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Procédé d'épuration électrostatique des gaz par filtres électrosta- tiques tubulaires lucides.
Lors de l'épuration de gaz chargés de poussière fine qui contiennent des condensats sous forme de brouillard, l'effet élec- trique de -charge d'espace a une influence nuisible sur le pouvoir de précipitation du filtre électrostatique. Si l'épuration s'effec- tue dans des filtres électrostatiques dits tubulaires humides, la. charge d'espace a des effets particulièrement défavorables.
Les filtres Electrostatiques tubulaires humides utilisés en pratique ont une distance d'ionisation de 115 mm., par exemple, pour des diamètres de tubes allant de 240 à 250 mm. environ* On utilise par exemple, comme électrodes d'ionisation, des tiges
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à profil triangulaire (voir lo brevet anglais n 409576), des
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lames composites en lune de scie, (voir le brevet anglais n 428.471)1 ou des ba7"es à profil étoile composées de lames longitudinales (voir le brevet <r:r.'ric.ln n 1.333.790). Les fils ou tiges rondes utilisas dans le passé ne provoquent p,..:3 une charge convenable de la poussière fine.
En garnissant ces fils rond3 de pointes d'io- nisation (voir le brevet américain n 2.505.907), on a essayé
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d'timl11orer l'effet d'ionisation. Toutes ces mesuras Uld110rent on effet la charge des particules de poussière tout en augmen- tant simultanément la charge d'espace de façon importante dans les filtres électrostatiques tubulaires t:ctc3es, cv qui diuinue le - pouvoir de précipitation de ces filtres.
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Si les tubes d'un filtre à une passe du genre précité sont parcourus de bas en haut par un gaz chargé de poussière ou
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d'un condensât, par exemple un ggz chargé de brouillard, la forte concentration de brouillard ou de poussières fines accrochées provoque des charges d'espace élevées qui nuisent fortement à la
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précipitation.
Ces cha.ra,,s d'espace cnt, par exemple, pour effet que la caractéristique courant-tension d'un élément tubulaire dif-
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fpre de la partie inférieure à la partie supérieure. En ce qui concerne les valeurs électriques-relatives, il faut alors choisir pour un filtre de ce enre une répartition de tension telle qu'une
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partie du filtre (la moitié supérieure par exenile) soit désa- vantagée par rapport à l'autre (la Moitié inférieure). Un tel agencement ne permet pas d'obtenir un travail de précipitation
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le plus avantageux. Dens des cas d'application nonaua, les fil- tres électrostatiques hualdes tubulalres du type précité utilisent des tensions continues d'au moin !U kilovolts.
Lui vitesse d'écou- lement du gaz est, de préférence,, en pratique, de l'ordre de 0,3
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mttre par seconde, à cause de la nature spéciale des fixations 49électrodes et des fortes charges d'espace. L'expérience a montre que des vitesses d':CO11.11,.81 plus élevées sont impraticables.
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Pour donner au champ électrique le temps de neutraliser les chargea d'espace, on propose d'utiliser des vitesses d'écoule- ment encore nettement plus faibles qui sont difficilement réa- lisables à cause du débit imposé et des filtres encombrante nécessaires k cet effet.
La présente invention a pour but de procurer un procède de précipitation de brouillards, de préférence de brouillards acides et de matières solides contenus dans des gaz au moyen de filtres électrostatiques humides tubulaires. Ce procédé sui- vant l'invention est caractérisé en ce que le gaz à épurer tra- verse, avec une vitesse élevée de, par exemple, plusieurs mitres par seconde et, de préférence, une vitesse de 5 15 mitres par seconde, des tubes de petit diamètre, par exemple 100 à 125 millimètres, jouant le rôle d'électrodes de précipi- tation et munis d'électrodes d'ionisation de façon telle que la distance entre électrode d'ionisation et électrode de pré- cipitation ne soit que de quelques millimètres,
20 millimètres de préférence.
Selon une autre particularité do l'invention, pour un refroidissement indirecte les tubes peuvent être lèches exté- rieurement par un courant d'un fluide de refroidissement en cir- cuit fermé, circulant à équl-courant ou à contre-courant, l'in- tervalle entre tubes pouvant être garni de corps de remplissage, sphériques de préférence, qui permettent d'augmenter la vitesse d'écoulement du fluide et, par conséquent, l'échange de chaleur par rapport au cas où il n'y a pas de corps de remplissage, pour un même débit de fluide de refroidissement.
