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"INTECH_GmbH"
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Distributeur (représentant autorisé) de filtres séparateurs

auprès des entreprises industrielles russes

La société d'ingénierie russe OOO Intech GmbH (ООО «Интех ГмбХ») est depuis plus de 20 ans un des acteurs principaux sur le marché russe des entreprises industrielles. L’expérience considérable dans le domaine de l’ingénierie et le renom sur le marché ont permis à notre société d'accomplir plus de 100 projets de grande échelle pour des usines industrielles russes. Nous sommes toujours en quête de nouveaux partenaires qui considéreraient le marché russe comme un marché attirant des investissements, qui cherchent à augmenter leurs ventes dans la région, élargir leur activité et accéder au niveau international supérieur.

Nous sommes intéressés par la coopération avec les producteurs de filtres séparateurs qui chercheraient un distributeur officiel de bonne foi afin de livrer leur équipement aux usines industrielles russes.

La direction de notre société et les cadres responsables connaissent parfaitement le marché russe et sa mentalité, le cadre juridique russe, ainsi que les particularités de l’activité financière et économique des clients russes. Tous nos managers possèdent une clientèle importante, une grande expérience de ventes réussies et des contacts établis avec de potentiels acheteurs de vos  filtres séparateurs, ce qui aide à déterminer dans un court délai les directions prometteuses de promotion et à garantir un accès rapide au marché russe en croissance. Notre personnel maîtrise l’anglais et l’allemand, nous sommes orientés sur le marché international vers les livraisons des équipements étrangers.

Nos équipes de spécialistes d’ingénierie expérimentés, capables de résoudre les problèmes techniques les plus difficiles, sont en contact permanent avec les clients russes, organisent des rencontres, des présentations de nouvelles réussites de nos partenaires fabricants, mettent en lumière les défis techniques, communiquent sans relâche avec tous les services des usines russes. C’est pourquoi nous connaissons parfaitement toutes les particularités du marché russe, l’équipement des entreprises industrielles et leurs besoins pertinents de modernisation.

Lorsque notre société devient le distributeur officiel de vos filtres séparateurs en Russie, le département promotion effectue la prospection commerciale, l’analyse du marché de filtres séparateurs que vous proposez afin de révéler des besoins des entreprises russes, évalue le potentiel et la capacité d’absorption du marché en question des entreprises industrielles russes et notre département informatique commence le développement du site Internet en russe consacré à vos produits. Nos spécialistes effectuent l’analyse de correspondance de vos filtres séparateurs aux exigences des clients. Nous analysons également la réaction générale du marché vis-à-vis de l’apparition d’un produit nouveau et nous étudions les catégories d'acheteurs potentiels, en déterminant les profils les plus intéressants.

En tant que votre représentant officiel en Russie, la société OOO Intech GmbH (ООО «Интех ГмбХ») procède en cas de nécessité à la certification des lots d’équipement du producteur, de différents types de filtres séparateurs en conformité avec les standards russes, organise une expertise pour obtenir les certificats ТР ТС 010 et ТР ТС 012 qui autorisent l’utilisation de votre équipement par toutes les entreprises industrielles des pays de l’Union douanière (Russie, Kazakhstan, Biélorussie, Arménie, Kirghizie), y compris dans le domaine  des productions à risque. Notre société russe est prête à aider à formaliser un passeport de filtre séparateur en conformité avec les standards russes et ceux des pays de l’Union douanière.

La société d’ingénierie OOO Intech GmbH (ООО «Интех ГмбХ») coopère avec plusieurs centres d’études et de réalisation industrielle russes dans différents domaines de l’industrie, ce qui nous permet d’accomplir la conception préalable et les études consécutives en conformité avec les normes en vigueur et les réglementations de construction de la Russie, ainsi que des pays de la CEI. De plus cela nous permet d'utiliser vos filtres séparateurs dans les projets à venir.

La société possède son propre département logistique, qui effectuera le transport de vos produits, leur emballage, chargement et livraison selon les conditions de transport DAP ou DDP à l’entrepôt du client avec le strict respect de toutes normes et de toutes règles de droit, applicables à l’activité sur le marché russe.

Notre société possède également de nombreux spécialistes certifiés, qui effectueront la supervision du montage de votre équipement, les travaux de mise en marche, toute sorte de services après-vente des filtres séparateurs, ainsi que la formation des personnels du client et les consultations nécessaires.

