Brevet FR2825034A1 — publié le 20021129

rieure à la pression ambiante. 1 2825034 L' invention concerne un dispositif pour la séparation de particules hors d'un courant de gaz, le dispositif comportant au moins une électrode de dépôt allongée sensiblement en forme de plaque sur la surface de laquelle des particules peuvent venir se déposer pendant le fonctionnement du dispositif. Un dispositif du type mentionné sert à enlever des particules, en particulier des poussières, hors d'un courant de gaz. Par exemple dans un électro-filtre qui fonctionne selon le principe dit Cottrell, des ions du gaz s'écoulant à travers l'électro-filtre sont formés au niveau des électrodes d'émission. À cet effet on se sert par exemple des décharges électriques, en particulier des décharges corona. Les ions de gaz peuvent se déposer sur des particules, en particulier des particules de poussières et charger celles-ci en raison de la charge électrique contenue dans les ions. Grâce à la réalisation de champs électriques entre les électrodes, une force Coulomb agit sur les particules ainsi chargées, par laquelle les particules sont tirées vers les électrodes de dépôt et se déposent ici dans une couche plus ou moins épaisse. Les électrodes de dépôt qui peuvent être agencées à des nombres différents en fonction du dispositif, sont ici électriquement mises à la terre. I1 est nécessaire d'enlever de temps à autre les couches de poussières déposées, et d'extraire les poussières. Pour pouvoir nettoyer les électrodes de dépôt vis-à-vis des couches, il est connu de mettre en oscillations les électrodes de dépôt via des tiges de secouage situées parallèlement aux électrodes de dépôt en forme de plaque et via des marteaux tombants agissant sur ceux-ci. L'énergie d'impact est appliquée en direction longitudinale parallèlement aux surfaces de plaque via la tige de secouage fxée sur l'aréte inférieure de l'unité de plaque, et elle mène à des oscillations en direction d'extension des électrodes de dépôt, qui sont de l'ordre de grandeur de 2000 Hz selon la fréquence propre du système. 2 2825034 Dans la pratique, il s'est avéré que ce mode de nettoyage ne mène pas toujours à des résultats satisfaisants. La capacité d'adhérence des poussières décisive pour l'accumulation sur la ou les électrode(s) de dépôt est déterminée par une charge résiduelle en partie encore présente, par des charges dipolaires et par un engagement mécanique réciproque des particules ainsi que par des forces de van der Waals, l'un ou l'autre effet étant prépondérant selon la taille de grain et la nature des particules. Pour un nettoyage efficace, il faut des accélérations transversales, mesurées perpendiculairement à la surface de plaque, de l'ordre d'un multiple de cent fois jusqu'à quatre cents fois l'accélération terrestre. Au moyen du procédé à chocs mentionné ci-dessus, on peut atteindre ces valeurs grâce à quoi on peut enlever de nombreux types de poussières. Cependant, par exemple dans le cas de poussières volantes à résistance électrique spécifique relativement élevée, il s'avère qu'après la séparation la charge n'écoule que de façon très retardée vers l' électro de de dépôt en forme de plaque, ce pourquo i des forces d'adhésion électrostatiques relativement élevées restent encore maintenues et rendrent diffcile l'opération de nettoyage. Vu en direction d'écoulement aval du courant de gaz, cet effet s'intensifie encore parce que les poussières séparées sont ici essentiellement des particules très fines et présentent par tendance une résistance électrique spécifque plus élevée. De plus, un autre effet mécanique vient se superposer audit effet dans certains cas, par exemple lors du dépoussiérage d'une installation à bande d'agglomération par frittage dans une aciérie lors du nettoyage de la ou des électrode(s) de dépôt: la couche de poussières accumulée sur les électrodes de dépôt peut certes être cohérente en elle-même, mais présenter une structure très légère et lâche à la manière d'un duvet. Lors de tels dépôts, on ne peut pas nettoyer les électrodes avec le procédé à chocs décrit ci-dessus, ou bien seulement de façon insuffi s ante, car ces couches de pous sières présentent de s propriété s d'amortissement internes très fortes par rapport aux oscillations. Dans la structure lâche apparaissent seulement de faibles forces d'inertie de masse qui ne peuvent pas éliminer l'adhésion existante entre les poussières et l'électrode de dépôt en forme de plaque. 3 2825034 L'objectif sousjacent à l'invention est d'améliorer le nettoyage d'électrodes de dépôt dans des électro-filtres. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un dispositif pour la séparation de particules hors d'un courant de gaz, le dispositif comportant au moins une électrode de dépôt allongée sensiblement en forme de plaque sur la surface de laquelle des particules peuvent venir se déposer pendant le fonctionnement du dispositif, caractérisé par au mo in s un organe d' entraînement qui est en liaison d' action avec la ou les électrode(s) de dépôt de telle sorte que celle-ci ou celles-ci est ou sont déplaçable(s) par l'organe d'entrâînement perpendiculairement à sa ou à leur direction d'extension. Cet objectif est aussi atteint par un procédé pour nettoyer un électro filtre qui est pourvu d' au moins une électrode de dépôt, l' électrode de dépôt étant mobile en alternance pour détacher des particules adhérentes, caractérisé en ce que le mouvement est effectué sensiblement perpendiculairement à la direction d'extension de la ou des électrode(s) de dépôt. Des développements avantageux ressortent du reste de la présente demande de brevet. Grâce au dispositif conforme à l'invention, les électrodes allongées en forme de plaque peuvent être déplacées sensiblement perpendiculairement à leur extension, grâce à quoi on obtient une possibilité de nettoyage particulièrement efficace en particulier pour de telles poussières lâches qui, en adhérant aux électrodes, ne présentent qu'une très faible densité. Conformément à l'invention, la force exercée par 1'organe d'entrâînement n'agit pas dans le plan de l'extension, mais perpendiculairement à celuici et il peut donc exercer des forces élevées sur les particules adhérentes via les oscillations à fréquence relativement faible et à grande amplitude. On peut installer de manière simple un agencement conforme à l'invention de l'organe d'entrainement et de l'intermédiaire d'entrâînement sous forme de ré équipement. Méme une combinaison avec le procédé à clocs décrit en introduction est possible sans aucun problème. En particulier l'enlèvement de poussières légères très lâches présentant une masse seulement faible est optimisé. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortent d'un exemple de réalisation de l'objet de l'invention illustré dans les dessins et décrit dans ce qui suit. Les figures montrent: figure 1, une vue en perspective d'un dispositif à agencer dans un courant de gaz, comportant un système pour mettre en _uvre un procédé à chocs traditionnel, et figure 2, une vue similaire à celle de la figure 1 d'une réalisation conforme à l'invention, le système pour mettre en acuvre le procédé à chocs de la fgure 1 étant prévu en combinaison. Dans l'exemple de réalisation, on a illustré à titre d'exemple un dispositif désigné dans son ensemble par la référence 1, que l'on peut agencer dans un courant de gaz 15, par exemple dans un courant de gaz d'échappement à l'intérieur d'un canal d'aspiration. Le dispositif 1 comprend plusieurs électrodes d'émission 2 qui sont réalisées chacune approximativement en forme de fl ou de barre. Plusieurs électrodes d'émission 2 sont regroupées dans une structure porteuse 3 en forme de cadre. Entre les structures porteuses 3 et parallèlement à leur extension se trouvent des électrodes de dépôt en forme de plaque 4. Celles-ci sont composées à partir de plusieurs plaques individuelles 6 pour former des corps à grande surface. Les électrodes de dépôt 4 sont appuyées chacune en haut sur le barreau porteur 7. Dans l'exemple de réalisation, on prévoit plusieurs structures porteuses 3 et électrodes de dépôt 4, qui se suivent en alternance. Ceci n'est cependant pas obligatoire. En fonction des exigences, on peut varier le 2825034 nombre et l'agencement des électrodes 2, 4, et dans certaines circonstances une seule électrode de dépôt 4 peut suffire. Dans la réalisation montrce du dispositif 1, le courant de gaz 15 s'étend parallè lement au plan 5 de l' extension de s électrode s de dép ôt en forme de plaque 4 dans les chambres intermédiaires en forme de couloirs entre celles-ci et les électrodes d'émission 2. Le plan s'étend ici verticalement. Les électrodes 2, 4 sont agencées dans l'ensemble dans un boîtier ouvert du côté frontal vers l'entrée et la sortie de gaz. Un agencement montré dans la figure 1 est désigné dans l'ensemble également par champ de séparation. On peut agencer plusieurs champs de séparation les uns derrière et/ou à côté des autres. Pendant le fonctionnement, une partie des molécules de gaz du courant de gaz 15 chargé par les particules est ionisée par des décharges électriques des électrodes d'émission. Les ions de gaz formés via les électrodes d'émission 2 viennent se déposer sur les particules de poussières, de sorte que celles-ci peuvent étre extraites dans le champ électrique hors du courant de gaz et viennent se déposer sur les électrodes de dépôt 4 pour former une couche de poussières que l'on doit enlever par nettoyage à des intervalles. Pour nettoyer les électrodes de dépôt 4, le dispositif 1 selon la figure 1 comprend des barreaux de secouage 8 qui sont associés chacun aux électrodes de dépôt 4 et qui engagent celles-ci par le dessous. Du côté frontal, les barreaux de secouage 8 peuvent être sollicités par des marteaux tombants 9, les marteaux tombants 9 étant agencés dans cet exemple en rotation sur un arbre 10 et pouvant agir successivement sur les faces frontales des barreaux de secouage 8 par rotation de cet arbre 10. Le nombre des marteaux tombants 9 correspond au nombre des barreaux de secouage 8. 