Filtre
La présente invention est relative à un filtre dans lequel le fluide traverse une masse granuleuse disposée dans une enceinte comprenant deux éléments d'extrémité poreux ou perforés.
Dans les filtres connus, le fluide à traiter est introduit par la partie supérieure et traverse lamasse granuleuse disposée sur une paroi de support perforée ou poreuse. Dans la masse granuleuse a lieu, suivant le cas, le dépôt de matières en suspension; une adsorption ou un échange d'ions. Lorsque le rendement diminue, il y a lieu de procéder à un rinçage et/ou une régénération de la masse granuleuse. A cette fin le fluide à traiter est remplacé par un courant de fluide de rinçage ou de régénération.
Ces fluides sont introduits par le dessus du filtre.
Dans ce cas, le rendement des réactions de régénération ne dépasse guère 40 /o. Le faible rendement est dû au fait que le réactif régénérant, de densité plus élevée que le fluide à traiter et retenu par capillarité entre les grains, suit des chemins préférentiels à travers la masse granuleuse, de telle sorte que le fluide de régénération entre seulement en contact avec une partie très limitée de la masse à régénérer ou à rincer. En plus du faible rendement précité, il faut encore tenir compte de rétention sélective, par la masse granuleuse, des éléments du fluide à traiter; cette rétention a pour conséquence de maintenir les éléments les moins facilement délogeables dans les couches inférieures de la masse granuleuse.
Dans le cas de filtres à courants de fluide à traiter et de fluide de régénération unidirectionnels, le fluide de régénération est déjà fort affaibli lorsqu'il atteint les couches inférieures de la masse granuleuse et la régénération y est très mauvaise. Ceci a permis de conclure que si le fluide de régénération ou de rinçage est introduit en sens opposé à celui du fluide à traiter on pourrait remédier à ces inconvé- nients. A cet effet, selon l'invention, I'enceinte est à volume intérieur variable de manière que la masse granuleuse puisse occuper tout le volume intérieur de cette enceinte et être comprimée dans cette dernière.
Une forme de réalisation de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 est une vue en coupe du filtre.
La fig. 2 est une vue en coupe de ce filtre lorsque la masse granuleuse est mise sous pression.
Le filtre représenté au dessin, comprend un corps cylindrique rigide 1 dont la paroi latérale est doublée intérieurement par un manchon élastique 2. Ledit manchon 2 contient une masse granuleuse 3. Des plaques perforées ou poreuses 4 et 5 sont fixées par leurs bords 6 entre les bords repliés vers l'extérieur 7 du manchon élastique 2 soutenu par les bords repliés 8 du corps cylindrique 1 et les bords des couvertures 9 et 10. Entre les bords 6 des plaques et les bords des couvertures 9 et 10 sont placés des joints annulaires 11. Les bords précités sont réunis par des boulons 12 qui assurent l'étanchéité. Ainsi un espace étanche variable 13 est obtenu entre le corps cylindrique rigide et le manchon élastique 2.
Cet espace 13 est en communication avec un conduit 14 de fluide sous pression par un orifice 15 prévu dans le corps cylindrique 1. Par 16 est désigné le volume du manchon 2 qui n'est pas occupé par la masse granuleuse 3 lorsque celle-ci est décomprimée.
Le volume 16 doit être inférieur au volume maximal de l'espace 13. Dans les couvertures 9 et 10 sont ménagés des conduits d'amenée ou d'évacuation de fluide 19 et 20. La fig. 1 montre le filtre lorsque la masse granuleuse n'est pas comprimée. La fig. 2 montre le filtre au moment où l'espace 13 est mis sous pression et que la masse granuleuse 3 occupe tout le volume limité par le manchon 2 et les plaques 4 et 5. En cycle normal, le fluide à traiter est introduit dans le filtre par le conduit 19 et se répand sur la plaque 4 pour pénétrer ensuite dans la masse granuleuse 3, cette dernière pouvant être comprimée ou non. Le fluide traité traverse la paroi perforée S et est évacué par le conduit 20. La masse granuleuse 3 peut être composée, par exemple et suivant le genre d'opération à réaliser, par une matière adsorbante, des échangeurs d'ions, des matières à pouvoir purifiant.