Brève description des filtres séparateurs

La filtration est le processus qui permet de séparer les suspensions liquides et gazeuses à l’aide d’une paroi poreuse.

Un séparateur le plus simple destiné à la filtration se présente en forme d’un bol cylindrique placé verticalement. A l’intérieur, une paroi horizontale le divise en deux parties. Le liquide arrive dans la partie supérieure et filtré ensuite à travers la paroi. Les sédiments sont arrêtés sur la surface filtrante de la paroi, tandis que le liquide clarifié appelé le filtrat est collecté dans la partie inférieure.

L’avantage de la filtration par rapport à la décantation réside dans la possibilité d’éliminer les particules solides complétement.

Un séparateur à liquide est un dispositif destiné à séparer complétement ou partiellement la suspension (émulsion) en phases solide et liquide (appelées « gâteau » et « filtrat »). La séparation est obtenue à l’aide d’une paroi poreuse que la suspension traverse à l’intérieur du filtre. A part la filtration, cet appareil est destiné à laver le gâteau afin d’éliminer les restes du milieu dispersif, ainsi qu’à l’essorer et sécher.

Les différents types de séparateurs se distinguent par leur emploi (de type universel ou destinés à des suspensions spécifiques), par le matériel utilisé (fibre de carbone, acier inoxydable, caoutchouc, matières plastiques, etc.), par le taux d’étanchéité, par le type de déchargement du gâteau, par le taux d’automatisation, par le positionnement géométrique de l’axe (de type horizontal et vertical), etc.

Quel que soit son type, le filtre-séparateur est une cuve étanche munie des tuyaux (tuyauterie, tubulure) d’entrée et de sortie. La zone de filtration à l’intérieur du séparateur est la partie principale de tout séparateur. C’est une paroi filtrante avec les sédiments qui sont arrêtés sur sa surface.

La paroi filtrante laisse passer la phase fluide (liquide ou gaz) et arrête la phase dispersive (particules solides). Suite à la séparation, deux flux se forment : le gâteau qui est une couche de particules solides arrêtées par la paroi, et le filtrat – le liquide clarifié qui a traversé la paroi. L’objectif final de séparation est de récupérer soit la phase liquide seule, soit de récupérer la phase solide seule, soit de récupérer les deux phases bien séparées pour leur usage industriel ultérieur.

La paroi filtrante du séparateur devrait:

  • avoir des perforations de taille suffisante, aptes à faire passer le filtrat et arrêter les particules des sédiments ;
  • être produite en matière chimiquement inerte face aux composantes de la suspension à filtrer ;
  • être suffisamment résistante, mais en même temps avoir un certain degré d’élasticité face au risque de déformation mécanique.

La paroi filtrante de la plupart des séparateurs est une crépine métallique ou en tissu. Les parois des séparateurs destinés à l’industrie chimique sont fabriquées en polyamide (nylon), fibre de polyester (lavesan), fibre polyoléfine (polyéthylène, polypropylène), ainsi qu’en fibre composé chloré (chlorine), fibre acrylonitrile (fibre acrylique) et fibre de verre. Les parois filtrantes jetables en forme d’un ruban en papier sont aussi largement utilisées. Rares sont des parois filtrantes fabriquées en matériaux naturels, tels que la laine, le coton et la soie. Les parois non déformables sont fabriquées en céramique. Pour plus de compacité elles ont une forme en cartouche. Leur principal avantage réside dans leur capacité de filtrer des suspensions à haute température.

Pour éviter le colmatage rapide de la perforation (surtout lors de la filtration des liquides à faible concentration des particules ultradispersées), les parois filtrantes sont recouvertes d’une couche de lavage qui les protège. Cette couche peut être composée des poudres (diatomite, perlite, amiante) ou de cellulose fibreuse. Les parois filtrantes sont recouvertes d’une couche de lavage lors de fabrication, ou bien une certaine quantité de ce produit est ajouté en amont dans la suspension à filtrer (sa concentration dépend de la taille des particules solides dans le liquide, leur quantité, etc). La couche de lavage est soutirée du séparateur avec le gâteau, mais il est possible de la recycler ensuite.

