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Procède pour le traitement electrique de gaz, de liquines, etc,, en particulier pour la séparation de particules en supension, par du courant continu pulsatoire à haute tension.
La présente invention concerne un procédé pour le traite- ment électrique de gaz, de liquides, etc., en particulier pour la séparation de particules en suspension qui sont con- tenues dans les az ou les liquides. Lorsqu'on veut attuinare avec ce procede un effet convenable de séparation, il faut une charge aussi élevée que possible des particules qui sont soutenues dans des gaz ou dans le liquide, or, la charge des particules dépend dans une mesure essentielle de la densité @
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des ions qui se trouvent dans le fluide contenant les parti- cules en suspension, et la ehare est d'autant plus élevée que cette densité est des ions est p lus grande.
Dans les pru- cédés connus jusqu'àprésent pour l'épuration électrique, dans lesquels les électrodes sont alimentées au moyen de cou- rant continu pulsatoire qui est produit par le redressement d'un courant alternatif de haute tension ae fréquence normale, on peut produire une densité d'ions de 108 à 109 par centimè- tre cube. Ceei est environ la plus haute densite d'ions qui a pu êtreatteinte jusqu'à present en fonctionnement pratique lors de l'alimentation de l'épurateur électrique de gaz au moyen de courant continu pulsatoire ou d'une tension continue constante.
On trouvera ci-dessous 1'indications d' un procédé par lequel la densité des ions peut être augmentée considéra- blement sans qu'on doive redouter le danger d'un passage de la tension entre les électodes.
Suivant la présente invention, le fluide à traiter est envoyé à travers un champ électrique aux électrodes duquel sont appliquées à des intervalles périodiques, (par exemple d'un cinquantième de seconde) pendant un très court temps (environ 10-5à 10-7 secondes), des impulsions de tension élevées, du même signe, qui sont d'environ 30 % et plus au- delà de la. tension maxima qui peut être employée en eas d'u- tilisation de courant continu constant.
La densite d'ions ne doit se produire que périodiquement pendant un temps très court pour obtenir l'effet de séparation désiré,
Entre les impulsions de haute tension, la tension aux électrodes de charge peut être abaissée d'une manière connue en-dessous de la limite de jaillissement de sorte que le champ purement électrostatique existant alors sert au mouve- ment des particules fortement chargées vers les surfaces de précipitation. On réunit alors d'une part dans le danger de
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percement une charge extrêmement élevée des particules et d'autre part une évacuation d favorable des particules char- gées d'une manière heureuse de sorte qu'on obtient un effet de précipitation extrêmement favorable du l'electre-filtre.
Le procédé peut e@alement être employa sans difficulte pour la séparation d'émulsions de liquides conducteurs ou non conducteurs.
On a observé que par suite de la diversité des gaz et de la poussière contenus dans ceux-ci, on rencontre dans beaucoup de cascertaines difficultes à trouver la duree d'im- pulsion la plus favorable pour les tensions en choc, durée pour laquelle on ne doit pas redouter de déeharLes dans le filtre.
On a observé en particulier que lorsqu'il se forme des dépots de poussière sur les électrodes de precipitation, les étincelles se produisent déjà en partie pour des tensions qui sont d'environ 50 % inférieures à la tension de decharge pour des électrodes parfaitement propres, D'après des recherches approfondies, on est arrive à cette constatation que l'étincelle part toujours de 1'électrode po- sitive par le fait qu'à partir de celle-ci il se développe des eanaux de charge d'espace qui amorcent l'étincelle entre les électrodes.
De semblables aigrettes positives de décharge pren- nent naissance lorsque, à l'électrode positive, des ions po- sitifs deviennent libres par suite de phénomènes d'ionisation par choc. La production de l'étincelle entre les électrodes d'un filtre électrique pourvu d'électrodes de jaillissement chargées négativement peut s'expliquer de la manière suivante;
Tout d'abord le Laz est ionise dans le voisinage immédiat de l'électrode de jaillissement, Il se produit alors dans le voisinage immédiat de l'électrode de jaillissement aussi bien des ions négatifs que des ions positifs.
Les ions positifs se meuvent alors avec une vitesse relativement minime vers lie-
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lectrode de jaillissement négatif et y cèdent leur charge.Les ions négatifs se meuvent au contraire avec une grande vitesse de l'électrode de jaillissement vers l'éleetrode de precipi- tation.
La vitesse de mouvement des ions négatifs depend alors de la mobilité des ions du gaz et vaut dans l'air environ 60 m/seconde, dans l'hydrogène environ 280 m/seconde, dans l'acide carbonique 36 m/seconde, dans l'anhydride sulfureux 16m/seconde, etc., si l'on suppose les conditions et les in- tensités de champ existant dans un filtre électrique, Si a- lors les ions négatifs partant de l'électrode @aillissement rencontrent une électrode de précipitation recouverte d'une couche de poussière, ils s'emmagasinent sur la surface de la poussière de sorte qu'il s'y forme une charge de surface.En- tre eette charge superficielle et l'el@strode positive de précipitation il se produit alors dans la couche de poussiè- re une intensité de champ élevée qui,
en cas de charge super- ficielle suffisamment grande, peut devenir tellement grande qu'à l'intérieur de la couche de poussière le gaz est ionisé de sorte qu'il se forme ici également des ions positifs et négatifs. Les ions négatifs se meuvent alors à travers la cou- che de poussière vers l'électrode positive deprécipitation tandis que les ions positifs sortent en partie de la couche de poussière dans le courant de gaz et provoquent en cet en- droit la, formation d'aigrettes de charge d'espace positives qui produisent ensuite prématurément une percement. En pareils cas on ne peut maintenir qu'une tension minime entre les électrodes et par conséquent l'effet d'épuration du filtre électrique devient très mauvais.
