Brevet FR2740702A1 — publié le 19970509

DISPOSITIF DE DECOLMATAGE D'ELEMENTS DE FILTRATION La présente invention conceme un dispositif ainsi qu'un procédé pour le décolmatage d'éléments filtrants, contenus dans un système pour la filtration de gaz, par exemple de gaz d'échappement, chargés en particules ou poussières. Cette invention s'applique plus particulièrement aux systèmes à cartouches ou manches de filtration disposés horizontalement en étages de filtration. Le terme "décolmatage", lorsqu'il est utilisé dans la présente demande, signifie le fait de décoller des particules et des poussières accumulées sur des éléments filtrants. L'art antérieur propose des dispositifs de décolmatage qui dévoilent des inconvénients notables au moment de la phase de décolmatage proprement dit, c'est-à-dire de la phase de nettoyage des éléments filtrants. En effet, lors d'essais effectués sur de tels dispositifs, une série d'observations à révélé un manque d'efficacité du décolmatage: - les manches démontées laissaient apparaitre une quantité importante de particules fines collées à leur surface, - une importante épaisseur de poussière stagne sur les manches, plus particulièrement en parties hautes des filtres même après décolmatage, - lors des phases d'arrêt prolongé du procédé de filtration, avec maintien du décolmatage en service, une quantité importante de poussières était donc récupérée en bas du filtre. En ce qui conceme la stagnation importante de poussière dans le filtre, il s'est avéré que celle-ci était due à un phénomène de réentrainement. Le ré-entrainement consiste en une stagnation d'une quantité importante de poussières qui ne sont pas extraites d'un filtre. Cette stagnation est due généralement: - à la conception du filtre (écart faible entre manches filtrantes). - à la qualité et à la masse des poussières filtrées, et en particulier, - au principe de décolmatage et aux cycles adoptés. Dans les filtres existants, le faible écart entre manches (28 mm environ) d'une part, et le principe de décolmatage par contrecourant assisté par ventilateurs, d'autre part, favorisent, sur les poussières extrêmement légères, la stagnation dans le filtre. En effet, le décolmatage s'effectue sur des rangées verticales successives avec un fort débit d'air ce qui provoque l'aération des poussières qui, venant de se décoller d'une rangée, se reposent sur la rangée contiguë qui vient d'être nettoyée. Les inventeurs ont donc cherché à résoudre ce type de problèmes par la mise au point d'un nouveau dispositif ayant pour but: - d'assurer l'optimisation du décolmatage et maintenir stable la perméabilité des filtres, - de limiter le ré-entrainement des poussières dans les filtres, - d'assurer l'adéquation de l'ensemble de filtration au besoins spécifiques de l'utilisateur. La présente invention conceme donc un dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants, notamment du type cartouche ou manchon de filtration, disposés en étages de filtration, et contenus dans un système pour la filtration de gaz chargés en particules ou poussières, par exemple de gaz d'échappement, ledit dispositif comprenant des moyens de fourniture d'un gaz de décolmatage, tel que l'air, ainsi que des moyens de guidage dudit gaz de décolmatage vers chacun des étages de filtration, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant un décolmatage sélectif au niveau d'un étage ou d'un nombre d'étages de filtration inférieur au nombre total d'étages de filtration. Préférentiellement, un dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens permettant le décolmatage sélectif comprennent des vannes électromagnétiques ou des volets, disposés entre les moyens de fourniture du gaz de décolmatage et les moyens de guidage dudit gaz. De manière préférée, un tel dispositif est caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins une conduite ou rampe, chacune communiquant avec les moyens de fourniture du gaz par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique. Dans une majorité des cas on utilisera, par exemple, trois vannes et trois rampes de décolmatage, pour un décolmatage progressif du type: 113 partie haute, 113 milieu, 1/3 bas. II est à noter qu'il est possible de remplacer plusieurs électrovannes par une rampe télescopique. Dans une autre réalisation, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins un compartiment, chacun communiquant avec les moyens de fourniture du gaz par l'intermédiaire d'un volet. Afin de décoller les poussières des éléments filtrants, il a fallu associer aux moyens de guidage du gaz des moyens capables de foumir ledit gaz de décolmatage à une certaine pression. Ainsi, un dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une l'invention est caractérisé en ce que les moyens de fourniture du gaz de décolmatage