Classement (types) des séparateurs

Les séparateurs sont classés en cinq types en fonction de leur destination technologique :

  • Clarificateurs destinés à enlever une phase solide d’une phase liquide
  • Séparateurs destinés à séparer les deux liquides qui sont indissolubles l’un dans l’autre, ou bien à séparer une phase solide.
  • Séparateurs-clarificateurs qui peuvent être utilisés comme séparateur ou clarificateur en fonction de la conception du rotor.
  • Séparateurs-trieurs pour tri sélectif destinés à trier une phase solide contenue dans la suspension selon sa densité et la taille des particules.
  • Epaississeurs destinés à augmenter la concentration de la phase solide dans le liquide.

Il existe trois types de séparateurs en fonction du type de soutirage :

  1. Séparateurs à déchargement automatique où l’évacuation du gâteau se fait par à-coup sous l’effet de la force centrifuge.
  2. Séparateurs à tuyauterie de sortie où l’évacuation du gâteau se fait en continu sous l’effet de la force centrifuge.
  3. Séparateurs à déchargement manuel.

Filtres-séparateurs à liquide

Séparateurs centrifuges à liquide. Séparateurs à assiettes

Les séparateurs centrifuges à liquide utilisent la force centrifuge pour séparer les liquides. Le rotor constitue leur élément principal. C’est son moteur qui crée la force centrifuge, tandis que la séparation des liquides est obtenue grâce à l’ensemble d’assiettes coniques d’une épaisseur de 0,4 à 1,5 mm.

La séparation devient possible quand des particules en état de dispersion portées par un flux, sont arrêtées sur la surface des assiettes et non renflouées avec le liquide soutiré. L’ensemble d’assiette est nécessaire pour réduire la distance de sédimentation des particules et, par conséquent, le temps de centrifugation. Grâce à la séparation du flux en couches fines, on obtient l’effet laminaire de la circulation du liquide autour du rotor, ce qui accélère le processus de centrifugation.

Le plus souvent les séparateurs centrifuges à liquide sont munis des disques de refoulement qui servent à soutirer les phases liquides clarifiées. Ces disques sont immobiles à la différence du rotor qui tourne en continu.

Du point de vue des paramètres dynamique des séparateurs, on peut parler des ultra-centrifugeuses qui sont des appareils qui fonctionnent à des vitesses au-dessus des valeurs critiques.

Le rotor d’un séparateur centrifuge à liquide est composé d’un support, d’un porte-assiettes, d’un ensemble d’assiettes coniques et d’un couvercle.

Dans les séparateurs, le liquide à séparer arrive du porte-assiettes vers des canaux formés par des trous dans les assiettes coniques. Le liquide monte et réparti entre les assiettes. La phase liquide légère passe à travers les jeux entre les assiettes en direction de l’axe de rotation du rotor. Elle monte en suivant les canaux verticaux extérieurs et renflouée du rotor.

La phase liquide lourde contenant des particules solides, se déplace vers la zone périphérique du rotor destinée à collecter les sédiments. Les composantes liquides lourdes pénètrent dans le couloir entre l’assiette de séparation et le couvercle du rotor et sont éjectées à l’extérieur. Les particules lourdes sont piégées au niveau du support du rotor. Le mode de déchargement du gâteau dépend du type de rotor.

Dans les clarificateurs, le produit à clarifier arrive dans la zone à sédiments par les canaux du porte-assiettes. Les particules solides de grande taille sont piégées dans cette zone. Le liquide qui contient toujours des particules solides de petite taille, circule le long des jeux entre les assiettes où toutes les particules solides sont arrêtées. Il passe ensuite vers l’axe du rotor et éjecté par les canaux externes du porte-assiettes.

Le rendement des séparateurs est fonction des propriétés physiques et chimiques de la suspension : la taille des particules solides, la viscosité et la densité.

Principe de fonctionnement d’un séparateur à assiettes

Les séparateurs à assiettes sont très répandus. Leur principe de fonctionnement est le suivant : la suspension est admise par le tuyau central dans la partie inférieure du rotor muni d’assiettes (parois coniques). La surface des assiettes est perforée ce qui permet de séparer la suspension en plusieurs phases. La phase lourde est rejetée dans la zone périphérique du tambour en rotation, tandis que la phase légère migre vers le centre. Les phases à séparer ne peuvent pas se mélanger de nouveau, parce qu’elles ne sont plus en contact.

Les séparateurs peuvent être munis d’assiettes perforées ou pas. Les assiettes sans perforation séparent les sédiments lourds piégés sur la surface du tambour. Le gâteau est déchargé manuellement. Le liquide clarifié se dirige vers le centre et monte ; ensuite il est éjecté à l’extérieur.

