Brevet FR2653030A1 — publié le 19910419

L'invention concerne un dispositif pour le dépoussiérage des gaz au moyen de bougies filtrantes. Le dépoussiérage d'effluents gazeux, notamment d'effluents gazeux industriels, suscite de plus en plus l'intérêt du public. Le dépoussiérage de gaz chauds, tels qu'ils s'échappent d'installations de chaufferies dans des usines, ou bien d'installations de chauffage urbain ou bien de fours de fusion, pose des problèmes particuliers. Pour le dépoussiérage de tels gaz chauds, des bougies filtrantes en céramique ou bien des bougies filtrantes en métal fritté, qui ont une résistance appropriée à la température, ont fait leur preuve. Avec de telles bougies filtrantes, qui sont rassemblées en faisceaux pour constituer des groupes filtrants, des teneurs en poussière inférieures à 50 mg/m3 peuvent être obtenues dans les effluents gazeux. Un inconvénient de ces bougies filtrantes réside dans leur poids élevé, la tendance à la rupture des bougies en céramique, ainsi que leur colmatage rapide qui ne peut être supprimé que pendant un certain temps, même par des lavages à contre courant et l'évacuation par soufflage du dépôt de poussière. Un autre problème est le remplacement de telles bougies filtrantes colmatées par des bougies filtrantes complètement nettoyées ou bien des bougies filtrantes neuves, auquel cas, normalement une série de vis doit être desserrée et des éléments de support, des fixations, et des joints d'étanchéité doivent être enlevés. Pendant que sont prises ces mesures qui demandent beaucoup de temps, le filtre est hors service, de sorte que la production doit être interrompue ou bien il doit y avoir commutation sur un second filtre de réserve du même type. Un remède est déjà proposé par le document WO 87/07 180 d'après lequel les bougies filtrantes prennent appui sur une plaque perforée par un épaississement en forme de collerette à leur extrémité supérieure, cet épaississement en forme de collerette constituant une surface d'appui qui se situe sur la surface d'une sphère dont le centre est au-dessus de cette surface d'appui. De préférence, la surface d'appui de la plaque perforée est également réalisée sous la forme d'une surface sphérique. Enfin, il est prévu sur le fond de la chambre de filtration, des butées pour limiter le mouvement d'oscillation de l'élément filtrant. Le problème dans le cas de cette disposition est la combinaison de pièces métalliques et de pièces en céramique. Du fait de leur dilatation thermique différente, les bougies arrivent à se rompre, si bien que des problèmes peuvent survenir pour l'environnement. L'invention a en conséquence pour but, de créer un dispositif grâce auquel on évite les difficultés connues jusqu'à maintenant, et grâce auquel on permet notamment un remplacement rapide et sans problème des éléments filtrants. Ce but est atteint, conformément à l'invention grâce à un dispositif dans lequel la chambre d'entrée des gaz est séparée de la chambre de sortie des gaz par des éléments filtrants ouverts d'un côté, suspendus à une plaque perforée, tandis que les trous de la plaque sont équipés de segments en forme d'entonnoir pour recevoir les éléments filtrants élargis en forme de cône à leur extrémité ouverte, et que les éléments de filtration sont fixés par des pièces de forme insérées dans ces élargissements en forme de cône. Les installations plus anciennes utilisent fréquemment pour le nettoyage de gaz chauds chargés de poussière, des éléments filtrants en céramique. Des éléments filtrants en céramique ou en métal fritté sont également utilisés dans des installations où on peut s'attendre, en dehors des poussières, à des composants comportant des goudrons. Pour de nombreux cas d'application, il suffit de mettre en oeuvre des éléments filtrants constitués de cellulose, de fibres de verre ou bien de fibres de scories. A une époque plus récente, on est arrivé à créer des éléments filtrants constitués de fibres de céramique et munis d'armatures non organiques, qui résistent aussi bien sous charge permanente à des températures extrêmes allant jusqu'a 900 0C qu'à des changements de températures entre ces températures extrêmes et la température du local.Comme ces éléments filtrants sont, en général, élargis à leur extrémité ouverte, ils peuvent être montés et démontés sans problème lorsqu'ils sont assemblés pour constituer des groupes de filtration. Selon une autre caractéristique de 1 invention, l'angle des segments en forme d'entonnoir est supérieur ou égal à 300 et inférieur ou égal à 800. