Brevet FR2501875A1 — publié le 19820917

La présente invention se rapporte à un procédé pour optimiser la puissance de séparation d'un électrofiltre fonctionnant à sec avec un refroidissement par vaporisation en amont, dans lequel on règle la quantité de liquide à pul- vériser dans le refroidisseur par vaporisation suivant une valeur de consigne de la température. Pour améliorer la puissance de séparation d'électro- filtres, on monte souvent en amont de ceux-ci des refroi- disseurs par vaporisation. Ceux-ci ont pour but d'abaisser la température du gaz et d'influencer favorablement la ten- dance à se séparer de la poussière entraînée dans le courant gazeux. Ils provoquent en outre un certain dépoussiérage préalable,des particules de poussière étant agglomérées avec le liquide pulvérisé en des particules plus grandes, et se séparant aux endroits de changement de direction, ou lors- que la vitesse du gaz diminue sous l'influence de la force de gravité. Dans bien des cas, la résistance à la poussière -grandeur caractéristique de la tendance à se séparer dans l'électrofiltre- est supérieure à la valeur critique de 1011 ncm, de sorte qu'un dépoussiérage de gaz à l'aide d'un électrofiltre n'est possible à un coût acceptable que si la résistance de la poussière est abaissée en-dessous de cette valeur par abaissement de la température du gaz. (cf. revue Technische Mitteilungen, 71, année (1978), pages 123 à 131, notamment page 127, figure 17). La résistance de la poussière est d'autant plus petite et la puissance de séparation est d'autant meilleure que la température du gaz est plus petite. Mais, compte te- nu du danger de corrosion, on ne peut abaisser la tempéra- ture du gaz qu'à une valeur qui n'est pas inférieure au point de rosée acide. L'abaissement de la température d'un courant gazeux à dépoussiérer dans un électrofiltre, à l'aide d'un refroidisseur par vaporisation, est donc limité à une valeur inférieure,qui dépend de diverses grandeurs ayant de l'influence et qui est soumise en outre, pendant le fonctionnement, à des fluctuations plus ou moins fortes. Il ne suffit donc pas, lors de la conception d'une installation de dépoussiérage à refroidisseur par vaporisa- 2 2501875 tion et à électrofiltre, de déterminer le plus exactement possible le point de rosée acide auquel on peut s'attendre, et d'en tenir compte en conséquence; on doit aussi, pour optimiser la puissance de séparation et pour régler l'ins- tallation sur une composition de gaz qui se modifie,prendre soin d'adapter en permanence le mode de fonctionnement du refroidisseur par vaporisation aux conditions existantes. Mais on se heurte, à cet égard, à la grande diffi- culté qu'il n'est pas possible, pour l'instant, de détermi- ner le point de rosée acide d'une manière continue et fiable. Les appareils connus pour la détermination du point de rosée acide sont sujets à des pannes en raison d'un en- crassement que l'on ne peut pas éviter et nécessitent un entretien effectué avec soin. Ils doivent être nettoyés pratiquement après chaque mesure pour exclure toute erreur de mesure et pour assurer un fonctionnement impeccable. Des appareils de mesure fonctionnant automatiquement sont donc très coûteux et compliqués. En s'en servant on peut, au mieux, procéder à une détermination par intermittence du point de rosée acide, mais sans pouvoir établir de régula- tion du refroidisseur par vaporisation dans le dessein d'optimiser la puissance de séparation de l'électrofiltre. Les valeurs de mesure ne sont obtenues qu'à des intervalles de temps trop grands et un dispositif de régulation qui serait arrêté sur ces bases ne pourrait pas réagir assez vite aux conditions de fonctionnement qui se modifient afin d'éviter, d'une manière sûre, les dégats par corrosion. On pourrait, certes, écarter ce danger en se maintenant à une distance de sécurité suffisamment grande du point de rosée acide, mais on serait ainsi éloigné de l'optimisation de la puissance de séparation que l'on vise. D'autre part, bien souvent il ne se produit absolument pas de modification du point de rosée acide pendant des périodes de fonctionnement assez longues, de sorte que l'utilisation permanente d'appa- reils de mesure compliqués ne serait pas justifiée du tout non plus. Il se pose donc le problème de trouver, pour un pro- cédé du type mentionné ci-dessus, un moyen qui permette de 3 250 1875 charger, d'une part, le refroidisseur par vaporisation en permanence de la quantité de liquide la plus grande possi- ble, mais d'éviter d'autre part, d'une manière fiable, des passages à des valeurs inférieures au point de rosée acide, tout en réagissant rapidement à des conditions de fonction- nement modifiées et en évitant une charge permanente des appareils de mesure destinés à la détermination du point de rosée acide. On résout ce problème, suivant l'invention, par un procédé qui consiste à régler automatiquement la valeur de consigne de la température Tc en fonction