Les avantages des séparateurs à assiettes résident dans leur rendement et la qualité, parmi les inconvénients on peut citer leur complexité de conception.

Les séparateurs à liquide sont destinés à séparer les émulsions et à clarifier les liquides. Les tambours de ces appareils ont un grand diamètre (jusqu’à 300 mm), la vitesse de rotation du tambour varie entre 5 500 et 10 000 tours/min. Les séparateurs les plus répandus sont munis d’assiettes qui permettent de séparer les couches fines de liquide sans augmenter la vitesse de rotation.

Séparateurs à bande sans fin

La conception du séparateur à bande sans fin est la plus simple. L’élément principal de l’appareil a une forme d’une bande sans fin en caoutchouc à cannelures et rainures. La bande est recouverte d’une toile filtrante enroulée sur deux tambours. Le premier est le tambour d’entraînement qui met la bande en mouvement. Le deuxième tambour est muni des rouleaux de guidage qui maintiennent la bonne tension de la bande.

Quand la bande en mouvement se trouve au-dessus, ses bords sont guidés par deux lamelles. L’espace entre les deux lamelles sur toute leur longueur est occupée par une chambre au profil rond ou rectangulaire. Les brides supérieures de la chambre adhèrent à la surface inférieure de la bande. Au-dessous quelques tuyaux relient la chambre au canal pour le filtrat et le liquide de lavage. Ce canal débouche dans le circuit à vide. Les zones de la chambre et du collecteur sont séparées par des parois transversales. Ces secteurs sont destinés à soutirer le filtrat et le liquide de lavage.

L’alimentation en suspension se fait par le haut, au point de départ de la bande. Les bords de la bande sont rabattus sur toute sa longueur ce qui confère à la bande la forme d’une goulotte. Cette solution technique permet d’évacuer facilement le gâteau qui glisse en bas sur la surface de la toile filtrante poussé par son propre poids. Le gâteau est évacué complétement avec un rouleau ou lavé par les jets d’eau. Avant le nettoyage le gâteau est démêlé à l’air comprimé.

Les bandes sans fin pour les séparateurs ont une largeur maximale de 3 m et une longueur maximale de 9 m. La vitesse de déroulement de la bande dépend de sa longueur et des propriétés de la suspension à filtrer. L’épaisseur du gâteau varie entre 1 et 25 mm.

L’avantage d’un séparateur à bande sans fin est qu’il n’a pas besoin d’un dispositif de distribution

La surface de la bande est divisée par des arêtes transversales en quelques secteurs, chacun portant des longues rainures au milieu. La bande comporte, le long de ses deux bords, des saillies hautes continues longitudinales, appelées « talons», ainsi que des embases pour un cordon en caoutchouc. Ce cordon assure la bonne adhésion de la toile filtrante à la surface de la bande. La toile filtrante a elle aussi la forme d’un ruban sans fin et recouvre la bande. Les cordons en caoutchouc son interfoliés le long des deux bords de la toile filtrante et reposent dans les embases de la bande.     

La suspension à filtrer arrive d’une auge avec dans sa partie arrière un volet qui aide à maintenir le niveau du liquide sur la surface de la bande. L’excédent du liquide est évacué par-dessus du volet et s’égoutte dans un avaloir. Le gâteau formé suite à la filtration de la suspension est lavé sur la bande avec la liqueur de lavage injecté par des buses.

Les zones de lavage et de filtration sont séparées par un volet qui interdit à la suspension de pénétrer dans la zone de lavage du gâteau. Le filtrat est soutiré par le tuyau de sortie.

La toile filtrante qui a atteint l’extrémité de la surface plane, se détache de la bande en caoutchouc et contourne le rouleau, ce qui permet d’évacuer le gâteau. Le rouleau est souvent sectionné, et la toile filtrante est soufflée par l’air comprimé ou la vapeur.

Filtre-séparateur à tambour

Avant d’installer un filtre-séparateur à tambour, il est nécessaire de calculer les paramètres de fonctionnement suivants de l’appareil:

  • Le débit du filtrat
  • Le différentiel de pression dans la zone de filtration est de lavage
  • La densité (la concentration) de la phase lourde dans la suspension

En plus, à base d’expérience pratique, on détermine les coefficients de résistance spécifique du gâteau et des parois filtrantes, ainsi que la teneur en eau dans le gâteau après la filtration. Il faut aussi calculer l’épaisseur optimale du gâteau, le temps de l’essorage et la consommation spécifique de la liqueur de lavage.

