage de l'air å épurer.Les éléments 102 sont montés de telle façon que les lumières 106 de deux éléments consécutifs se trouvent alternativement d'un côté et de l'autre, c'est-avdire alternativement en haut et en bas dans le cas de la figure 3 et alternativement à droite et à gauche dans le cas de la figure 4. Le chemisage 105, par exemple en tôle inox, qui enveloppe l'ensemble disjoint des éléments alignés 102 et qui présente, de ce fait, la forme d'un parallèlépipède de section carrée, est muni, sur ses quatre faces, de lumières 107 situées en regard des lumières 106. L'espace entre deux éléments 102 consécutifs est destiné à être empli de matériau granulé, réparti ainsi en lits filtrants 108. Ces lits 108 sont délim;eés par les faces 104a et 104b de deux éléments 102 consécueifs et par le chemisage 105 et sont de forme carrée come les éléments 102 eux-mSmes. L'unité de filtration 101 est disposée dans le caisson 100 ccexialement à ce dernier et l'en- semble est orienté de façon que l'une D des deux diagonales des cadres carrés 103 soit horizontale, c'est-à-dire que L'unité paral lèlépipédique carrée 101, vue selon l'axe XX', présente une arête supérieure et une arête ;nfSrieure. Le chemisage 105 comporte, à sa partie supérieure qui correspond l'arête supérieure de l'unité 101, une fente d'alimentation 109 et est nuni d'une goulotte 110 de chargement du matériau granulé lequel arrive dans ladite goulotte par un puits d'alimentation 111. La goulotte 110 est divisée, par une paroi perforée 116 en tôle, sensiblement parallèle a la fente 109, en deux chambres, l'une supérieure 114, l'autre inférieure 115. La chambre 114 dont l'une des extrémités est traversée par le puits d'alimentation 111 constitue une chambre de dépoussié- rage et est munie à cet effet, à son autre extrOmité, d'un raccord 112 prévu pour être relié å un dispositif aspirateur de poussières connu (non représenté). La chambre 115 est une chambre de distribution qui commu- nique avec la fente 109 et qui est munie, lateralement et de part et d'autre de ladite fente, de rampes perforées 113a et 113b alimentées en air comprimé et prévues pour diriger des jets d'air comprimé en direction des parties inférieures 115a et 115b de la chambre 115 comme indiqué par les flèches F de la figure 2.La chambre 115 com- porte en outre, sous le puits 111, un réEartiteur 117 en forme de dièdre, disposé au-dessous de la paroi 116, parallèolement å la fente 109 et coiffant cette dernière. Le repartitolr 117 dirige le matériau granule ayant traverse la paroi 116 de part et d'autre de la fente 109 de façon qu'il soit reparti uniformement au-dessus des rampes perforees 113a et 113b et ne tombe pas directement dans ladite fente 109. Le puits d'alimentation 111 reçoit le matériau granule délivré par des mayens d'injection SONS pression connus (non repre- sentes} par l'intermSdiaire d'un distributeur 120 OOmpDrtant un tube droit 121 de régulation pneumatique dont l'extrémité 121a est reliée aux moyens d'injection précités, d'un divergent 122 réduisant la vitesse du transport pneumatique et d'un tampon amortisseur 123, par exemple en caoutchouc disposé à l'extrémité dudit tube droit 121 et et dudit divergent 122/prévu pour éviter les effets de broyage des grains de matFriau a la suite de l'impact. Le chemisage 105 comporte, à sa partie inférieure qui correspond à l'arête inférieure de l'unité 101, une fente de vidAnge 125 et est muni d'une goulotte de déchargement 126 qui com- munique directement avec ladite fente. La goulotte 126 est munie également d'un raccord de vidange obturable 127 prévu pour être relie à des moyens d'aspiration du matériau connus (non representes) et de deux tamis latéraux 128a, 128b places de part et d'autre de la fente 125 a proximité du raccord de vidange 127.Ces tamis permettent l'Evacuation des poussières comme il sera explique ci-apres. Le caisson 100 est constitue de deux demi-viroles 100a et 100b qui ont une section en demi-cercle de rayon sensiblement égal ou légèrement supérieur à D/2 et sont soudées sur les