Assurer une récupération de poussières efficace dans des environnements difficiles

Par Tom Godbey, Spécialiste senior des applications

Lors de la sélection d’un dépoussiéreur pour un environnement particulier, les caractéristiques de la poussière spécifique à récupérer doivent être prises en compte. Quelle est la granulométrie de la poussière ? Est-elle extrêmement petite ? Est-ce un mélange de tailles ? Est-elle abrasive ? Est-elle hygroscopique ou absorbe-t-elle l’humidité ? Se dégrade-t-elle facilement, ou pas du tout ? Est-elle explosive ou combustible ? Est-elle corrosive, toxique ou instable ?

Toutes ces informations essentielles sont liées à la poussière récupérée, mais la poussière n’est pas l’unique facteur à prendre en compte. Il est essentiel que les propriétés et les conditions du jet de gaz entrant et circulant par le dépoussiéreur soient également prises en considération lors du choix d’un dépoussiéreur.

Les caractéristiques du jet de gaz ont un impact considérable, et parfois plus important, sur le choix de l’équipement que les caractéristiques de la poussière. L’association des caractéristiques de la poussière et du jet de gaz peut rendre difficile la sélection de l’équipement. Examinons quelques caractéristiques de jet de gaz communes et leurs impacts sur la sélection d’un dépoussiéreur approprié : température, humidité, produits chimiques.

Température

La température, notamment les températures élevées, a un impact non seulement sur le choix du filtre, mais également sur les matériaux de construction du dépoussiéreur et le style du filtre (sacs ou cartouches). La température peut également avoir un impact sur la méthode de reconditionnement ou de nettoyage des filtres et sur la surface totale de filtration requise. (La surface de filtration requise dépend du volume d’air requis et d’une vitesse de filtration raisonnable, généralement appelée rapport air/support). Les conditions de températures élevées nécessitent généralement des vitesses de filtration plus traditionnelles.

Plusieurs supports filtrants sont disponibles avec des caractéristiques connues. Il semblerait relativement facile de sélectionner le support filtrant en fonction du processus d’élimination et, cela peut être simple, à condition que vous connaissiez les autres caractéristiques du jet de gaz.

Cela étant, tous les supports ne sont pas adaptés à tous les types de dépoussiéreurs ou à toutes les conditions. Les fibres de verre, par exemple, ne sont généralement pas conseillées pour des dépoussiéreurs à sacs à jet d’air en enveloppe ; tout comme le polyester filé-lié n’est généralement pas conseillé pour les dépoussiéreurs-secoueurs. La température de fonctionnement et le support disponible pour la température peuvent avoir une influence sur le type de dépoussiéreur considéré.

Comme mentionné précédemment, la température peut également influer sur les matériaux de construction du dépoussiéreur. Cela comprend le type des métaux, des joints ou de la peinture, ainsi que des exigences spéciales d’isolation pour le contrôle de la condensation de l’humidité et des acides, ou la sécurité personnelle.

Et, enfin, il est important de se rappeler que la vitesse de filtration est affectée par les variations de densité du flux de gaz. Les hausses de température et le volume total d’air filtré augmentent en même temps que la température, la température influence donc la taille du dépoussiéreur.

Humidité

Les degrés d’humidité élevés peuvent avoir des effets négatifs ou positifs sur les performances des dépoussiéreurs. Lorsque les niveaux d’humidité sont plus élevés, des précautions doivent être prises pour éviter la condensation non seulement au niveau du filtre, mais également dans les parois latérales intérieures du corps du dépoussiéreur et de la trémie afin d’éviter un effet évident d’humidité interagissant avec la poussière ou la boue. Il est souvent difficile, voire impossible, de retirer de la boue d’un support filtrant avec un tremblement ou des impulsions de type standard. Il est encore plus difficile d’essayer de faire circuler un mouvement d’air à travers la boue, en maintenant la température intérieure dans le dépoussiéreur supérieure aux points de rosée de l’humidité et de l’acidité.

Maintenir les températures des parois du dépoussiéreur au-dessus du point de rosée d’humidité peut être tout aussi important, notamment sur les parois intérieures de la trémie. Les parois intérieures de la trémie présentent généralement les températures les plus froides dans un dépoussiéreur, et il est commun de voir une condensation d’humidité se former sur les parois internes de la trémie, alors que la température du support est bien au-dessus du point de rosée.

Pensez à l’impact de la poussière des filtres nettoyés par impulsions, qui tombe sur les parois humides de la trémie. Le résultat est que la poussière ne glisse pas doucement vers les parois de la trémie comme prévu, mais que la poussière collante s’agglomère à travers l’ouverture de décharge, en interrompant l’opération comme si de la boue se formait à même les sacs.

Les mesures préventives visant à empêcher le développement de ces problèmes peuvent être l’isolation de l’enceinte ou la mise en place d’éléments chauffants supplémentaires à l’extérieur des trémies. Certains environnements nécessitent même le chauffage de l’air comprimé utilisé dans le nettoyage par impulsions de manière à empêcher le dépoussiéreur de passer par un point de rosée provenant de l’effet de refroidissement de l’air comprimé libéré lors de chaque impulsion.