A base de toutes ces données, on détermine la surface filtrante requise et choisit le type du séparateur.

Les principaux éléments d’un filtre-séparateur:

  • Tambour perforé
  • Surface filtrante recouverte d’une crépine métallique (dessous) et une toile filtrante (dessus)
  • Zone de vide et d’essorage initial du gâteau
  • Zone de lavage – système d’aspersion et de soutirage du liquide clarifié
  • Zone d’évacuation du gâteau – un couteau-racleur et le dispositif de décharge

Le tambour du séparateur est divisé en quatre zones symboliques sans prendre en considération la zone qui adhère à l’auge contenant la suspension à filtrer. Cette zone occupe 30-40% de la surface du tambour et sert à alimenter le filtre-séparateur en suspension. L’auge est munie d’un agitateur à action continue ou discontinu qui sert à maintenir l’homogénéité de la suspension.

La première zone du tambour où se trouve le système à vide, est destinée à la filtration active et à l’essorage du gâteau. Sous l’effet de la différence de pression, le liquide séparé pénètre à l’intérieur des cellules du tambour à travers la couche filtrante, il est refoulé ensuite. Dans la deuxième zone, le gâteau est d’abord aspergé, et ensuite essoré sous l’action du vide. Dans la troisième zone, le gâteau est démêlé avec l’air comprimé et raclé par un couteau-racleur. Dans la quatrième zone, la surface filtrante est nettoyée par l’air sous haute pression. Ensuite, la surface du tambour est plongée dans le réservoir rempli de suspension pour un nouveau cycle.

Filtres-séparateurs à chargement granulé

Les sédiments sont séparés du liquide et sont collés aux granules de chargement par la force d’adhérence. La structure du gâteau composé des sédiments piégés, accumulés sur les granules, n’est pas stable. Si le gâtdrum_filter_separatoreau se décompose, certaines particules se détachent des granulés et se déplacent vers la couche suivante des granules où elles sont piégées de nouveau dans les canaux de perforation.

La clarification des liquides dans les filtres-séparateurs à chargement granulé est le résultat cumulé des phénomènes d’adhérence et de suffosion (le dernier est le contraire à l’adhérence et signifie le refoulement des particules piégées par un jet de liquide). Le liquide est clarifié dans chaque couche de chargement tant que nombre de particules adhérées soit supérieur au nombre de particules détachées. A mesure que le gâteau grandit, de plus en plus de particules se détachent.

Les séparateurs à chargement granulé sont largement utilisés pour évacuer des éléments en suspension après le nettoyage biologique. Ces appareils sont libres des processus microbiologiques et maintiennent inchangée la teneur en azote et en phosphore. Les appareils de ce type sont en fait des réservoirs contenant des substances granulées. Le liquide passe à travers ses granules du haut en bas ou du bas en haut. La répartition du liquide en amont de la filtration et la collecte du liquide clarifié doivent être régulières.

En qualité des granules de chargement on utilise le quartz-arénite. Une fois les sédiments accumulés à l’intérieur du séparateur, l’alimentation en liquide à filtrer est arrêtée, et le séparateur est lavé à l’air et à l’eau.

Il existe différents types de chargement des granules : double-couches, à ossature et à remplissage en granules, flottant, etc. Le type de chargement n’a presque pas d’impact sur le rendement de l’appareil.

Séparateurs-décanteurs

Le processus de décantation est destiné à épaissir les suspensions ou les trier en phases. La conception des épaississeurs et des trieurs et la même, mais le choix d’un épaississeur est déterminé par la vitesse de décantation des particules les plus fines, tandis que les trieurs sont choisis conformément à la vitesse de décantation des particules à séparer lors d’une étape donnée.

Décanteurs-épaississeurs

Les épaississeurs sont des décanteurs destinés à épaissir les suspensions. Les trieurs sont des décanteurs destinés à classer les particules solides en plusieurs phases. En fonction du principe de fonctionnement, on distingue trois types de décanteurs:

  • décanteurs continus ;
  • décanteurs semi-continus (l’alimentation en substance à séparer et le soutirage de la phase homogène clarifiée se font en continu, tandis que l’évacuation du gâteau est périodique) ;
  • décanteurs discontinus.