On indiquera dans la suite comment dans de semblables cas difficiles, en cas d'alimen- tation des électrodes de jaillissement au moyen d'impulsions de tension de courte durée, on peut élever la tension entre les électrodes considérablement au-dessus de la. mesure usuel-
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le et obtenir ainsi un bon effet de précipitation.
Suivant la présente invention, en pareils cas la durée des différentes impulsiuns de tension au moyen desquelles les électrodes de jaillissement sont alimentées est choisie suf- fisamment courte pour due les ions negatifs de l'elestrdue de jaillissement paissent se rendre seulement jusque devant ou exactement à la surface des électrodes de precipitation.
Même lorsque lE tension est en outre choisie tellement élevce qu'en cas de durée suffisante une étincelle se formerait, elle ne peut arriver à la formation complète car la durée de la courte impulsion en choc ne suffit pas, on fait en outre se produire avantageusement après chaque impulsion de tension de ce genre, dans l'alimentation des électrodes de jaillissement, une pause qui est prise de longueur telle que la charge su- perficielle se formant après chaque choc de tension sur la eouehe de poussière de l'électrode de précipitation peut s'e- couler jusqu'à l'arrivée de l'impulsion de tension suivante et que de cette manière la formation d'aigrettes positives de décharge à l'électrode de precipitation ne peut avoir lieu.
En cas d'un semblable procédé, on peut également, lors du traitement électrique d'espèces de poussière très defa- vorables, maintenir la tension entre les électrodes d'envi- ron 20 à 100 % au-delà de celle qui est possible avec du cou- rant continu à pulsations peu nombreuses ou constant, La du.. rée des impulsions en choc et de la pause de repos entre e celles-ci doit alors être réglée de la manière indiquée ei- dessus d'après la composition variable du gaz et en concor- dance avec la mobilité variable des ions suivant la composi- tion.
On peut par exemple supposer que de l'air soutenant de la poussière traverse l'électro-filtre. La vitesse des ions négatifs vaut alors, comme on l'a déjà expliqué, dans l'e- lestro-filtre environ 60 m/sesende. jusqu'alors la distanee
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entre les électrodes de jaillissement et de précipitation vaut 6 cm, chaque impulsion de tension ne doit pas valoir plus qu'un millième de seconde, car dans @e temps des ions négatifs se meuvent de l'électrode de jaillissement jusqu'à l'électrode de précipitation et par conséquent des aigrettes positives de décharge peuvent se produire à l'électrode de précipitation.
La résistance de la couche de poussière sur' l'électrode de précipitation peut en outre être tellement grande que la charge superficielle de l'électrode de préci- pitation a disparu en un centième de seconde au point qu'une ionisation du gaz se trouvant dans la couche de poussière ne peut plus se produire. La pause entre deux impulsions de tension au moyen desquelles l'électrode de jaillissement est alimentée doit donc avoir au moins la durée d'un centième de seconde. Suivant l'épaisseur du revêtement de poussière, ce temps peut tre élevé jusqu'à un cinquantième ou un vingt- cinquième de seconde ou encore davantage.
Un effet de filtration particulièrement avantageux peut s'obtenir en outre dans le procédé proposé lorsque la trois,.. sa;ce de l'impulsion de tension est rendue tellement tourte que la tension s'élève à à chaque impulsion de tension de la valeur nulle à la valeur maxima en environ 10 secondes et moins. Ensuite la tension s'abaisse, en concordance avec la consommation de courant dans le filtre, de nouveau jusqu'à la limite environ ou au-dessous de la limite de jaillissement.On a observé par des expériences qu'alors la tension entre les électrodes du filtre peut être élevée par rapport aux condi- tions actuelles d'environ 30 à 150 % sans qu'une etineelle soit à redouter entre les électrodes.
On peut élever de cet- te manière notablement l'intensité de champ et améliorer con- sidérablement l'effet de separation du filtre.
On peut éventuellement par des moyens connus veiller à
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ce que la durée d'impulsion soit maintenue suffisamment courte pour que par suite du retard de la décharge un percement pre- maturé ne puisse se produire entre les électrodes. par une semblable constitution de la courbe de tension on augmente donc aussi considérablement la séeuritc dans le fonctionne- ment de filtres électriques. Un semblable procédé peut s'em- ployer non seulement pour des filtres electriques mais ega- lement avec de grands avantages pour provoquer des reactions chimiques dans des gaz. Il convient également pour la sepa- ration d'émulsions conductrices ou non conductriees et pour le traitement chimique de liquide de nature quelconque. revendications.
1/ Proeédé pour le tràitement électrique de gaz, de liquides, etc., en particulier pour la séparation de particules en sus- pension, par du courant continu pulsatoire de haute tension, caractérisé en ce que le fluide à traiter est envoyé à tra- vers un champ électrique aux électrodes duquel sont a@@li quées à des intervalles périodiques (par exemple d'un cin- quantième de seconde) pendant un temps très court (environ 10-5à 10-7 secondes) des impulsions de tension élevées, du même signe, qui sont d'environ 30% et plus au-dessus de la tension maxima qui peutêtre employée en cas d'utilisation de courant continu constant.