Lorsqu'il s'agit d'une masse granuleuse 3 à action physico-chimique, telle qu'échangeurs d'ions, l'opération de régénération comprend un cycle de lavage, un cycle de régénération proprement dit et un cycle de rinçage. D'autre part, lorsqu'il s'agit d'une masse granuleuse 3 à action physique l'opération de régénération comprend uniquement un cycle de lavage et un cycle de rinçage. Dans tous les cycles de l'opération de régénération, les fluides sont introduits de bas en haut dans la masse granuleuse 3. Le cycle de lavage a pour but d'éliminer les matières solides retenues par la masse granuleuse 3. Durant ce cycle, la masse granuleuse 3 doit être entièrement décomprimée.
Pendant le cycle de régénération qui suit le cycle de lavage, la masse granuleuse 3 occupe tout le volume limité par le manchon 2 et les plaques perforées ou poreuses 4 et 5 et peut être comprimée en augmentant la pression exercée sur le manchon élastique 2. La pression est réglée en fonction de la perte de charge du fluide occasionnée par la traversée de la masse granuleuse et du degré de régénération exigé. Le rendement peut monter jusqu'à 90 o/o puisqu'on évite ainsi la formation de canaux préférentiels. Par le cycle de régénération la masse granuleuse est réactivée.
Le cycle de rinçage consiste à éliminer tout le fluide de régénération de la masse granuleuse. Lorsque le fluide de rinçage ne comporte plus de traces de fluide de régénération, le cycle normal recommence et le fluide à traiter, qui est normalement le même que le fluide de rinçage, est répandu sur la plaque perforée 4 de manière qu'il traverse la masse granuleuse de haut en bas. La masse granuleuse peut être décomprimée graduellement ou directement suivant la nature du fluide à traiter et de la masse granuleuse afin d'obtenir un rendement maximal. La plaque perforée ou poreuse supérieure est dans certains cas remplacée par une couche de grains inertes logés dans la partie supérieure de l'enceinte. Ceci a l'avantage d'éviter l'encrassement des perforations ou des pores des plaques.
Suivant une autre forme de réalisation une paroi intérieure de l'enceinte est constituée par une enveloppe déformable fermée pourvue d'une canalisation pouvant être mise en communication avec une source de fluide sous pression. Cette enveloppe a généralement la forme cylindrique et est concentrique au corps cylindrique 1. Cette variante est combinée avec la réalisation des fig. 1 et 2 ou bien constitue le seul élément déformable du filtre.
Dans les cas spéciaux où une paroi déformable ne convient pas, par exemple lorsque l'on veut obtenir de grandes pressions, une paroi de l'enceinte est fermée par un piston à face poreuse ou perforée se déplaçant dans celle-ci de manière à comprimer la masse granuleuse.
Filtered
The present invention relates to a filter in which the fluid passes through a granular mass arranged in an enclosure comprising two porous or perforated end elements.
In known filters, the fluid to be treated is introduced via the upper part and passes through the granular mass arranged on a perforated or porous support wall. In the granular mass takes place, depending on the case, the deposition of suspended matter; adsorption or ion exchange. When the yield decreases, it is necessary to carry out rinsing and / or regeneration of the granular mass. To this end, the fluid to be treated is replaced by a stream of rinsing or regeneration fluid.
These fluids are introduced through the top of the filter.
In this case, the yield of the regeneration reactions hardly exceeds 40%. The low yield is due to the fact that the regenerating reagent, of higher density than the fluid to be treated and retained by capillary action between the grains, follows preferential paths through the granular mass, so that the regeneration fluid only enters into it. contact with a very limited part of the mass to be regenerated or rinsed. In addition to the aforementioned low yield, it is also necessary to take into account the selective retention, by the granular mass, of the elements of the fluid to be treated; this retention has the consequence of maintaining the less easily dislodged elements in the lower layers of the granular mass.
In the case of filters with unidirectional fluid to be treated and regeneration fluid streams, the regeneration fluid is already greatly weakened when it reaches the lower layers of the granular mass and regeneration is very poor there. This made it possible to conclude that if the regeneration or rinsing fluid is introduced in the direction opposite to that of the fluid to be treated, these drawbacks could be remedied. To this end, according to the invention, the enclosure has a variable interior volume so that the granular mass can occupy the entire interior volume of this enclosure and be compressed in the latter.
