Procédé pour filtrer un gaz et collecteur de poussière pour sa mise en oeuvre
La présente invention comprend un procédé pour filtrer un gaz dans un sac filtrant tubulaire disposé verticalement, et un collecteur de poussière pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La nécessité d'un nettoyage efficace de sacs filtrants collecteurs de poussière est bien connue; toutefois on rencontre actuellement de nombreux problèmes dans la conception d'un appareil et d'un procédé pour éliminer la poussière de façon satisfaisante. L'un de ces problèmes est celui de la défaillance ou fatigue des sacs filtrants, qui est due soit à l'emploi continu du sac filtrant dans les conditions environnantes particulières du système filtrant, soit au dispositif ou procédé particulier choisi pour détacher les particules de poussière adhérentes du sac.
Lorsqu'une défaillance prématurée présente un problème dans un système à sacs filtrants, des vibrateurs indirects ou non mécaniques utilisant des ondes sonores et/ou des courants d'air à l'intérieur du sac ont reçu la préférence, du fait qu'ils distribuent l'énergie au tissu de manière plus douce et uniforme.
On connaît un filtre dans lequel les sacs sont secoués en imprimant un mouvement de va-et-vient au cadre supportant les sacs, et par l'application d'air admis dans les sacs. Dans un tel système, la durée utile des sacs peut être considérablement réduite, par suite de la fatigue mécanique.
On connaît aussi un dispositif pour le nettoyage de filtres à poussière par l'emploi d'ondes sonores. Ce système nécessite l'emploi d'un générateur de son individuel compliqué et cher pour chaque sac filtrant, et en outre dans certaines circonstances oblige à faire appel à une torsion mécanique.
On connaît encore un vibrateur non mécanique; toutefois ce dispositif ne s'est pas non plus révélé satisfaisant, du moment qu'il provoque également l'usure du sac filtrant par suite de l'application périodique de jets d'air directement contre des points fixes à l'intérieur du sac filtrant, perpendiculairement à la surface du sac.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'on fait passer le gaz souillé à l'intérieur du sac afin de recueillir la matière en poussière sur la surface intérieure du sac tout en permettant au gaz propre de passer à travers la paroi de ce dernier, on interrompt périodiquement l'écoulement du gaz souillé, on chasse un volume de gaz de l'extrémité inférieure du sac filtrant t vers l'extrémité supérieure pour déloger la poussière accumulée de l'intérieur du sac, et on renvoie ledit volume de l'extrémité supérieure du sac pour décharger la poussière délogée de l'extrémité inférieure du sac.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du collecteur objet de l'in Invention:
la fig. 1 est une coupe en élévation de la première forme d'exécution, selon 1-1 de la fig. 2; la fig. 2 est une e coupe suivant 2-2 de la fig. 1
la fig. 3 est une coupe à plus grande échelle suivant 3-3 de la fig. 2;
et la fig. 4 est une coupe en élévation de la seconde forme d'exécution.
Le collecteur de poussière représenté aux fig. 1-3 comprend un compartiment 1, une paroi supérieure 2 et des parois latérales 3. Une cloison 4 s'étend horizontalement en travers de la région inférieure du compartiment 1. Cette cloison 4 divise le compartiment 1 en une chambre supérieure 5 et une chambre de décharge inférieure 6. La chambre de décharge 6 forme une trémie conique présentant une sortie de décharge 7 située en son sommet. La cloison 4 présente plusieurs rangées d'ouvertures 8. Un tuyau 9 d'amenée de gaz chargé de poussière est en communication avec la chambre de décharge 6 et est pourvu d'une vanne de réglage 10. Un conduit de gaz souillé 11 communique également avec le tuyau d'amenée 9. Une sortie 12 pour le gaz nettoyé communiquant avec un conduit d'évacuation 13 est ménagée dans le compartiment 1, au-dessus de la cloison 4.
Le conduit d'évacuation 13 contient également une vanne de réglage. Le conduit d'évacuation 13 communique à son tour avec un conduit 15 de sortie de gaz propre qui évacue le gaz propre du compartiment 1 sous l'action d'un ventilateur d'évacuation 16.
