Brevet FR2654951A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un procédé permettant, au moyen d'un dispositif rotatif, d'épurer des fluides gazeux de toute origine et de toute nature Les divers dispositifs utilisés dans de pareilles applications sont des dispositifs de techniques différentes dont l'efficacité de l'un requiert la complé mentarité d'un autre pour obtenir le résultat recherché. Leurs modes de traitement sont dits : par voie sèche pour les suspensions solides, par voie semi-humide pour les suspensions solides légèrement humidifiées, par voie humide pour les brumes et brouillards d'eaux, d'acides ou de suspension liquides et solides. Pour chacun de ces modes de traitement il est fait appel à une technique différente qui, avec le renfor cernent de la règlementation internationale pour lutter contre les pollutions, se révèle insuffisamment efficace ou mal adaptée aux différentes situations car la nécessité de capter les suspensions, les composants acides, les métaux lourds, le mercure etc... avec un rendement très élevé conduit à un assemblage de moyens techniques qui en se juxtaposant rendent le traitement coûteux, difficile à réaliser en raison de l'encombrement de ses moyens et d'une exploitation difficile à gérer. Ces moyens techniques connus sont : les cyclones et multicyclones, les filtres électrostatiques, les filtres en tissu, les laveurs, les filtres rotatifs. C'est à ce dernier type de moyen que l'invention se rattache. En général un dispositif d'épuration est choisi en fonction de la granulométrie d'une suspension, de sa ou ses compositions chimiques, de son taux d'humidité et du rendement recherché. La présente invention a pour objectif de proposer un procédé permettant d'éliminer les suspensions, de toute. nature et de toute origine , du fluide gazeux les véhiculant ainsi qu'un dispositif séparateur, pour la mise en oeuvre de ce procédé, comprenant une enceinte d'épuration contenant un rotor équipé d'un élément filtrant constitué d'un média filtrant et de déflecteurs. Procédé selon l'invention consistant, à l'aide d'un dispositif approprié, à éliminer les suspensions d'un fluide gazeux à traiter, caractérisé par le fait que lesdites suspensions entraînées par une force centripète sont soumises, pour les isoler du fluide vecteur, à une force centrifuge aidées en cela par une déflection et une filtration. Le procédé utilise dans son principe, pour le transfert du fluide gazeux au travers de l'élément filtrant et pour la fixation des suspensions sur ce dernier puis leur élimination, l'action conjuguée d'une force centripète, fournie par pression ou dépression, et d'une force centrifuge, communiquée par les déflecteurs et l'élément filtrant, en tenant compte du fait qu'un fluide de par sa faible masse est peu sensible à 1 action de la force centrifuge et que les suspensions ont une densité supérieure à celles des fluides gazeux. En conséquence dès que la force centripète met les suspensions en contact avec la structure des déflecteurs et de l'élément filtrant ceux-ci leur transmettent l'énergie cinétique que leur communique la force centrifuge.Pour les suspensions de très petite granulométrie, voisines du micron, leur accumulation par concentration, sous forme agglomérée ou agglutinée, naturelle ou provoquée sur l'élément filtrant augmente leur masse ce qui leur permet à leur tour d'être rejetées de l'élément filtrant par la force centrifuge ce qui assure un décolmatage permanent du média filtrant et/ou un essorage lorsqu t il s'agit de suspensions liquides. L'efficacité du dispositif tient dans cette relation de ralentissement jusqu'à l'arrêt total de la suspension# migrant au travers du média filtrant sous l'action d une force centripète exercée sur le fluide, dès l'instant où la force centrifuge communique suffisamment d'énergie aux suspensions agglomérées ou agglutinées pour être rejetées de l'ensemble filtrant dans le réceptacle d'évacuation de l'enceinte. La caractéristique de l'invention réside dans le fait que le dispositif est doté de moyens pouvant arrêter tous les types de suspensions y compris celles ayant une forte concentration à l'entrée dudit dispositif. Le dispositif séparateur de suspensions solides et/ ou liquides et des brouillards de différente nature. et origine , qui fait l'objet de la présente invention, trouve son originalité en ce que l'ensemble de ses éléments séparateurs sont tous assemblés à un rotor tournant à l'intérieur d'une enceinte munie - d'une première ouverture par laquelle pénètre le fluide gazeux et ses suspensions. - d'une seconde ouverture par laquelle est rejeté le fluide gazeux épuré. - d'un réceptacle dans lequel les suspensions sont re cueillies et évacuées. Ledit rotor comporte - des déflecteurs, situés sur sa partie extérieure, chargés de rejeter le principal des suspensions dans un réceptacle et de servir de surface de contact pour capter et condenser une partie des brouillards. - un élément de filtration, en applli sur les flasques du rotor, comprenant un média filtrant constitué, selon la nature du fluide gazeux à traiter, soit d'un tissu métallique soit d'un tissu tissé ou non tissé, feutre (polyes ter, dralon etc... imprégné d'un écran microporeux en PTFE ou autre) anti-statique soit encore d'un matériau d'alvéoles