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la face interne des segments en forme d'entonnoir est munie d'un filetage. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la face interne des segments en forme d'entonnoir a un profil en dents de scie. Selon une autre caractéristique de 1 invention, les segments en forme d'entonnoir sont réalisés sous la forme d'un boudin semi-rond ou rond. Selon une autre caractéristique de 1 invention, le diamètre interne des segments en forme d'entonnoir n'est que légèrement supérieur au diamètre externe des éléments filtrants. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce de forme, qui fixe l'élément filtrant, est réalisée en forme de tronc de cône. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la pièce de forme est en forme de cône sur sa face externe tandis que son passage interne est de forme cylindrique. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la masse en forme de tronc de cône, dépasse la hauteur du cône de l'élément filtrant et se transforme en une partie cylindrique. Selon une autre caractéristique de 1 invention, la pièce de forme est réalisée en forme de sphère. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce de forme constitue un segment de sphère. Selon une autre caractéristique de 1 invention, un élément d'étanchement se trouve respectivement entre le segment en forme d'entonnoir et l'élément filtrant ainsi qu'entre l'élément filtrant et la pièce de forme. D'autres détails de l'invention découlent de la description qui va suivre et des dessins dans lesquels - les figures 1 et 2 montrent un élément filtrant comprenant des segments en forme d'entonnoir équipant la plaque perforée, - la figure 3 montre l'insertion, dans la partie ouverte et élargie en forme de cône de l'élément filtrant, d'une pièce en forme de sphère, - la figure 4 montre un profilé en dents de scie sur les surfaces internes des segments en forme d'entonnoir, - la figure 5 montre les segments en forme d'entonnoir sous la forme d'un boudin, semi-rond ou rond. Conformément à l'invention, on équipe en conséquence la plaque perforée portant les éléments filtrants avec des segments 2 en forme d'entonnoir pour recevoir les éléments filtrants 3 élargis en forme de cône. L'angle a que forment les surfaces d'appui des segments en forme d'entonnoir avec la plaque perforé, doit se situer dans les limites de 30 à 800 (figure 1 et figure 2). Le diamètre interne de la plus petite ouverture, se trouvant dans la chambre des gaz bruts, des segments en forme d'entonnoir, n'est que légèrement supérieur au diamètre externe des éléments filtrants. Les surfaces internes des segments en forme d'entonnoir sont lisses. Mais elles peuvent, également, être réalisées avec un filetage ou bien avec des nervures d'un profil spécial. De préférence, ces surfaces internes des segments en forme d'entonnoir 2 ont un profilé en dents de scie (figure 4) grâce à quoi on obtient une étanchéité suffisamment bonne entre la chambre des gaz bruts et la chambre des gaz épurés. Selon une autre forme de réalisation (figure 5), les segments en forme d'entonnoir peuvent être réalisés sous la forme d'un boudin 2 semi-rond ou rond, ce qui garantit également une assise étanche de l'élément filtrant 3. Comme les éléments filtrants constitués par des fibres sont très légers et qu'en conséquence ils ne nécessitent aucun dispositif de soutien, il suffit que le segment récepteur 1/2 en forme d'entonnoir ait une hauteur maximale correspondant aux trois quarts de celle du cône de l'élément filtrant. Si l'on se contentait de suspendre ces éléments filtrants légers dans les segments en forme d'entonnoir de la plaque perforée, ces éléments seraient poussés par le courant gazeux hors de leur fixation et le gaz pourrait atteindre sans être épuré, le côté réservé au gaz pur du carter de filtration. Si l'on charge le cône se trouvant à l'extrémité ouverte de l'élément filtrant par une pièce de forme, qui est par exemple réalisée en forme de tronc de cône et dont le cône a la même inclinaison que le cône de l'élément filtrant, et s'applique donc complètement contre cet élément filtrant, celui-ci est fixé de façon suffisante. De préférence, on réalise la pièce de forme de façon que son diamètre interne soit le même que le diamètre interne de