Les conduits 1 1 et 15 desservent plïisieurs compartiments correspondant au compartiment 1 de la fig. 1.
Par conséquent, l'écoulement de gaz souillé vers l'ensemble des compartiments ne doit pas être interrompu puisque certains des compartiments peuvent rester en service pendant que d'autres sont en cours de nettoyage.
Un conduit d'air-de renversement 17 présentant une vanne d'air de renversement 18 communique également avec le compartiment 1. Le conduit d'air 17 permet de mettre la chambre supérieure 5 en communication directe avec l'atmosphère lorsque la vanne de renversement 18 est ouverte.
La surface supérieure de la cloison 4 est t pourvue, autour des ouvertures 8, de colliers 19 pour fixer des sacs 22 à la¯cloison. L'extrémité inférieure d'un sac filtrant 22 est fixée à chaque collier de sac 19, au moyen d'un collier de serrage 20. Chaque sac filtrant 22 est supporté à son extrémité supérieure par un autre col -lier de serrage 23 qui est disposé autour d'un capuchon fermé 24. Le capuchon fermé 24 est suspendu vers le bas à la paroi supérieure 2 du compartiment 1 par un organe de fixation 25. En variante, les extrémités supérieures des sacs pourraient être fermées par des coutures, au lieu de l'être par un capuchon séparé.
On pourrait également substituer à ces fermetures des anneaux tendeurs, par exemple.
Des tuyaux horizontaux 26, 27 et 28 distributeurs d'air s'étendent à travers la chambre 6 et sont disposés parallèlement les uns aux autres immédiatement audessous des rangées d'ouvertures 8 de la cloison 4.
Chaque tuyau distributeur porte des buses identiques.
Par exemple, le tuyau distributeur 26 porte une série de buses 26a - 26f, s'étendant au long de son axe horizontal. Ces buses sont disposées de manière à être immédiatement adjacentes à l'extrémité inférieure de chaque sac filtrant 22 et sont montées de façon à diriger un volume de gaz axialement vers le haut à l'intérieur des sacs filtrants 22. Chaque buse peut avoir des ouvertures de l'ordre de 1,6 ou 3,2 mm ou plus. Dans un cas concret, des raccords de tuyau de 6,4 mu ont donné satisfaction comme buses dans le cas de sacs de 30 cm de diamètre et de 6,1 m de long, et des raccords de tuyau de 3,2 mm ont été trouvés convenables- dans le cas de sacs de 12, 7 cm de diamètre et de 4 in de long.
Chaque tuyau distributeur 26, 27 et 28 est pourvu d'une vanne 29, 30 et 31 respectivement pour régler la quantité de gaz qui les traverse fournie par une source d'alimentation en gaz (non représentée). I1 est désirable que les vannes 29 - 31 soient à action aussi rapide que possible, afin de permettre un réglage précis de l'écoulement de gaz les traversant. La source d'alimentation en gaz fournit le gaz aux tuyaux distributeurs 26, 27 et 28 par un conduit 32 qui est maintenu à une pression d'environ 2,8 kg/cm2 ou plus (de préférence 4,9 à 7 kg/cm0) afin de libérer un volume de gaz approprié dans les sacs 22.
L'extrémité de chaque tuyau distributeur 26, 27 et 28, éloignée du conduit 32 est recourbée vers le bas, et forme un ooude 33 (voir fig. 3) qui est dirigé à l'opposé des ouvertures 8. Chaque coude contient une buse de purge 34, 35 et 36, respectivement qui est de préférence de petit diamètre afin d'empêcher une perte excessive de gaz par les buses de purge. Ces buses 34, 35 et 36 peuvent présenter une ouverture d'environ 3,2 mm ou plus de diamètre. I1 n'est pas nécessaire que des coudes soient prévus pour diriger les buses 34, 35 et 36 vers le bas, mais celles-ci ne doivent pas être dirigées vers ou contre l'ouverture 8.
