Filtres et filtration en milieu industriel - Définition
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Introduction
Filtres et filtration en milieu industriel présente les généralités sur l’assainissement particulaire de l’air ambiant en milieu industriel. C'est une présentation détaillée des aspects industriels de la filtration.
Introduction
L’objet de la technique qui nous intéresse ici est la maîtrise des flux de polluants dans l’air ambiant industriel. On peut distinguer deux catégories de problématique :
- L’ambiance interne au site industriel (impact sanitaire)
- Les rejets externes au site industriel (impact environnemental)
Les différents aspects à connaître sont :
- L’émission des particules
- Leur captation
- Le transport du flux chargé
- La séparation des particules et de la veine d’air
- L’extraction des particules
- L’exhaure de l’air assaini
Le schéma ci dessous présente ces aspects dans un exemple :
Captation
Classiquement, les particules en suspension dans l’air sont captées par un système d’aspiration. Cette captation a pour objet de les entraîner vers un conduit d’aspiration qui les transportera vers le groupe de séparation. Les particules sont donc entraînées par un courant d’air, l’air étant le moyen de transport des particules. La quantité d’air qui entraîne les poussières est défini par le ratio masse de produit / volume d’air, appelé concentration, exprimé en g/m³. La valeur de la concentration varie généralement de quelques g/m³ à plusieurs centaines de g/m³.
Confinement
De façon à réduire la quantité d’air à acheminer et à traiter, et d’augmenter l’efficacité du système, il y a lieu de confiner la zone à traiter. Cet aménagement consiste à l’isoler par des cloisons. Il faut tout de même veiller à laisser suffisamment d’ouverture pour laisser pénétrer l’air nécessaire au transport des particules. La surface d’ouverture est liée au débit d’air par le ratio débit d’air/surface d’ouverture, soit la vitesse de passage, exprimée en m/s.
La valeur de la vitesse de passage varie généralement de 0,5 à 5 m/s.
Mise en vitesse
À l’intérieur de la zone confinée, la vitesse de l’air est faible. À l’intérieur des conduites d’aspiration, la vitesse de circulation est significative. De façon à limiter les pertes de charge et à assurer un bon balayage de l’ensemble de la zone confinée, on doit procéder à une mise en vitesse progressive.
Émission des particules
Causes d'apparition
Les particules peuvent apparaitre pour différentes raisons :
- Production d'énergie
- Process
- Nuisance
Production d'énergie
À l’exception de l’énergie nucléaire, la production d’énergie passe par une combustion. Cette combustion génère d’une part des gaz (Principalement des oxydes de carbone), d’autre part des envolées de particules (imbrûlées, incandescentes, ou cendres). Exemple : Chaudière, Incinérateur à ordures, Centrale thermique
Process
Le process de production consiste à produire des particules qui sont réutilisées ensuite dans l’élaboration d’un produit. Exemple : Tambour de séchage, …
Nuisance
L’émission des particules est un effet secondaire du process. Elle nuit aux conditions de travail et/ou au bon fonctionnement des équipements. Exemple : Manutentions de produits vrac (transporteurs à bandes, élévateurs, …)
BroyeurLes poussières
Les particules en suspension dans l’air, communément appelées poussières, outre leur nature chimique se caractérisent par un certain nombre de paramètres :
- La granulométrie
- L’abrasivité
- L’hydrophilie
- L’agressivité chimique
La granulométrie
Les particules sont assimilées à des sphères. Les particules sont caractérisées par le diamètre de ces sphères. Évidemment, toutes n’ont pas la même dimension. On défini donc une répartition granulométrique, indiquant la proportion de particules comprises dans une fourchette de diamètres.
L’abrasivité
Du fait de la dureté de la matière et de la forme plus ou moins anguleuse des particules, les poussières sont plus ou moins abrasives.
De ce critère dépend la prise de précautions particulières, notamment pour les réseaux de gaines nécessaires au transport, les appareils de séparation, et les extractions de particules.
L’hydrophilie
Certaines particules ont une capacité particulière à capter l’humidité ambiante et donc à s’agglomérer sous son effet. Dans les cas extrêmes, ce phénomène peut transformer les poussières humidifiées en boues particulièrement difficiles à travailler. On devra donc prendre des précautions particulières pour éviter toute présence intempestive d’humidité, notamment dues à des condensations.
L’agressivité chimique
La matière constituante des poussières peut présenter des caractéristiques chimiques importantes à prendre en compte dans le choix des solutions.
Par exemple, les engrais en présence d’humidité forment des acides particulièrement agressifs.