comprennent un réservoir d'air comprimé ou surpressé. Ce type de système, qui permet une injection d'air comprimé ou surpressé à une pression de 0,5 à 4 bars, permettra d'effectuer un décolmatage aussi bien à faible qu'à forte énergie. Altemativement, et plus particulièrement dans la réalisation mettant en oeuvre les volets et les compartiments, le dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants est caractérisé en ce que les moyens de fourniture du gaz de décolmatage comprennent un ventilateur. Entre également dans la cadre de la présente invention, un dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants, caractérisé en ce que les moyens de décolmatage sélectif comprennent une carte électronique de cyclage commandant, notamment, chacun des volets ou chacune des vannes électromagnétiques. Par l'utilisation d'un tel contrôleur de cycle à mémoire programmable, on foumit un moyen souple et évolutif configuré pour répondre à des impératifs spécifiques à l'utilisateur, et qui procure un certain nombre d'avantages comme, par exemple, la diminution de l'énergie nécessaire à la décolmatation. Un autre avantage procuré par ce type de carte de contrôle, consiste en la possibilité de décolmatage par 1/3 de la hauteur par contrôle de 3 vannes (ou 1/4 la hauteur par contrôle de 4 vannes etc..) et de densification des poussiéres par l'autoadaptation des cycles de décolmatage par asservissement à la perte de charge des filtres. Cet asservissement du décolmatage à la perte de charge des filtres permet donc d'éviter de souffler inutilement le gaz de décolmatage, et donc d'augmenter la durée de vie du média filtrant tel que le GORE-TEX&commat;. Egalement selon la présente invention, le dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants est caractérisé en ce qu'il est relié à des moyens lui permettant de se déplacer selon un axe OX ou un axe OY tel que représenté sur la figure 1. Ce type de moyens permet le décolmatage successif de rangées de manches non contiguës afin d'éviter que les poussières libérées ne se rv déposent sur les manches précédemment décolmatées. Les inventeurs ont également prévu à cet effet le contrôle et l'asservissement du dispositif par la carte électronique de cyclage précédemment décrite. Par ailleurs, on indiquera également que ce dispositif se caractérise aussi par le fait qu'il peut etre disposé horizontalement selon un axe OY ou verticalement selon un axe OX tel que représenté sur la figure 1. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, le dispositif de décolmatage est caractérisé en ce que les moyens de guidage du gaz sont compris dans un chariot mobile (100). En outre, un dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon la présente invention est caractérisé en ce que le matériau utilisé dans les cartouches ou manchons de filtration est choisi parmi un groupe de matériau du type membranes perméables au gaz de décolmatage et retenant les particules ou poussières, ce matériau étant de préférence le GORE-TEX. L'utilisation du média à membrane GORE-TEX permet de gérer et d'optimiser la stagnation des poussières sur les manches avant décolmatage. Cette utilisation offre un moyen de contrôle de la densification de la masse pulvérulente à la surface des manches. Entre également dans le cadre de la présente invention un procédé de décolmatation d'éléments filtrants contenus dans un système de filtration de gaz comprenant plusieurs éléments filtrants, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend le décolmatage successif de chacun desdits éléments filtrants de sorte que le gaz de décolmatage est de préférence d'abord introduit au niveau d'au moins un des éléments filtrants supérieurs Yn pour être ensuite successivement introduit au niveau d'un élément filtrant inférieur, de préférence de l'élément filtrant qui lui est directement inférieur Y1. Ceci permet, entre autres, d'assurer le transfert vertical des poussières du haut vers le bas du filtre. Avantageusement, un tel procédé de décolmatation d'éléments filtrants est caractérisé en ce que le gaz de décolmatage peut-etre introduit au niveau d'une ou simultanément au niveau de plusieurs colonnes X d'éléments filtrants. De manière préférentielle, ce procédé de décolmatation d'éléments filtrants est caractérisé en ce que le gaz de décolmatage est injecté à une pression de 0,5 à 4 bars. Descriptif des Figures (Ces Figures correspondent à des réalisations schématiques). Figure I Vue de face de l'ensemble dispositif de décolmatage (90, 110, 111, 112)lenceinte de filtration (140). Le repère (O,X,Y) représente un plan de déplacement du dispositif de décolmatage, ainsi que de la description des orifices (131) correspondant aux éléments filtrants (130). - Réalisation avec électrovannes (111) et rampes ou conduites (110). Figure 