Lors du fonctionnement du collecteur de poussière représenté aux fig. 1-3, un gaz chargé de poussière est aspiré du conduit 1 1 d'entrée de gaz chargé de poussière dans la chambre de décharge 6 par l'action du ventilateur d'évacuation 16 en communication avec le conduit d'évacuation 15. Le gaz souillé continue à être aspiré de la chambre de décharge 6 dans les sacs filtrants 22 où l'action de filtration s'effectue. Le gaz filtré aspiré à travers le sac filtrant poreux 22 est envoyé à travers le conduit d'évacuation 13 et le conduit de sortie 15 pour être finalement déchargé. La vanne 10 peut être fermée -lors de réparations.
A mesure que le gaz est aspiré de façon continue à travers le sac filtrant 22, les matières étrangères (poussière, saletés, etc.) s'accumulent sur la surface interne du sac filtrant, en faisant progressivement aug menter la résistance à l'écoulement t du gaz passant à travers le sac.
A intervalles choisis, ou en réponse à l'accumulation d'une quantité donnée prédéterminée de poussière déposée à l'intérieur du sac filtrant 22, la vanne d'évacuation 14 est fermée, en arrêtant ainsi l'écoulement filtrant normal dans le compartiment. La vanne 18 est alors ouverte dans une position déterminée, afin de mettre les - extérieurs des sacs filtrants 22 en communication avec l'atmosphère ce qui provoque un écoulement inverse déterminé de gaz à travers les sacs vers la zone de pression réduite au niveau du conduit d'entrée 11, afin de produire un affaissement graduel de ces sacs. Si on le désire, la source d'air de renversement peut être constituée par la décharge du ventilateur, plutôt que par l'atmosphère, afin de fournir des gaz plus chauds et empêcher un refroidissement trop brusque des saos.
Pendant que la circulation effective du gaz chargé de poussière a lieu du conduit d'amenée 9 vers le con- duit d'évacuation 13, une réserve de gaz est maintenue dans le conduit 32, les vannes 29, 30 et 31 étant fermées.
Une fois que cet écoulement inverse de gaz a provoqué l'affaissement des sacs 22, les vannes 29, 30 et 31 sont ouvertes, soit simultanément soit t suivant un programme de séquence déterminé, pendant des intervalles de temps déterminés. Chaque vanne émet ainsi un volume de gaz du conduit 32 dans l'un des tuyaux distributeurs 26, 27 et 28 lequel, à son tour, projette un volume de gaz par chacune de ses buses assooiées 26a-26f, 27a-27f, ou 28a-28f vers le haut dans l'extrémité inférieure de sont sac filtrant associé. Là où un grand nombre de sacs sont disposés dans le même compartiment, des groupes choisis de buses peuvent être utilisés à tout moment t donné.
A mesure que ce volume s'élève à travers chaque sac 22, le sac est soumis à une dilatation progressive momentanée, autrement dit le diamètre du sac 22 est augmenté. par rap port à celui de son état affaissé jusqu'au diamètre qu'il présente normalement pendant qu'il filtre du gaz souillé. Cette dilatation progressive du sac sur toute sa longueur déloge efficacement la matière fitrée accumulée de la surface du sac.
Lorsque le volume de gaz atteint l'extrémité supérieure du sac 22, il entre en contact avec le capuchon 24, qui retient le gaz et le renvoie vers l'extrémité inférieure. Cette technique consistant à renvoyer le volume de gaz est efficace pour provoquer à nouveau une dilatation progressive du sac, afin de permettre au gâteau de filtre de tomber par gravité, elle est en outre efficace pour aider l'action de la gravité par l'action de balayage du volume de gaz renvoyé. Ainsi la matière étrangère délogée par les balayages vers le haut et vers le bas du volume chargé est amenée dans la chambre de décharge 6. La matière étrangère se dépose alors par l'effet de la gravité au fond de la chambre de décharge 6 et est finalement évacuée par la sortie 7.
L'ouverture des vannes 29, 30 et 31 a non seulement pour effet d'amener un courant de gaz dans les tuyaux distributeurs et aux buses, mais a également pour effet d'envoyer une partie du gaz s'écoulant à travers les tuyaux distributeurs aux lumières de purge 34, 35 et 36. Ainsi du gaz passe dans la chambre de décharge 6 afin de purger les tuyaux distributeurs de tous débris qui peuvent être tombés de l'intérieur des sacs filtrants 22 et avoir pénétré par les buses pour s'accumuler dans les tuyaux distributeurs 26 27 et 28 et éventuellement t les boucher.