communicantes an matière synthé tique appropriée pour capter les brouillards et sus pensions liquides ou solides. un support intérieur, du type grillage par exem ple, maintenant ledit média filtrant et contenant la force centripète à laquelle il ne résisterait pas. un support extérieur, du type grillage par exemple dont le rôle est de contenir l'effet de la force centrifuge s'exerçant sur le média filtrant lorsque le rotor est en mouvement. L'élément filtrant, composé du média filtrant et de de ses deux supports de maintien, étant rendu soli daire du rotor par une fixation appropriée (du type cerclage constitué par exemple de bandes réalisées en acier inoxydable ou en matériau synthétique selon la nature, la composition et la température du flui de à traiter). Par sa possibilité de recevoir des médias filtrants de natures différentes, assistés de déflecteurs de natures différentes et de profil approprié par exemple plat ou cintré, le dispositif est particulièrement bien adapté pour traiter les fluides gazeux véhiculant des suspensions sèches ou humides. De plus, lorsque le dispositif utilisé traite l'air ambiant, son ensemble filtrant constitue avantareuse- ment un élément insonorisant. L'invention sera mieux comprise à la lecture du descriptif qui suit en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, dans lequel - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale, suivant Il-Il figure 2, d'un dispositif. - La figure 2 est une vue en coupe transversale, suivant I-I figure 1, d'un dispositif. - La figure 3 est une vue de détail en coupe transversale, suivant I-I figure 1, d'un élément filtrant. - La figure 4 est une vue de détail en coupe transversale, suivant III-III figure 1, d'un rotor. - La figure 5 est une vue de détail en coupe transversale, suivant IV-IV figure 1, d'un rotor. Sur la figure 1 on a représenté un dispositif épurateur comprenant en 10 une enceinte de séparation, formant un réceptacle 17 doté d'une évacuation 13 des suspensions et comportant d'une part un conduit 12 d'admission du fluide gazeux à traiter 21 et d'autre part un conduit 11 d'évacuation du fluide gazeux traité 22. en 1 un rotor, monté sur deux paliers 16 et entraîné en rotation par une énergie motrice 14 par l'intermédiaire d'une transrriission 15, équipé d'un média filtrant 5 maintenu par des supports 4 et 6, par exemple du type grillage, en appui sur des flasques 2 18-20 à l'aide de fixations appropriées, par exemple du type cerclage (non représentées). en 7 des déflecteurs, à profil cintré ou droit par exemple, créant un espace 29 et assemblés à l'aide de fixations (non représentées) - aux flasques intermédiaires 2 comportant des ouvertures 3 permettant le passage du fluide gazeux traité 22. - à un flasque 18 comportant une ouverture 26, permettant la sortie du flux traité 22 dans le conduit d'évacuation 11, et des pales 9 engendrant par leur rotation un joint aéraulique empêchant le fluide gazeux à traiter 21 de passer entre la paroi de l'enceinte 10 et le bord du média filtrant 5. - à un flasque borgne 20 comportant lui aussi des pales 9 engendrant aussi un joint aéraulique. Le fluide gazeux à traiter 21 est admis dans l'enceinte 10 par le conduit 12 et est évacué par le con duit Il à l'aide d'un moyen déprimogène, non représenté, après avoir subi une épuration par 1 ensemble filtrant 33 constitué de déflecteurs 7 et d'un média 5 et ses deux supports 4 et 6 assurant son maintien. Lors de son passage dans l'enceinte 10 il subit - Dans un premier temps une épuration primaire effectuée par les déflecteurs 7 en rotation. Dès l'instant où les suspensions solides ou liquides les plus importantes entrent en contact avec l extrados des déflecteurs 7 elles sont rejetées par la force centrifuge 32 dans le réceptacle 17. - Dans un second temps un affinage qui complète l'épuration par l'élimination des suspensions restantes au moyen du média filtrant 5. Ce dernier étant traversé par le fluide gazeux migrant sous l'action de la force centripète 23, fournie par une depression dans le conduit 11 et/ou une pression dans le conduit 12, arrête les suspensions qui forment un gateau en s'agglomérant ou s'agglutinant selon leur constitution. Leur concentration augmentant leur masse jusqu'à ce que l'équilibre force centripète-force centrifuge soit inversé au bénéfice de cette dernière qui les expulse par fragments ou plaques 24 vers le réceptacle 17 en décolmatant le média filtrant 5. Sur la figure 2 on a représenté ; en 10 l'enceinte du dispositif ; en 12 le conduit d'admission du fluide gazeux à traiter 21 ; en 13 l'évacuation des suspensions séparées dudit fluide ; en 3 l'une des différentes ouvertures des flasques intermédiaires 2 permettant le passage du fluide gazeux traité 22 ; en 8 fixation des déflecteurs 7 au flasque 2 ; en 30 point de séparation de l'enceinte 10 en deux parties permettant d'accèder à l'ensemble filtrant ; en 31 sens de rotation du dispositif. Sur la figure 3 on a représenté une fraction de l'ensemble filtrant 33 comprenant des déflecteurs 7 et un média filtrant 5 maintenu par un support interne 4 et un support externe 6 sur des flasques (non repré- sentés) ; en 31 sens de rotation dudit ensemble ; en 23 force centripète assurant la migration du fluide traité au travers dudit média ; en 29 