Séparateur de boue

C’est le séparateur fonctionnant selon le principe de séparation humide à carter pour la consommation continue maximale de 75 gallons/minute.

Le séparateur est muni d’un tambour magnétique en céramique Æ150 mm x 609 mm à carter en acier doux et au racleur en acier inox monté dessus. Le tambour est entraîné par un moteur électrique de 0,12 kwt. Les dimensions du carter : hauteur de 250 mm, largeur de 711 mm, longueur de 381 mm.

La boue traverse le carter du séparateur. Les particules métalliques sont piégées sur la surface du tambour.

Filtres-séparateurs à gaz

Généralités sur la séparation des gaz

Les mélanges des gaz et les particules solides à haut degré de dispersion résultent du traitement des matériaux divers dans l’industrie chimique. Les particules solides sont des vapeurs et des poussières formées lors du broyage des matériaux solides, de la refonte, de la combustion des diverses substances, ainsi que lors du passage au tamis de matériaux. Les mélanges gaz/liquide peuvent également avoir la forme de brouillard suite au processus de condensation.

Les gaz contenant des particules liquides ou solides à haut degré de dispersion, sont appelés « aérosols ». Les aérosols peuvent résulter d’une multitude des procédés techniques qui génèrent des gaz pollués ou des mélanges de gaz à teneur des gaz étrangers.

La séparation des mélanges de gaz, ainsi que l’évacuation des impuretés que les gaz contiennent, est un objectif technologique très important du point de vue de la protection de l’environnement.

L’épuration des gaz consiste à éliminer toutes les impuretés solides, liquides et gazeuses à haut degré de dispersion.

L’épuration des gaz est nécessaire pour:

  1. Récupérer des substances qui sont dispersées dans le gaz sortant. Par exemple, il est nécessaire de récupérer l’acide sulfurique dispersé dans les gaz qui sortent des raffineries pétrolières.
  2. Epurer l’air qui contient des gaz industriels ou des vapeurs. Par exemple, il est nécessaire d’épurer l’air qui s’échappe lors de la production du ciment et de l’acier, en éliminant les gaz étrangers et les poussières.
  3. Obtenir des gaz purs. Il peut s’agir, par exemple, d’une synthèse de l’ammoniac ou de la séparation de l’hydrogène dissout dans un gaz à l’eau.

Dans certains cas, le processus d’épuration des gaz n’a aucun intérêt économique, mais très important du point de vue écologique. Dans d’autres cas, si le processus revêt un caractère cyclique, il peut être rentable.

Procédés principaux d’épuration des gaz

L’épuration des gaz en vue d’éliminer des particules liquides ou solides en état de dispersion, peut être nécessaire lors de nombreux procédés industriels. Les procédés d’épuration peuvent être classés de manière suivante:

  • Epuration à sec (mécanique). La décantation des particules de poussière est obtenue grâce à la force centrifuge ou la force de gravitation (c’est-à-dire sous l’effet des forces mécaniques.
  • Epuration humide (lessivage). Le gaz passe à travers une couche de liquide ou bien arrosé par le liquide.
  • Filtration avec des matériaux poreux que le gaz à filtrer traverse. Les particules en dispersion sont piégées dans les pores.
  • Epuration électrique des gaz. Les particules en dispersion sont décantées sous l’effet d’un champ électrique sous haute tension.

Epuration mécanique des gaz. Séparateurs-décanteurs. Rendement.

Les séparateurs-décanteurs fonctionnent selon le principe le plus simple d’élimination des particules dispersées dans le gaz, parce qu’ils utilisent soit la force de gravitation, soit la force cyclonique (force centrifuge).

La première étape réside dans l’élimination des particules les plus lourdes dans les chambres de décantation. Dans ces chambres, la séparation des particules solides est obtenue sous l’effet de la force de gravitation qui les fait tomber en bas.

Le trajet d’une particule solide dans un séparateur-décanteur est le suivant. Elle se déplace le long de la cuve à la vitesse w, et en bas à la vitesse de décantation w0. La vitesse propre de la particule est calculée comme la diagonale du parallélogramme aux cotés w et w0. La longueur l d’un séparateur-décanteur devrait donc être suffisante de manière à permettre aux particules solides qui se déplacent à la vitesse propre, de tomber sur le fond de la cuve.