6 2825034 Un dispositif de nettoyage similaire 16 est prévu égaleinent pour les électrodes 2 et pour les structures porteuses 3 qui les portent. Celui-ci agit également en direction longitudinale des structures 3. C onformément à l' invention, on prévoit à titre de di spo s iti f de nettoyage en supplément ou en variante un organe d'entraînement 11 selon la figure 2, qui peut agir sur les électrodes de dépôt via un intermédiaire d'entrâînement 12 situé sensiblement perpendiculairement par rapport au plan d'extension 5. Dans l'exemple de réalisation, l'organe d'entrainement 11 est réalisé sous forme de secoueur et l'intermédiaire d'entrainement 12 est réalisé sous forme de barreau de secouage. Celle-ci attaque les électrodes de dépôt 4 via des talons 13 en forme de fourche. L'organe d'entrâînement 11 est mobile de telle sorte qu'il déplace la tige de secouage 12 en direction de la flèche 14 en alternance perpendiculairement en direction vers l'organe d'entraînement 11 ou en éloignement de celui-ci. Dans ce cas, les électrodes de dépôt 4 situées en échelonnement les unes derrière les autres sont entraînées en dépla cement oscillant forcé perpendiculairement à leur plan d'extension 5. La figure 2 montre une combinaison de l'organe d'entraînement 11, d'intermédiaire d'entrâînement 12 et des talons 13 en forme de fourche attaquant les plaques 4 avec le dispositif habituel 8, 9, 10. En particulier lors d'un grand nombre d'électrodes de dépôt 4 agencées les unes à côté des autres, il peut être avantageux de les réunir en groupes et de ne pas les soumettre toutes simultanément à un nettoyage. On peut alors exciter en oscillations des groupes individuels respectifs d'électrodes de dépôt 4 via les secoueurs l l et les tiges de secouage 12, afm d'obtenir leur nettoyage. D'autres groupes peuvent rester en fonctionnement pendant ce temps et être nettoyés avec décalage dans le temps pour enlever leur couche de poussières. On peut prévoir une commande appropriée du courant de gaz 15, par exemple via des toles directrices réglables ou similaires. Même lors d'une i. 7 2825034 subdivision en groupes, il est bien entendu possible en variante de faire osciller tous les groupes simultanément. Dans l 'ensemble, le procédé conforme à l 'invention est extrêmement efficace surtout lors d9une utilisation à échelle industrielle. La structure se laisse compléter de manière simple soit pour former des installations de secouage habituelles soit pour 19uti1iser dans des installations nouvelles. La fréquence du mouvement alternant de l9organe d9entrâînement est de préférence de l'ordre de grandeur de 1 à 20 z. 8 2825034 Revendications 1. Dispositif (1) pour la séparation de particules hors d'un courant de gaz (15), le dispositif (1) comportant au moins une électrode de dépôt (4) allongée sensiblement en forme de plaque sur la surface de laquelle des particules peuvent venir se déposer pendant le fonctionnement du dispositif (1), caractérisé par au moins un organe d'entraînement (11) qui est en liaison d'action avec la ou les électrode(s) de dépôt (4) de telle sorte que celle-ci ou celles-ci est ou sont déplaçable(s) par l'organe d'entraînement (11) perpendiculairement à sa ou à leur direction d'extension (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (11) est relié à la ou aux électrode(s) de dépôt (4) via un intermédiaire d'entrâînement (12) s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport au plan d'extension (5) de l'électrode de dépôt (4), l'intermédiaire d'entrâînement (12) étant mobile en alternance parallèlement et anti-parallèlement à sa direction d'extension. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (11) est réalisé sous forme de secoueur, et en ce que l'intermédiaire d'entraînement (12) est réalisé sous forme de tige de secouage. 4. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la fréquence du mouvement alternant est de l'ordre de grandeur de 1 à 20 Hz. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par une combinaison avec un système (8; 9; 10) pour déplacer la ou les électrode(s) de dépôt (4) parallèlement à sa ou à leur direction d'extension (5). 9 2825034 6. Procédé pour nettoyer un électro-filtre qui est pourvu d'au moins une électrode de dépôt, l'électrode de dépôt étant mobile en alternance pour détacher des particules adhérentes, caractérisé en ce que le mouvement est effectué sensiblement perpendiculairement à la direction d' extension de la ou des électrode(s) de dépôt. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les oscillations transversales sont effectuces à une fréquence faible et avec une grande amplitude. 8. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7 pour nettoyer o une multitude d'électrodes de dépôt, caracténsé en ce que plusieurs électrodes de dépôt sont déplacces avec décalage dans le temps les unes par rapport aux autres. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que plusieurs