goulottes 110 et 126. Les deux demi-viroles 100a et 100b sont fermées, a leurs deux extrEmites, par deux fonds bombEs 130 et 131 munis d'embouts à bri- des 130a et 131a prévus pour être raccordés au circuit (non repr6- sente) vEhdculant l'air a apurer. Deux opercules 132 et 133 soudEs entre les demi-viroles 100a, 10b et l'unité de filtration 101 permettent de diviser le volume interne du caisson en deux chambres ou collecteurs séparés, l'un d'admission 134 communiquant avec l'embout 130a qui reçoit l'air contaminé, l'autre d'évacuacuation 135 qui commu- nique avec l'embout 131a par lequel s'échappe l'air épuré. Les lumières 106 des éléments 102 successifs communiquent alternative- ment avec l'un et l'autre des oollecteurs 134 et 135 de sorte que l'air qui pénètre par l'embout 130a dans le collecteur 134 ne peut passer dans le collecteur 135 qu' avoir traversé les lits filtrants 108.Les flèches F de la figure 3 indiquent la trajectoire du flux d'air quand il entre contaminé par l'embout 130a et sort épuré par l'embout 131a. Un vibrateur 136 est monte sur le fond 130. Le caisson 100 est monte sur un bâti 137 de maniere que son axe XX' soit incliné d'un angle de 15 environ par rapport à l'hDrizontåle. Une telle disposition permet de faciliter l'eccule- ment du matériau granule du puits d'alimentation 111 dans la goulotte de chargement 110 et ltévacuation dudit matériau en direction du rac- oord de vidange 127, c'est-d-dire hors de la goulotte de decharge- ment 126. Lors du chargement, le matériau granule propre amené par le distributeur 120 au puits 111 pénètre danr la chambre 115. Dans cette dernière, après avoir été guidé par le répartiteur 117 en direction des rampes de soufflage 113a et 113b, il est brasse par l'air éjecte par ces rampes, chemine dans les parties latérales inférieures 115a et 115b de la chambre 11S, puis pénètre, par la fente 109, dans les intervalles entre les éléments 102 et constitue ainsi les lits filtrants 103. Lors de ce brassage, les poussières fines du matériau ayant pénétré dans la chambre 115 sont aspirées à travers la paroi perforée 116 et évacuées par le raccord 112. Pour le dechargement, on relie le raccord de vidange 127 aux moyens d'aspiration, le matériau granulé contaminé des lits filtuants passe alors dans la goulotte de déchargement 126 en traversant la fente inférieure 125. Le vibrateur 136 est mis en service en fin de vidange pour faciliter l'evacuation du matériau. Les grains fins ou poussières du matériau qui auraient pu traversor les faces 104 a, 104b des éléments 102 et s'accumuler aux points bas 134a, 135a des collecteurs 134 et 135 sont également aspirés, ils traver- sent les tamis 128a, 128b et sont évacués par le raccord 127. I1 est à noter que les tamis 128a, 128b empêchent la remontée des grains normaux du matériau vers les collecteurs. I1 apparaît clairement de ce qui précède que l'installation selon l'invention permet, en raison de la forme et de la disposition des éléments 102, non seulement de réduire l'encombrement du caisson et de diminuer les volumes morts comme indiqué plus haut mais égale ment de faciliter le chargement du fait de l'introduction du matériau dans l'unité de filtration par l'arête supérieure de cette derniere, de faciliter son déchargement du fait de ltévacuation dudit matériau par l'arête inférieure de l'unité de filtration et enfin d'assurer un dépoussiérage efficace lors du chargement évitant ainsi toute pollution de l'installation lors du chargement tout en assurant une bonne homDgénéite des lits filtrants et une évacuation des poussières résiduelles lors du déchargement. De nombreuses modifications pourraient être apportées aux réalisations décrites et représentées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Installation de filtration d'un flux de fluide conta- miné utilisant un matériau granulé capable d'adsorber et/ou d'absorber les oontaminants, du type ccmporbant un caisson (100) à l'inté- rieur duquel le matériau granule est dispose en lits filtrants traverses par le flux de fluide et