Ci-dessous est représentée l’équation du rendement théorique d’un séparateur-décanteur :

Vséc = fω, m³/séc

Cheminées-décanteuses à gaz

Les cheminées-décanteuses à gaz sont des dispositifs les plus simples destinés à éliminer la poussière en suspension dans les gaz. Afin de rendre le processus de décantation de la poussière plus efficace, les cheminées-décanteuses sont munies à l’intérieur des parois verticales qui augmentent le trajet du gaz et réduisent sa vitesse de déplacement. Ce procédé sert à intensifier la sédimentation de la poussière.

Chambres-décanteuses de poussière

Les chambres-décanteuses de poussière sont destinées à l’épuration sommaire des gaz chauds de cheminée. Dans ces appareils, le flux gazeux est scindé en quelques jets plats horizontaux à l’aide des parois métalliques horizontales.

Le gaz à épurer entre dans le canal par un clapet de réglage et remplit la chambre. A l’intérieur de la chambre sont installées des plaques-parois à la distance de 40 à 100 mm l’une de l’autre. A mesure du déplacement du gaz le long de la chambre, les particules solides sont piégées sur la surface des parois.

Séparation des gouttelettes de liquide finement dispersées dans les gaz

Les gouttelettes de liquide finement dispersées dans les gaz sont formées lors de la circulation des gaz dans les séparateurs. Ces gouttelettes nées suites au contact du gaz avec la surface de la cuve ou les éléments à l’intérieur, humidifient le point de contact et ruissellent en bas en forme d’un film d’eau.

Les aérosols (brouillards finement dispersés) sont formés suite à la condensation des gaz saturés dans des tuyauteries froides. Il est nécessaire d’évacuer les aérosols d’un flux gazeux, par ce qu’ils adhèrent aux parois des tuyaux et peuvent provoquer un effet de bélier hydraulique.

En travaillant avec les liquides toxiques, il faut faire très attention au risque de formation de brouillard, car les gouttelettes toxiques finement dispersées peuvent provoquer une vraie catastrophe écologique.

La taille des gouttelettes composant le brouillard peut varier entre 1 et 100 µm. La densité des gouttelettes et supérieure à la densité du gaz qui les tient. Par conséquent, les gouttelettes sont plus sensibles à l’effet de la force de rotation et d’inertie.

Séparateurs d’aérosols

Dans les séparateurs d’aérosols, le flux gazeux suit le trajet droit avant de se heurter à un obstacle, après quoi il fait le demi-tour. Les gouttelettes qui ont le poids spécifique relativement plus grand, mettent plus de temps à faire ce trajet que les gouttelettes plus légères. Par conséquent, au contact avec l’obstacle, les particules lourdes ruissellent en bas en forme d’un film d’eau.

Les séparateurs d’aérosols sont composés de :

  • Plaques de rebondissement
  • Couches filtrantes en plaques
  • Crépines tressées

Les plaques de rebondissement jouent le rôle de simples obstacles auxquels se heurte à maintes reprises un flux gazeux. Au moment où le flux d’aérosol contourne l’obstacle, les gouttelettes lourdes se précipitent sur sa surface.

Les couches filtrantes en plaques est un ensemble de fines plaques ondulées superposées. Cette couche fait retourner un flux d’aérosol. Suite à la collision avec les plaques, les gouttelettes forment un film de liquide et ruissellent en bas à travers des petits trous perforés dans les plaques.

Les crépines tressées sont fabriquées en toile de criblage (tresse métallique). En passant à travers une crépine, le flux d’aérosol est détourné à maintes reprises, et les gouttelettes se précipitent. Les crépines tressées font souvent partie des évaporateurs.

Les séparateurs de brouillard (cyclones) sont destinés à la sédimentation d’un brouillard dispersé. A l’intérieur d’un appareil, le flux d’aérosol est en rotation rapide sous l’effet de la force centrifuge. Les gouttelettes sont rejetées sur les parois du séparateur et ruissellent en bas en forme d’un film de liquide. Le gaz traité sort par un tuyau plongeur. Ces dispositifs font souvent partie des évaporateurs.

Séparation des suspensions gazeuses dans un champ électrique

Les procédés décrits ci-dessous qui utilisent le champ gravitationnel et la force centrifuge, sont pratiquement inefficaces pour séparer des suspensions contenant des particules très fines. Il s’agit des particules dont la taille de dépasse pas 10 µm, et dont la vitesse de sédimentation dans ces conditions est très faible. C’est pourquoi, pour séparer facilement les suspensions gazeuses de ce type, on recourt au champ électrique.