du point de rosée acide Ts, mesuré séparément et en discontinu, et d'un sup- plément de sécurité AT suivant la formule Tc = Ts + AT, à déterminer le courant électrique Ic reçu par l'électrofil- tre pour Tc et à le mémoriser comme valeur de consigne d'un dispositif auxiliaire de commande et à utiliser les écarts du courant électrique réel I passant dans le filtre par rapport à la valeur de consigne Ic comme impulsion de com- mande pour la mise en circuit du dispositif de mesure en vue de redéterminer le point de rosée acide Ts. On s'est rendu compte qu'une modification du point de rosée acide est l'une des causes, parmi d'autres, de la variation du courant qui passe dans le filtre et que l'on dispose ainsi d'une grandeur de mesure auxiliaire qui satis- fait à toutes les exigences pour ce qui concerne la détec- tion et la possibilité d'être exploitée pour la régulation. Comme le courant qui passe dans le filtre peut être aussi modifié sous l'effet d'autres influences, il faut cependant prévoir en outre une possibilité de déterminer le point de rosée acide, l'appareil de mesure n'entrant en fonctionne- ment, suivant la procédé proposé, que lorsque l'on "soup- çonne" une modification du point de rosée acide. Suivant un perfectionnement de l'invention, on peut régler à un niveau différent et indépendamment l'un de l'au- tre les seuils de fonctionnement du dispositif auxiliaire de commande AIo = I - Ic lorsque le courant réel dépasse la valeur de consigne 'c et AIu = ic - I lorsque le courant réel est inférieur à la valeur de consigne IC. En outre, il est avantageux d'utiliser un dépassement de I de la quan- c tité AIo réglable cormme impulsion de commande pour attaquer directement le circuit de régulation du refroidisseur par vaporisation. Comme courant électrique réel I passant dans le filtre, on mesure la valeur moyenne du courant absorbépar l'électrofiltre senmodifiant périodiquemnt à la fréquence (doublée) du réseau. En outre, il est prévu de n'utiliser, comme impul- sion de commande, que les écarts du courant réel I passant dans le filtre, qui sont en dehors de la plage de fonction- nemient et qui ont une durée dépassant une durée minimale AT réglable. Enfin, il est prévu d'utiliser un microordina- teur programmé avec des algorithmes à apprentissage pour rendre minimales les valeurs AT, AIo et AIu- D'autres caractéristiques de l'invention seront explicitées en regard du schéma de circuit très simplifié représenté à la figure 1. Dans une installation de dépoussiérage des gaz, comprenant un refroidisseur par vaporisation et un électro- filtre, il est habituel de régler la quantité de liquide de pulvérisation du refroidisseur par vaporisation suivant une valeur de consigne de la température. En outre, on en- registre dans chaque électrofiltre au moins le courant absorbé, ou bien aussi on s'en sert pour la régulation en tension de l'électrofiltre. L'invention part donc des sys- tèmes de régulation et de mesure existants et les associe à une détermination par intermittence du point de rosée acide en vue d'optimiser la puissance de séparation. Dans le schéma de circuit, on a représenté, à gauche, les en- trées pour I et Ic. En formant la différence I-Ic ou Ic-I, on détermine alors en permanence l'écart du courant réel passant dans le filtre à la valeur de consigne et on le compare tant a AIo qu' AI u, qui sont tous deux mémorisés dans le microordinateur 1i Si la comparaison révèle que l'écart est plus grand que le seuil de fonctionnement pres- crit, le dispostifE 3 de détermination du point de rosée acide est mis en circuit par un signal correspondant, par l'intermédiaire de l'élément OU 2 et -pour autant qu'il s'asit d'un dépassement de AIO- commwnde en outre immédia- 250 1875 tement le circuit 4 de régulation du refroidisseur par vapo- risation et abaisse la quantité Q de pulvérisation de AQ, ce qui élève par précaution la température du gaz et pré- vient un danger de corrosion possible. S'il s'avère, à la fin de la nouvelle détermination du point de rosée acide que celui-ci s'est élevé en fait, une nouvelle valeur de température de consigne Tc pour le circuit de régulation du refroidisseur 5 par vaporisation est établie automatique- ment en tenant compte du AT mémorisé également dans le microordinateur. Si l'augmentation du courant électrique passant dans le filtre n'était pas à attribuer à une élé- vation du point de rosée acide, la nouvelle détermination du point de rosée acide donnera une valeur de consigne Tc ne s'écartant pas du réglage précédent et le refroidisseur par vaporisation sera régulé à nouveau suivant la valeur de consigne de la température Tc après une diminution tem- poraire de la quantité de liquide pulvérisée indépendamment du signal de commande en raison du dépassement de AI. Si la différence I -I dépasse la valeur AIu, cela peut tenir à un abaissement du point de rosée acide. Une commande di- recte de la régulation du refroidisseur par