L'appareil suivant l'invention utilisant le procédé précité comporte un filtre électrostatique tubulaire humide dont les électrodes d'ionisation sont constituées par un tube sur la paroi extérieure duquel dos ailettes d'ionisation rectangulaires sont montées de telle façon que les sommets des ailettes suivent
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une courbe en hélice. L'ensemble est agencé avantageusement
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de telle man -re que chaque ailette d'ionisation soit décala do 60 par rapport à ses voisines supérieure et inférieure. On obtient ainsi que, par rapport àune ailette quelconque, ce ne soit que
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la sept HW8 suivante qui occupe la m4t10 position et la même direc- tion (avec une différence de hauteur).
Les grandes vitesses d'écoulement des gaz ut:tl1t1ées dans le procédé suivant l'invention et la faible distance d'ionisation
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;itas. que la disposition spéciale des électrodes d'ionisation suivant l'invention font apparaître une série d'avantager vis-à-vis du procédé basé sur la technique traditionnelle. La grande vitesse d'écoulement des gaz crée une forte turbulence dans les différente tubes, ce qui provoque, coince l'expérience le montre, une ionisa- tion de bonne qualité et régulière du gaz.
Quand on utilise, par exemple, un écoulement du haut vers le bas dans le filtre électro...
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statique} tubul&lro humide, la grande vitesse des gaz exerce une action d'entraînement supplémentaire sur le condensât précipité ruisselant le long des parois des tubes, ce qui augmente le net- loyale do la poussière adhérant au tube sous l'effet du condensât qui ruisselle rapidement le long des parois.
Lorsqu'on utilise le filtre électrostatique tubulaire com-
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trie echangeur de chaleur indirect, la grande vitesse provoque une augmentation d'extraction de chaleur côté gaz. Grâce à la faible distance d'ionisation utilisée dans le procédé de la présente invention, les appareils à haute tension utilisés jusqu'ici avec
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une tension secondaire de 40 kilovolte et plus peuvent ôtre rem- places par des appareils de 16 à 18 kilovolts seulement.
Pour une
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ht6.3 densité do courant, les appareils à haute tension peuvent être beaucoup Moins coûteux que les installations bagues sur la tecli.. nique actuelle. En outre, à titre de comparaison, pour une charge
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d'espace a1 a à celle régnant dans un filtre électrostatique tubulaire huul'le de type courmt, l'effet de cotte charge d'cs-
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rnen est nettement plus faible que dans les obstructions clus 11- ques 4 cause de l distance réduite qui sépare la paroi du tube de l'électrode d'ionisation.
Grâce au travail d'ionisation qui est considérablement plux grand (ardtes sous Haute tension quelques mill1mtr(Js d'une surface lisse) et \ l'intensité de champ fortement accrue, l'influence des charges d'espace est grandement diminuée, en ce sons que la charge d'espace est en
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Majeure partie annihilée p1r des précipitations iHLH'd1atUI.
L'épuration de ga; acides, par axaru;.2c dans le cas de la fabrication de l'acide sulfurique par le procédé par contact, pose en particulier le problème de l'évacuation des brouillards acides et surtout des componée d'arsenic se présentant sous la
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forme de poussière fine et constituant un agent d'emponnet4ent des surfaces de contact.
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Conirqe des essais l'ont démontré, cette opération s'effec... tue de façon satisfaisante en utilisant le procédé et l'agence- ment suivant la présente invention.
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Alors que, dans les anciennes installations, l'arsenic ne peut être 61imin en substance qu'en l'absence de brouillard, cette suppression du brouillard ne pouvant être réalisée qu'en mettant deux filtres électrostatiques enr.r3.s, l'épuration dé- 61r8e peut être obtenue avec une boule passe de filtre éloctro- statique, si on utilise le procédé et l'agencement suivant l'in- vention. Ce fait constitue une simplification technique fon-
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da.tontale. Salon une autre particularité de l'invention, il est proposa de fabriquer les électrodes d'ionisation suivant l'in-
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vention pr,r extrudase, ce qui permet d'envisager le plomb cosse nattera prer.l1!re à cause de sa résistance à la corrosion.