An embodiment of the invention will be described, by way of example, with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a sectional view of the filter.
Fig. 2 is a sectional view of this filter when the granular mass is put under pressure.
The filter shown in the drawing comprises a rigid cylindrical body 1 whose side wall is lined internally by an elastic sleeve 2. Said sleeve 2 contains a granular mass 3. Perforated or porous plates 4 and 5 are fixed by their edges 6 between them. outwardly folded edges 7 of the elastic sleeve 2 supported by the folded edges 8 of the cylindrical body 1 and the edges of the covers 9 and 10. Between the edges 6 of the plates and the edges of the covers 9 and 10 are placed annular gaskets 11 The aforementioned edges are joined by bolts 12 which provide sealing. Thus a variable sealed space 13 is obtained between the rigid cylindrical body and the elastic sleeve 2.
This space 13 is in communication with a conduit 14 of pressurized fluid through an orifice 15 provided in the cylindrical body 1. By 16 is designated the volume of the sleeve 2 which is not occupied by the granular mass 3 when the latter is decompressed.
The volume 16 must be less than the maximum volume of the space 13. In the covers 9 and 10 are formed ducts for supplying or discharging fluid 19 and 20. FIG. 1 shows the filter when the granular mass is not compressed. Fig. 2 shows the filter when the space 13 is pressurized and the granular mass 3 occupies the entire volume limited by the sleeve 2 and the plates 4 and 5. In the normal cycle, the fluid to be treated is introduced into the filter through the conduit 19 and spreads over the plate 4 to then penetrate into the granular mass 3, the latter possibly being compressed or not. The treated fluid passes through the perforated wall S and is discharged through the conduit 20. The granular mass 3 can be composed, for example and depending on the type of operation to be carried out, by an adsorbent material, ion exchangers, materials to be carried out. purifying power.
In the case of a granular mass 3 with physico-chemical action, such as ion exchangers, the regeneration operation comprises a washing cycle, a regeneration cycle proper and a rinsing cycle. On the other hand, in the case of a granular mass 3 with physical action, the regeneration operation comprises only a washing cycle and a rinsing cycle. In all the cycles of the regeneration operation, the fluids are introduced from the bottom up into the granular mass 3. The purpose of the washing cycle is to remove the solids retained by the granular mass 3. During this cycle, the washing cycle granular mass 3 must be completely decompressed.
During the regeneration cycle which follows the washing cycle, the granular mass 3 occupies the entire volume limited by the sleeve 2 and the perforated or porous plates 4 and 5 and can be compressed by increasing the pressure exerted on the elastic sleeve 2. The The pressure is adjusted according to the pressure drop of the fluid caused by crossing the granular mass and the degree of regeneration required. The yield can go up to 90 o / o since this avoids the formation of preferential channels. Through the regeneration cycle, the granular mass is reactivated.
The rinsing cycle consists of removing all the regeneration fluid from the granular mass. When the rinsing fluid no longer contains traces of regeneration fluid, the normal cycle begins again and the fluid to be treated, which is normally the same as the rinsing fluid, is spread over the perforated plate 4 so that it passes through the chamber. grainy mass from top to bottom. The granular mass can be decompressed gradually or directly depending on the nature of the fluid to be treated and of the granular mass in order to obtain maximum yield. The upper perforated or porous plate is in certain cases replaced by a layer of inert grains housed in the upper part of the enclosure. This has the advantage of avoiding the fouling of the perforations or the pores of the plates.
According to another embodiment, an interior wall of the enclosure is formed by a closed deformable envelope provided with a pipe which can be placed in communication with a source of pressurized fluid. This envelope generally has the cylindrical shape and is concentric with the cylindrical body 1. This variant is combined with the embodiment of FIGS. 1 and 2 or else constitutes the only deformable element of the filter.
In special cases where a deformable wall is not suitable, for example when it is desired to obtain high pressures, a wall of the chamber is closed by a piston with a porous or perforated face moving in it so as to compress the granular mass.