2 Vue en coupe transversale de l'ensemble dispositif de décolmatagelenceinte de filtration - Réalisation avec ventilateurs (122) et volets (121). Figure 3 Vue en coupe transversale de l'ensemble dispositif de décolmatagelenceinte de filtration - Réalisation avec électrovannes (111) et rampes de conduites (110). Figure 4 Représentation des différents stades du procédé de décolmatage Figure 5 Représentation de la faisabilité de différents cycles de décolmatage. Description détaillée: Le dispositif pour le décolmatage de divers éléments de filtration disposés dans un ensemble de filtration comprenant plusieurs orifices (131) d'entrée d'air, et reporté à la Figure 1, comprend - un chariot mobile multiétages (100) - un chariot-air comprimé (90) - trois vannes électromagnétiques (111), - trois conduites ou rampes (110), - un réservoir d'air comprimé (112), - une chambre ou enceinte de filtration (140) - une sortie de gaz propres (160) - une carte électronique de cyclage ( non représentée) possédant les réglages de temps de soufflage par ligne de manches, de pause avant déplacement, et de choix de positionnement. Ainsi que le montre la Figure 1, le dispositif selon l'invention peut être disposé horizontalement ou verticalement en périphérie de la chambre de filtration comprenant les éléments de filtration, selon les conditions dans lesquelles l'utilisateur souhaite effectuer le décolmatage. Le chariot mobile (100) est donc déplacé selon un axe OX, chacune des injections de gaz de décolmatage pouvant s'effectuer selon un axe OY de haut en bas. Selon une autre réalisation (Figure 5), le dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants peut comporter un réseau particulier de rampes ou conduites (110) de sorte que différents cycles de décolmatage puissent être mis en oeuvre. En effet, le gaz de décolmatage, constitué en général par de l'air comprimé, peut être injecté selon un cycle déterminé, ce demier étant régulé par la carte de controle électronique agissant sur chacune des électrovannes magnétiques (111) autorisant l'injection dudit gaz de décolmatage. Ainsi que le montre la Figure 2, une réalisation de la présente invention comporte un chariot mobile (100) avec éventuellement un cadre (101) comportant un ventilateur (122), de débit variant selon l'élément filtrant utilisé, propulsant le gaz de décolmatage, en général de l'air, dans les différents compartiments (120), formés par l'entremise de cloisons (123) et pouvant etre mobiles. A l'entrée de chacun desdits compartiments (120), se trouve un volet (121) qui peut être commandé par la carte de contrôle électronique. A l'autre extrémité, devant chacun des compartiments (120) se trouve un ou plusieurs éléments filtrants (130), I'ensemble desdits éléments filtrants étant logés dans une chambre de filtration (140).A la partie inférieure de ladite chambre de filtration (140), se trouve une entrée (141) des gaz chargés en particule ou poussière (150), un cône (142) prévu pour le dépôt des particules ou poussières (150) constituant l'extrêmité de ladite chambre de filtration (140). Ce cône (142) est muni d'une ouverture (143) permettant l'évacuation desdites particules ou poussières(150). Selon les circonstances, le soufflage peut être continu ou non, le ventilateur étant, de préférence isolé, pendant les déplacements du chariot. Dans la partie gauche des Figures 2 & 3, on peut observer une conduite (144) à travers laquelle, suite à la filtration des gaz chargés, les gaz propres peuvent s'évacuer dans le sens des flèches. On notera que l'intérêt particulier d'utiliser le chariot mobile (100) multiétages réside dans le fait de contrôler les différents étages de décolmatage. En se référant à présent à la Figure 3, on voit une réalisation comparable à celle de la Figure 2, sauf en ce qui conceme les moyens utilisés pour l'injection du gaz de décolmatage. En effet, cette Figure 3 montre la disposition d'une vanne électromagnétique (111) à l'entrée de chacune des rampes ou conduites (110), chacune de ces demières étant directement reliée à l'entrée des éléments filtrants (130) décrits ci-dessus à propos de la Figure 2. Dans ce dispositif, chacune des vannes électromagnétique (ou électrovannes) (111) est reliée à la carte de contrôle électronique qui, tel que précédemment décrit, permettra la sélection de la ou des vannes, de sorte à autoriser l'injection de l'air à travers les conduites (110) afin de décolmater le ou les étages de filtration visés. La Figure 4 représente les différents stades de décolmatage (1, 2, 3, et 4) des éléments filtrants, selon une réalisation du procédé de l'invention. Afin de garantir l'efficacité de l'ensemble du dispositif ainsi que son adéquation au procédé de décolmatation, on utilisera, de préférence, une carte module de contrôle de