La fabrication des électrodes d'ionisation de la manière dite se fait avantageusement en extrudant des tubes avec daa ailettes longitudinales continues sur toute la hauteur du tube,
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#ie prfrence six ailettes \y. logent reparties sur le pourtour
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du 01, découpe ensuite ces nilottoc continues pour n'en. lc<insor su1:::
1ster qne les parties formait les ailettes d'ionisation voulues. 1- disposition en hélice des ailettes d'ionisation a (ilie l'effet d'ionisation dos coins et des borda d'une ailette d'ionisation n'est pas perturbée par les ailettes d'ionisa... tion supérieure et inférieure voisines, mois qu'au
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contraire cette ionisation I)out ; vair son plein effet dans la cas de chèque flotte, s d'ionisation.
Il est aus8i pl'OPO1 pour la Mise en pratique du nouveau proo6dt-, dans le codre de la présente invention, une série de per- i'e(.tlonnc' :on,; t"on.ccrnilnt la suspension et l'écartement des chtosis d'ioninntion (tinsi que des dispositifs collecteurs et d'JVtlcunt1on de liquide à la partie inférieure des tubes, L'invention ressortira clairement de la description, donnée ci-après, d'un exemple de forme d'exécution.
La fig.l est une coupe d'un filtre électrostatique
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tubulaire humide à un seul chemp.
La figure 2 représente séparément une électrode d'ionisa- tien.
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Xiiï. figure 3 est une coupe faite suivant la ligne 11-11 de la figure 2.
La figure 4 est une vue de face du faux-tond inférieur nécessaire pour recueillir le condensât et représenté en coupe
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la finu.ro le figure 5 représente un tube muni, à son extrémité inférieure, d'un dispositif d'évacuation, et
La figure 6 est une vue oblique d'en haut du tube de la figure 5.
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Sur la figure 1, le gaz k apurer péntre par la cana- lisation 1 dans le filtre électrostatique tubulure humide dent l'enveloppe porte la rf/rence 2, de tubes 4 traversent le
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faux-fonds 3, 3'. Le vide 5 coapris entre les tube de précipitation
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4 cerf tu pacoaee du fluide de refroidissement qui peut circuler un circuit ferme, à équi",cou1'I.mt ou à contre-courant autour des tubes 4. Afin d'augmenter la vitesse d'écoulement et 1-Idelitinge calorifique, on peut remplir lea interstice 5 do corps de rem- pliesage 6, des billes, da la vati,'re à gros gr.7in, des anneaux de P.a$c1g etc.
Les électrodes d'ionisation 7 avec leurs ai- lettes d'ionisation en saillie sont suspendues, à. leur extrémité supérieure, à des conducteurs 9 relits par des barres 10 à dos isolateurs 11. L'extraite inférieure des électrodes d'ionisation 7 est reçue dans un dispositif de guidage 12 qui est maintenu à distance de la paroi de l'enveloppe par un isolateur de fixation
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13. Le dispositif distancour consiste, de préférence, en une ma- tière plastique hydrophobe ou est revêtu d'une couche d'une telle matière. Pour la clarté du dessin, on et o!,:1s le dispositif d'évacuation des gaz épuras et le dispositif d'admission du fluide de refroidissement.
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Un faux-fond 14, percé de trous 15 ayant le ml1!.lo dia" mtre que celui des tubee de précipitation, est disposé à quel- ques millimètres au-dessous des tubes 4. Ces trous 4 se trou- vent au sommet de saillies en forme de cratère 16 (voir figure
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4) venant se disposer concentriqiie,tient sous les ouvertures des tubes, afin que le gaz puisse s'écouler sans encombre au travers du faux-fond 14. Il est aussi possible de faire pénétrer de quelques millimètres les bords des troue 15 à l'intérieur
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des tubes 4.
La condensât qui ruissello le 3onn des parois des tubes et suit la paroi évasée à l'extraite de ces tubes, et;t rp'. cueilli dans les creux du faux-fond 11 ontro les se 111 les 16 et s'évacue par des ouvertures 17 et ds co}.'u1l.:; tî'v.-c\iutlon 1R vers la collecteur 19. Les rì"i<îuo to 4t fond du filtra dlectrostatiquo peuvent être t)ulu\< ;;.>: 1.:.1 ',10.