l'élément filtrant. En outre, le passage interne de la pièce de forme est cylindrique, de sorte que le passage du gaz n'est pas gêné et qu'il ne produit aucune élévation de pression inutile. Selon la vitesse d'écoulement que peut avoir le gaz et la pression différentielle qui en résulte entre le côté du gaz brut et le côté du gaz épuré, la pièce de forme peut être réalisée plus légère ou plus lourde. Dans le cas le plus simple, cette pièce constitue un cône annulaire 1 en forme d'entonnoir (figure 1), mais elle peut également, et ainsi on obtient une sécurité supplémentaire en ce qui concerne la fixation de l'élément filtrant, dépasser le cône de l'élément filtrant et se transformer en une partie cylindrique (figure 2). Il peut s'avérer judicieux d'insérer, comme alourdissement dans la partie ouverte et élargie en forme de cône de l'élément filtrant, une pièce en forme de sphère qui est également munie d'un passage cylindrique (figure 3). De préférence, on utilise toutefois un segment de sphère qui, normalement, assure un effort d'application suffisant. Lors de la mise en oeuvre de filtres à fibres, constitués de fibres en cellulose, de grès, de scories ou de fibres en céramique armaturées, il est judicieux, mais cependant non inconditionnellement nécessaire, d'insérer respectivement entre le segment en forme d'entonnoir sur la plaque perforée et l'élément filtrant, ainsi qu'entre cet élément filtrant et la pièce de forme, un élément d'étanchement. Celui-ci doit être, de préférence, constitué d'un matériau mou, par exemple un feutre de fibres, qui ait au moins la même résistance à la température que l'élément filtrant. Dans de tels groupes de filtration équipés conformément à l'invention, les éléments filtrants peuvent être remplacés en un temps très court, de sorte que l'installation est très rapidement à nouveau en état de fonctionner, car on n'a pas besoin d'enlever des vis, des boulons ou d'autres organes. La mise en oeuvre du dispositif ci-dessus mentionné, qui est muni d'éléments filtrants résistant à des températures élevées, évite, lors de l'épuration de gaz chauds, le refroidissement prématuré de ceuxci, de sorte que leur capacité calorifique peut encore être utilisée efficacement. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour dépoussiérer des gaz au moyen d'éléments filtrants, ouverts d'un côté, suspendus à une plaque perforée, et qui séparent la chambre d'entrée des gaz de la chambre de sortie des gaz, dispositif caractérisé en ce que les trous de la plaque sont équipés de segments en forme d'entonnoir (2) pour recevoir les éléments filtrants (3) élargis en forme de cône à leur extrémité ouverte, et en ce que les éléments filtrant sont fixés par des pièces de forme insérées dans ces élargissements en forme de cône. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle (a) des segments en forme d'entonnoir (2) est supérieur ou égal à 300 et inférieur ou égal à 800. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la face interne des segments en forme d'entonnoir (2) est munie d'un filetage. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la face interne des segments en forme d'entonnoir (2) a un profil en dents de scie. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments en forme d'entonnoir (2) sont réalisés sous la forme d'un boudin semi-rond ou rond. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diamètre interne des segments en forme d'entonnoir (2) n'est que légèrement supérieur au diamètre externe des éléments filtrants. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce de forme, qui fixe l'élément filtrant (3), est réalisée en forme de tronc de cône. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce de forme est en forme de cône sur sa face externe tandis que son passage interne est de forme cylindrique 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la masse en forme de tronc de cône, dépasse la hauteur du cône de l'élément filtrant et se transforme en une partie cylindrique. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce de forme est réalisée en forme de sphère. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce de forme constitue un segment de sphère. 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un élément d'étanchement se trouve respectivement entre le segment en forme d'entonnoir (2) et l'élément filtrant (3) ainsi qu'entre l'élément filtrant et la pièce de forme.