filtre à manches ABAC TMR 32 (Télé mémo régulateur). Cet équipement, qui peut être monté de série sur les filtres, réalise notamment les fonctions suivantes: - contrôle et pilotage du cycle programmé, temporisations et asservissement, - contrôle et asservissements aux valeurs de perte de charge avec auto adaptation du décolmatage sur le niveau de perte de charge, - commande d'éventuels actionneurs de décolmatage des trémies de filtres, - surveillance des paramètres de fonctionnement des filtres avec surveillance des moteurs et actionneurs annexes dont les défauts sont mémorisés, - enregistrements horodatés des conditions de travail, des défauts et des taux de travail des filtres, - comptages et mémorisation des séquences de décolmatage permettant l'optimisation aisée des cycles par rapprochement aux valeurs enregistrées, - afficheur local d'état, de défauts, de valeurs mesurées. Lorsqu'il est équipé de série d'interfaces de communication, le TMR 32 constitue un moyen fiable pouvant être adapté à différents outils portable RS 232C pour console, "Minitel" ou "PC". En utilisant également un Port modem V23b destiné à la télémaintenance et permettant de contrôler le bon fonctionnement d'un filtre, de visualiser les enregistrements, d'effectuer la maintenance conditionnelle et prédictive, de télécharger des consignes de réglage ou des adaptations de cycle. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants, notamment du type cartouche ou manchon de filtration, disposés en étages de filtration, et contenus dans un système pour la filtration de gaz chargés en particules ou poussières, par exemple de gaz d'échappement, ledit dispositif comprenant des moyens de fourniture d'un gaz de décolmatage, tel que l'air, ainsi que des moyens de guidage dudit gaz de décolmatage vers chacun des étages de filtration, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant un décolmatage sélectif au niveau d'un étage, ou d'un nombre d'étages de filtration inférieur au nombre total d'étages de filtration. 2. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens permettant le décolmatage sélectif comprennent des vannes électromagnétiques (111) ou des volets (121), disposés entre les moyens de fourniture du gaz de décolmatage et les moyens de guidage dudit gaz. 3. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins une rampe ou conduite (110), chacune communiquant avec les moyens de fourniture du gaz par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique (111). 4. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins un compartiment (120), chacun communiquant avec les moyens de fourniture du gaz par l'intermédiaire d'un volet (121). 5. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de fourniture du gaz de décolmatage comprennent un réservoir d'air comprimé (ou surpressé) (1 12) 6. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de fourniture du gaz de décolmatage comprennent un ventilateur (122). 7. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens de décolmatage sélectif comprennent une carte électronique de cyclage commandant, notamment, chacun des volets (121) eVou chacune des vannes électromagnétiques (111). 8. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est relié à des moyens lui permettant de se déplacer selon un axe OX ou un axe OY. 9. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il peut être disposé horizontalement selon un axe OY ou verticalement selon un axe OX. 10. Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de guidage du gaz sont compris dans un chariot mobile (100). Dispositif pour le décolmatage d'éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le matériau utilisé dans les cartouches ou manchons de filtration est choisi parmi un groupe de matériau perméables au gaz de décolmatage et retenant les particules ou poussiéres, ce matériau étant de préférence le GORE-TEXB. 12. Procédé de décolmatage d'éléments filtrants contenus dans un système de filtration de gaz comprenant plusieurs éléments filtrants, caractérisé en ce qu'il comprend le décolmatage successif de chacun des éléments filtrants de sorte que le le gaz de décolmatage est d'abord introduit au niveau d'au moins un des éléments filtrants (130) supérieurs Yn pour être ensuite successivement introduit au niveau d'un élément filtrant (130) inférieur, de préférence de l'élément filtrant qui lui est directement inférieur Y, > 1 - 13. Procédé de décolmatation d'éléments filtrants selon la revendication 12, caractérisé en ce que le gaz de décolmatage peut être introduit au niveau d'une seule ou de plusieurs colonnes X d'éléments filtrants (130). 14. Procédé de décolmatation d'éléments filtrants selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce que le gaz de décolmatage est injecté à une pression de 0,5 à 4 bars.