Au lieu d'utiliser le fx-fnd 1. on peut t1il::>;,d donner l'ouverture inférieure ds t ibca 4 ui<j for.A kila que
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IJextr:::lit 1nfr1eure des tubes se termine en entonnoir, lik partie 21 h section carrée de l'entonnoir byant des s aurtVcws <1' ..:coulcr'Hmt verticales 22 disposée entre 01103 à &nglo droit et formant triangle en t'l(cvzttion (voir figures 5 et 6).
Le con- qui ruisselle le long des parois, suit les face, lnell. n6es à* la partie en entonnoir 21 et est ainsi soustrait z l'influence des électrodes d'ionisation. ce condensât peut tom-
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ber goutte à goutte des surfaces d'úcoulc2i'unt 22 s un ;,.cr4%.ur- ber le choiap ulec trique ou bien il peut 6tre recueilli dune des rigoles. Cette Forme d'exécution et celle utilisant un faux-fond 14 ont l'avantage de supprimer l'inconvénient frqunt des filtres électrostatiques tubulaires résidant on ce que, sous l'influence du chap électrique, le condensât qui ruisselle est
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attiré par les électrodes d'ionisation.
D:.'ns la mise en pratique du procédé de l'invention, les tubes 4, ont úvahtagcusemont une longueur d'environ quatre r,:>:troa. Gr!.!.ce à la réduction du diamètre des tubes, on. obtient uno plus grando stabilité pour une md.ie paisse1..1r de 1';;.1'01 que dans le cas des tubes de type courant.
La figure 2 représente une partie d'une électrode d'ionisation 7 pourvue d'ailettes d'ionisation 8 en saillie.
Pour une épaisseur de matière des ailettes d'ionisation de 2 mm environ, leur hauteur est, par exemple, de 20 ni et leur lon-
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guoitr, du prrjrenceJ de 25 mm pour une distance axiale entre ailettes d'environ 5 111111. Dana le cas d'une électrode suivant l'invention, on remarquera que chaque ailette d'ionisation exerce sons restriction son plein effet d'ionisation sous l'ap-
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pUcatlon ilt lu tension prévue, du fait que les doux ailettes vo:!.nll'!():1 fl sont uoartos de 5 mu on hauteur et font avec elle 1J1'\ f'l1d)J (11J 60 chacune dans le plan horizontal. Lu figure 3 tlonno une coupe de l'électrode faite suivant la ligne Il-Il de 1'' figure 2.
Dï>ns le cas de tubes d'un Ù111I(tra de 100 uoi
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environ et d'électrodes d'Ionisation 7 l'un diemétre de 10 mm
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environ, on obtient, avec la loni-uuir d'f.l1)(.t1.t(t d'ion.1:'S..tlon don- née, une distance d'ionisation d'environ 20 mm. 11 est.
pr6vu, dans le cadra de la présente invention, d'exécuter des
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tu!'os do plomb on voler afin unt(tr lu ntahU1t6 du,'$ i100- trodes de précipitation Les avantagea décrits du procédé et de l'appareil sui-
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vaut l'Invention consistent principalement on '1Ii\) t\\Jr,,,ontatJon considérable de l'effet d'épuration, comparativement aux procédés et aux "Pl)(i.eila utJ.1.h<lnt lf techniques connu<.a. Dos ont dlnlontr6 que, pour un mCne dogrt5 d*'3uurutin lnHO.hIo de5 sur- faces de précipitation peut dtre dieinuée environ de moitié cOlnpf\r!:ftive!F1ont aux installations connues, cilest-h-dire quo la conaomwatlon de miti-re est diminuée de moitié dtiis le cas de l'invention.
REVENDICATIONS
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1.... Procédé de précipitation de brouillnrds, notamment de brouillards acides, et de matiéres solides pour en débarrasser des gaz au moyen de filtres électrostatiques humides tubulaires., caractérisé en ce que le gaz à épurer traverse, à une vitesse élevée de, par exemple, plusieurs métres à la seconde et, de pré-
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férence, une vitesse de $ h 15 mètres par seconde, des tubes de petit diamètre, par exemple de 100 a 125 r.1111:nttre$ J o'Jnt le