espace de répartition du fluide gazeux à traiter 21 sur le média fil trant 5 ; en 24 fragment constitué de suspensions 28 concentrées rejeté par la force centrifuge 32. La position angulaire des déflecteurs 7, qui se situe entre environ 0 et 450 de préférence entre environ 5 et 150 par rapport à leurs points de tangente sur la circonférence de l'ensemble filtrant 33 est telle qu'elle permet - d'une part le contact en 27 et l'échappement des suspensions rejetées 28 pour les séparer du fluide 21 - d autre part le glissement du fluide 21 sans modification importante de sa trajectoire. L'espace 29 entre le support 6 et le bord d'attaque du déflecteur 7 permet la stabilisation et la répartition uniforme de l'écoulement du fluide sur la surface du média filtrant 5. Sur la figure 4 on a représenté, monté sur un rotor 1, un flasque borgne 20, équipé de pales 9, engendrant par leur rotation un joint aéraulique, et supportant l'une des extrémités d'un ensemble filtrant 33 constitué d'un média filtrant 5, avec ses supports 4 et 6, et des déflecteurs 7. Sur la figure 5 on a représenté un flasque 18, monté sur un rotor 1, comportant une ouverture médiane 26, permettant le passage du fluide traité 22, et des pales 9 engendrant par leur rotation un joint aéraulique. Pour faciliter le décollage du gateau, constitué par l'agglomération ou l'agglutination des suspensions, de la surface du média filtrant 5, l'énergie motrice 14 peut être dotée de moyens lui permettant, à des fréquences régulières ou non, d'imprimeur à l'ensemble filtrant 33 une rotation accélérée. Le transit du fluide gazeux à traiter 21 dans le dispositif, pour son épuration, peut être effectué par pression et/ou dépression. Selon un mode d'utilisation préférentiel ledit transit est effectué par dépression et l'ensemble filtrant 33 équipé de déflecteurs 7 à profil cintré. REVENDICATIONS 10) Procédé d'épuration des fluides gazeux de toute nature et de toute origine, caractérisé en ce que l'on soumet, à l'aide d'une force centripète (23) et d'une force centrifuge (32) opposées, le fluide gazeux à traiter (21) au contact d'un ensemble de filtration (33) pour l'épurer de ses suspensions (28) et (24). 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lion transmet la force centripète (23) au fluide (22) par un moyen déprimogène, non représenté, agissant par l'intermédiaire d'un conduit (11). 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on transmet la force centrifuge (32), aux suspensions (28), par l'intermédiaire des déflecteurs (7), du média filtrant (5) et de son support extérieur (6) qui constituent 1 ensemble filtrant (33), pour les séparer du fluide (21). 40) Procédé selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'on fait subir, dans un premier temps une épuration primaire au fluide gazeux à traiter (215 pour éliminer ses suspensions les plus importantes (2(3) en le mettant au contact de l extrados des déflecteurs (7) en rotation. 50) Procédé selon les revendications 1, 2, et 3, caractérisé en ce que, dans un second temps, l'on fait subir au fluide gazeux à traiter (21) un affinage, complétant l'épuration primaire, par séparation des suspensions restantes, du fluide (21), en les agglomérant ou les agglutinant, à l'aide de la force centripète (23), sur le média filtrant (5) puis en rejetant ces agglomérats à l'aide de la force centrifuge (32) vers le réceptacle (17) dès que l'importance de leur masse leur permet d'échapper à l'attraction de la force centripète. 60) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une enceinte de séparation (10) comportant : . des conduits d'admission (12) et d'évacuation (11) du fluide gazeux à traiter (23). . un rotor 1, monté sur des paliers (16), entrainé en rotation par une énergie motrice (14) par l'intermédiaire d'une transmission (15). caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un élément filtrant (33) apte à épurer les fluides gazeux à traiter (21) secs ou saturés en leur faisant subir une épuration primaire et un affinage complémentaire. 70) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble filtrant (33) est constitué de déflecteurs (7) à profil droit ou cintré et d'un média filtrant (5) maintenu en appui par des supports (4) et (6) sur des flasques (2) - (18) - (20) d'un rotor (1). 80) Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la position angulaire des déflecteurs (7), par rapport à leurs points de tangente sur la circonférence de l'ensemble filtrant (33), se situe entre 0 et 450 de préférence entre 50 et #50 pour permettre d'une part le contact en (27) et le rejet des suspensions (28) pour les séparer du fluide gazeux à traiter (21) et d'autre part I'é#oulement dudit fluide sans turbulences. 90) Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte un espace (29), délimité par la base du déflecteur (7) et la paroi extérieure du support (6), évitant les turbulences afin que l'écoulement du fluide (21) au travers du média (5) ne soit pas perturbé. 100) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les flasques (20) et (18) sont équipées de pales (9) engendrant par leur rotation un joint aéraulique empêchant le fluide gazeux à traiter (21), en passant entre la paroi interne de l'enceinte 10 et le bord du média filtrant (5) d'échapper à la filtration.