Alors que la condensation est une condition d’humidité extrême, des problèmes peuvent provenir de niveaux d’humidité juste élevés sans qu’une réelle condensation ne se produise. La poussière hygroscopique comme les sucres, les sels et la chaux absorbent activement l’humidité d’un flux de gaz et peuvent être très difficiles à retirer du support filtrant.

En général, les dépoussiéreurs sont plus efficaces lorsque l’humidité relative d’un flux d’air contenant de la poussière hygroscopique est maintenue à 40 % (HR) ou moins. L’utilisation d’un support hydrophobique ou traité au fluorocarbone peut améliorer les caractéristiques de libération de la poussière du support filtrant ces poussières, en permettant une perte de charge plus stable à travers le support filtrant et des intervalles plus longs entre les remplacements des filtres.

Les défis associés à ces niveaux élevés d’humidité sont relativement connus et prévisibles. En revanche, les niveaux faibles d’humidité avec des températures élevées et des poussières telles que les sels métalliques peuvent être encore plus difficiles à résoudre. À des températures élevées et de faibles niveaux d’humidité, les sels métalliques (ainsi que d’autres poussières de caractéristiques similaires) se comportent comme si chaque particule de poussière présentait la même charge électrique. Les particules se repoussent les unes les autres et l’agglomération de petites particules en plus larges particules peut être négligeable. Étant donné que les particules de poussières doivent se regrouper pour déplacer la poussière collectée sur le support et la faire circuler vers la trémie, si la poussière ne se regroupe jamais, la taille des particules reste la même et les courants d’air transportent simplement la poussière délogée à nouveau dans le support, puis la redéposent. En d’autres termes, la poussière ne parvient alors jamais jusqu’à la trémie. Avec certaines poussières, cet effet est assez grave et il peut être avantageux d’introduire de l’humidité dans le flux d’air, souvent sous la forme de jet, pour faciliter l’agglomération. Malheureusement, les poussières avec ces caractéristiques ne sont souvent identifiées que lorsque le dépoussiéreur est déjà en fonctionnement.

Oui ! Avec de l’humidité, le défi peut être trop difficile, ou non !

Produits chimiques

Le terme de « produit chimique » est vaste et regroupe plusieurs contaminants, notamment les gaz acides, mais également d’autres composés condensables, hydrocarbures, composés organiques volatils (COV) et autres. Les composés formant de l’acide comme l’oxyde de sulfure (SOx) et le chlore (CL), qui sont des sous-produits de combustion communs, sont inclus dans ce regroupement. Ces composés, lorsqu’ils sont associés à de l’humidité (également un sous-produit de la combustion), peuvent former de l’acide lorsque les températures du système sont inférieures à leurs points de rosée acide. Chacun présente des défis en termes de construction, de revêtements de surface, d’isolation et de sélection du support filtrant. Les flux de gaz contenant des mélanges de plusieurs de ces contaminants sont encore plus complexes à traiter et nécessitent un examen approfondi des priorités en termes de performances et de procédés. De nombreuses exigences sont contradictoires, et le choix final du dépoussiéreur nécessite des compromis, comme un coût d’investissement initial plus élevé pour un revêtement spécial, mais moyennant une durée de vie plus longue du dépoussiéreur ou un intervalle plus important entre les remplacements de filtres, aux dépens d’un support filtrant plus onéreux.

Conclusions

Chacune de ces caractéristiques de flux de gaz présente des défis communs dans la sélection et le fonctionnement de l’équipement du dépoussiéreur, mais les flux de gaz en association à ces facteurs présentent d’importants défis. La réponse pour un processus peut ne pas être la meilleure solution pour ce qui apparaît comme un flux de gaz similaire. Par exemple, le support au polysulfure de phénylène (Ryton) peut être un très bon choix pour un flux de gaz chargé en SOx émis par une chaudière au charbon. en revanche, il peut ne pas être un bon choix pour les gaz chargés en SOx provenant d’un four de chaudière, lorsque ce four présente des quantités significatives d’excès d’air et, dès lors, produit un volume d’oxygène plus élevé que la chaudière au charbon. Dans cet environnement de fumées humides chaudes, le support Ryton peut également être soumis à une perte de force physique à cause de l’oxydation lorsque les niveaux d’oxygène dépassent 8 %. Les fumées de la chaudière dépassent rarement ce niveau, mais l’excès d’air du four peut générer des niveaux d’oxygène supérieurs à ce niveau. Ainsi, le support polyamide (P84) peut se révéler un meilleur choix, même s’il présente une moins bonne résistance aux acides.

La clé : pour faire les bons choix en matière de flux de gaz complexes, il faut tenir compte de toutes les caractéristiques du flux de gaz. Lorsqu’un vendeur ou ingénieur spécialiste des dépoussiéreurs très curieux vous pose des questions sur votre processus, faites-lui confiance. Son principal objectif est d’éviter toute surprise lors de la mise en service et du fonctionnement pouvant se produire à cause d’un manque d’informations lors de la phase de planification. Personne n’aime ce genre de surprises, et tout le monde est mieux servi en faisant face aux défis dès le départ.