vaporisation n'est pas nécessaire. Mais, tout comme pour un dépassement de AI0, cela provoque une nouvelle détermination du point de rosée acide et -dans le cas o celui-ci s'est effective- ment abaissé- une valeur de consigne Tc plus basse en pro- portion est prescrite, c'est-à-dire que le refroidisseur par vaporisation peut fonctionner avec une quantité de liquide plus grande, ce qui abaisse la température du gaz à une valeur plus basse et ce qui améliore la puissance de séparation de l'électrofiltre. Mais s'il s'avère que le dépassement de AIu n'est pas à mettre au compte d'un abais- sement du point de rosée acide, on reste à la valeur pres- crite précédemment. Mais, dans chaque cas, une nouvelle dé- termination du point de rosée acide -indépendamment du ré- sultat- avec une valeur de consigne de la température TC restant constante ou modifiée entraîne que le courant élec- trique absorbé I dans l'électrofiltre sert de base comme nouvelle valeur de consigne pour la comparaison avec le 6 2501875 courant électrique I réel passant dans le filtre. On est sûr ainsi que la grandeur I,déterminante pour la commande rapide du système de réglage et de commande,est adaptée constamment aux conditions de fonctionnement, afin de pou- voir conduire l'installation toujours le plus près possi- ble de la valeur-limite prescrite par le point de rosée acide, sans qu'il y ait un danger de corrosion. Pour le supplément de sécurité AT et pour les valeurs AI0 et AIu déterminant le seuil de fonctionnement, on ne peut pas mentionner de. valeursconcrètes, parce que celles-ci dépendent, dans une grande mesure, de chaque installation de dépoussiérage. En particulier, il est tout à fait déterminant pour AT de savoir en quel endroit du courant de gaz de carneau s'effectue la détermination du point de rosée acide et sur quelles pertes calorifiques obligatoires vers l'extérieur il faut compter dans les par- ties de l'installation en aval. Mais on peut déterminer facilement AT d'une manière provisoire, à partir des mesu- res supplémentaires habituelles lors de la mise en route d'une installation et ensuite l'optimiser à la valeur la plus petite possible spécifique à l'installation, à l'aide d'algorithmes d'apprentissage programmés dans le microordi- nateur. Il en va de même pour les valeurs AIo et AIuqui déterminent le seuil de fonctionnement du dispositif auxi- liaire de commande et qui peuvent être déterminées au moins approximativement à partir du comportement de l'installa- tion à la régulation lors du démarrage. On effectue, là aussi, une optimisation en cours de fonctionnement, la minimisation ne devant être poussée que jusqu'au point o le système de régulation n'est pas instable. 7 250 1875 REVENDICATIONS 1. Procédé pour optimiser la puissance de sépara- tion d'un électrofiltre fonctionnant à sec avec un refroi- disseur par vaporisation en amont, dans lequel on règle la quantité de liquide à pulvériser dans le refroidisseur par vaporisation suivant une valeur de consigne de la tempéra- ture, caractérisé en ce qu'il consiste: a) à régler automatiquement la valeur de consigne de la tenpérature de Tc en fonction du point de rosée acide Ts, mesuré séparément et en discontinu, et d'un supplément de sécurité AT suivant la formule Tc = TS + AT, b) à déterminer le courant électrique Ic reçu par l'électrofiltre pour T c et à le mémoriser comme valeur de consigne d'un dispositif auxiliaire de commande,et c) à utiliser les écarts du courant électrique réel I passant dans le filtre par rapport à la valeur de consigne Ic comme impulsion de commande pour la mise en circuit du dispositif de mesure en vue de redéterminer le point de rosée acide T9. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on peut régler à un niveau différent et indé- pendamment l'un de l'autre les seuils de fonctionnement du dispositif auxiliaire de commande AI, = I ' Ic lorsque le courant réel dépasse la valeur de consigne Ic et AIu = Ic - I lorsque le courant réel est inférieur à la valeur de consigne Ic. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il consiste à utiliser en plus un dépasse- ment de Ic de la quantité AI0 réglable comme impulsion de commande pour commander directement le circuit de régula- tion du refroidisseur par vaporisation. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer comme courant électrique réel I passant dans le filtre la valeur moyenne du courant électrique absorbé par l'électrofiltre se modi- fiant périodiquement à la fréquence (doublée) du réseau. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à n'utiliser, comme 8 2501375 impulsion de commande, que les écarts du courant réel I passant dans le filtre, qui sont en dehors de la plage de fonctionnement et qui ont une durée dépassant une durée minimale AT réglable. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à rendre minimales les valeurs AT, AI0 et AIu en utilisant un microordinateur programmé avec des algorithmes à apprentissage.