des compartiments de chargement (110) et de déchargement (126) situés respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure du caisson (100) et permettant le renouvel- lement pneumatique du matériau, ladite installation étant caractérisée en ce que le caisson (100) est muni intErieurement d'une unité de filtration (101) comportant un ensemble disjoint d'éléments creux (102), en forre de boîtiers parallèlépipéliques aplatis, chacun ccmprenant un cadre oériphérique (103) en forme de losange et deux faces paralldles (104a, 104b) prévues pour permettre le passage du fluide et empêcher le passage des grains de matériau, les dits éléments (102) étant alignes et disposés de façon telle que l'une des diagonales D des losanges soit horizontale et un chemisage parallèlepipfidique (105) enveloppant l'ensemble des éléments (102) et dont la section droite est un losange correspondant aux cadres (103) précités, les espaces intermédiaires entre deux éléments (102) successifs recevant le mat6- riau granulé et formant ainsi les lits filtrants précités (108). 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caisson (100) a la fcrme d'un cylindre de section droite circulire et en ce que les cadres (103) des éléments (102) ainsi que la section droite du chemisage (105) sont de forme carrée, l'unité de filtration (101) étant disposée ooaxialement au caisson (100), sa section droite, carrée, étant inscrite dans la section droite circu- laire dudit caisson (100). 3. - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le caisson cylindrique (100) est muni, à ses deux extrémités, de fondds bombés (130, 131). 4. - Installation selon la revenSication 2, caractérisée en ce que le caisson (100) est disposé de façon que son axe XX' fasse un angle de 15 environ avec l'horizontale. S. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément (102) importe, sur deux côtés adjacents (103a, 103b) de son cadre (103), des lumières (106) situées en regard d'ouvertures correspDndantes (107) pratiquées dans le chemisage (105) pour permettre l'entrée et la sortie du flux de fluide. 6. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chemisage (105) comporte, à sa partie sucérieure, une fente d'alimentation (109), et à sa partie inférieure, une fente de vidange (125), les dites fentes étant disposées selon les arêtes supérieure et inférieure de l'unité 101) et en ce que les comparti- ments précités sont constitués par une goulotte de chargement (110) et par une goulotte de déchargement (126) communiquant respectivement avec les fentes précitées (109, 125). 7. - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la goulotte de chargement (110) est munie d'un puits d'a- limentation (111) recevant, psr l'intfrmSdiadre d'un distributeur (120), le matériau injecté pneumatiquement et comparte, å sa partie supérieure une chambre de dépoussiérage (114) traversée par le puits (111} précité, et, a sa partie inférieure, une chambre de distribution (115) communiquant avec la fente (109) précitée, les dites cham- bres (114, 115) étant séparées par une paroi perforée (116). 8. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le distributeur (120) précité comporte un tube de régularisation (121), communiquant, par l'intermdiaire d'un divergent coaxial (122), avec le puits (111) et un tampon amDrtisseur (123) disposé à l'extrémité dudit tube et dudit diverqent. 9. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chambre de distribution précitée (115) est munie d'un répartiteur de matériau (117) en forme de dièdre, disposé sous le puits (111) et coiffant la fente précitée (109) et de rampes de soufflage d'^ir comprimé (113a, 113b) disposées de part et d'autre de ladite fente (109). 10. - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la goulotte de déchargement (126t comporte deux tamis (128a, 128b) disposés de part et d'autre de la fente de vidange (125) et destinés à permettre la recuSératisn des grains de matériau cu poussieres qui auraient pu traverser les faces (104a, lO4b) des élé- ments (102) précités.