De préférence, l'intensité de la différence de pression provoquant l'affaissement des sacs est réglée, en fixant d'avance la position ouverte de la vanne d'écoulement inverse 18, afin de fournir seulement le faible écoulement inverse contre et à travers le sac qui est nécessaire pour provoquer l'affaissement graduel, mais néanmoins complet des saos. Un écoulement inverse excessif non seulement soumet le tissu des sacs à des efforts indésirables, mais tend à contrecarrer ou amortir l'effet du volume de gaz émis par les buses. Par conséquent, le volant de l'écoulement inverse d'affaissement et le volume envoyé aux sacs seront dans le cas idéal accordées l'un avec l'autre pour donner les meilleurs résultats pour une installation donnée.
La fig. 4 représente une seconde forme d'exécution dans laquelle les mêmes chiffres, munis du signe prime, sont utilisés pour désigner des organes équivalents de ceux de la fig. 1. Le compartiment 1' contient une chambre d'alimentation 37 disposée au-dessus de la chambre à sacs filtrants 5'. Une cloison 45 forme le fond de la chambre d'alimentation et reçoit les extrémités supérieures des sacs filtrants 22' sur des colliers 46 entourant. des ouvertures 47 dans la cloison.
Les extrémités supérieures des sacs filtrants sont ouvertes pour recevoir du gaz et de la matière de la chambre 37.
La chambre d'alimentation 37 reçoit un conduit d'admission 39 présentant une vanne 42 et qui conduit à un conduit de gaz souillé 38. Le gaz souillé est amené d'une source au moyen d'un ventilateur 40.
La chambre supérieure 5' communique avec une sortie de gaz propre 41 qui est ouverte à l'atmosphère.
La chambre de décharge 6' reçoit un conduit 43 qui présente à son intérieur une vanne 44. Le conduit communique avec la zone de pression réduite à l'admission du ventilateur 40. Si on le désire. une source de pression réduite séparée peut être utilisée pour le conduit 43.
Le compartiment 1' présente une buse de purge modifiée 48 s'étendant du tuyau distributeur 28'vers une paroi de la chambre de décharge 6'. En face de la buse 48 la paroi présente une ouverture d'accès 49 recevant un conduit d'accès 50 qui est coiffé par un capuchon 51.
Lors du fonctionnement de ce collecteur, du gaz souillé est amené du conduit 38 à travers le conduit d'admission 39, dans la chambre d'alimentation 37, d'où il est dirigé vers le bas à travers les sacs filtrants 22'. Le gaz propre filtré à travers les sacs est refoulé à l'atmosphère à travers le conduit 41.
Lorsqu', une quantité déterminée de débris étrangers s'est accumulée sur la surface interne du sac, ou à des intervalles de temps donnés, la vanne 42 de gaz souillé est fermée et la vanne 44 est ouverte jusqu'à une position déterminée. Un affaissement déterminé du sac se produit alors de b manière décrite précédemment du moment t que la pression atmosphérique disponible à travers le conduit 41 est plus grande que la pression réduite régnant à l'admission du ventilateur 40. Un volume de gaz est alors envoyé du tuyau distributeur 28' à travers les buses 28a'-28c' vers le haut dans les sacs filtrants 22'. Ce volume est retenu par la chambre d'alimentation 37 qui est maintenant fermée et renvoyé vers le bas dans les sacs filtrants 22.
Dans cette forme d'exécution, tous les sacs filtrants associés à une même chambre 37 recevront de préférence leurs volumes pratiquement simultanément, de manière que le gaz rencontre la chambre en même temps et qu'il n'y ait pas de sac disponible pour servir d'évent ou de chemin de fuite pour le gaz, et que les volumes gazeux soient uniformément renvoyés vers la chambre de décharge.
Quoique les compartiments des fig. 1 et 3 soient représentés comme étant alimentés en gaz souillé au moyen d'un tirage induit et d'un tirage forcé respectivement, on comprendra que les deux formes d'exécution peuvent être modifiées pour recevoir le gaz souillé soit par tirage forcé soit par tirage induit.