Deux électrodes à la surface différente sont connectées aux pôles de la source de courant électrique et génèrent un champ électrique hétérogène. L’électrode à la surface plus petite développe la tension plus grande. Par exemple, si en qualité d’électrodes sont utilisés un fil métallique de petit diamètre ou une plaque métallique, la tension montera en s’approchant du fil métallique. La chute de tension « critique » dans un milieu gazeux provoquera une décharge électrique entre les électrodes accompagnée d’un halo lumineux violet (appelée « effet couronne ») du fil. Cette décharge est appelée « décharge couronne », et le fil métallique – « électrode à couronne ».

Dans la zone du halo violet de la couronne se forment des ions chargés positivement et négativement. Se trouvant dans le champ à tension très haute, ils se déplacent à la vitesse suffisante pour ioniser des particules neutres au moment de la collision. A leur tour, les nouveaux ions participent à l’ionisation d’autres particules. Ainsi, le phénomène d’ionisation se propage en progression géométrique.

Si le fil métallique est chargé négativement, et la plaque métallique – positivement, le fil attire des ions positifs, et la plaque – des ions négatifs. Quand la tension du champ électrique atteint la valeur suffisante (environ 4-6 kV/cm), le flux ionique entre les deux électrodes devient continu. Si cette zone est traversée par le gaz à épurer, les particules solides qu’il tient, recevront une charge électrique de la part des ions et vont suivre le même trajet. Les ions chargés négativement sont plus mobiles et traversent la distance plus grande de la couronne vers la plaque, que les ions chargés positivement. Par conséquent, ils ont plus de chance de se heurter aux particules solides. Cela explique pourquoi les particules solides en suspension dans un gaz reçoivent essentiellement une charge négative et se précipitent sur la plaque chargée positivement. Pour cette raison, la plaque est appelée « électrode collectrice ». Un petit nombre de particules solides est chargé positivement est se colle au fil métallique. Suite à leur faible résistance électrique spécifique, les gouttelettes transmettent leur charge à la plaque, l’humidifient et ruissellent en bas.

Ce procédé technologique nécessite un courant continu très régulier. Si les électrodes seraient connectées au courant alternatif, les particules chargées recevraient des impulsions fréquentes dirigées dans des sens opposés. Le résultat serait leur refoulement avec le flux gazeux avant d’atteindre l’électrode collectrice.

Dans les mêmes conditions, une faible conductibilité des particules solides fait augmenter le degré d’épuration du gaz. Une bonne conductibilité accélère le chargement des particules au contact avec la plaque. En ce moment les particules subissent la force répulsive de Coulomb qui les rejette hors champ électrique avec le flux gazeux.

Electrofiltres précipitateurs

Les électrofiltres précipitateurs utilisant un champ électrique sont destinés à séparer les gaz qui tiennent des particules fines. Il existe deux types d’électrofiltres : électrofiltres tubulaires et ceux à plaques.

Electrofiltre tubulaire (séparateur)

Un électrofiltre précipitateur tubulaire contient un ensemble de tubes métalliques verticaux de 150 à 300 mm de diamètre et de 3 à 4 m de longueur, qui jouent le rôle d’électrodes collectrices. Le long des axes des tubes sont tendus des fils métalliques de 1,5-2,0 mm de diamètre qui ont la fonction d’électrodes à couronne (électrodes émettrices).

Les extrémités opposées des tubes débouchent vers deux chambres. La chambre au-dessous sert à répartir le gaz à épurer et à évacuer les particules solides précipitées. La chambre au-dessus sert à refouler le gaz traité. Les fils métalliques sont maintenus en position verticale par un cadre qui repose sur une plaque isolante. La poussière captée au niveau des électrodes collectrices, est détachée périodiquement au moyen de secoueurs. Un secoueur est un ensemble de marteaux reliés entre eux qui frappent en permanence le cadre au-dessus pour secouer les fils métalliques. La poussière est ainsi évacuée périodiquement de la surface des tubes. Pour détacher la poussière captée par les tubes, on installe dans l’espace entre les tubes un ensemble de marteaux reliés et entraînés par un moteur. L’ensemble de tubes est protégé par une caisse très robuste.   

Electrofiltres à plaques

Electrofiltre à plaques (précipitateur)

La seule différence des électrofiltres à plaques par rapport aux électrofiltres tubulaires, est qu’au lieu de tubes métalliques sont utilisées des plaques métalliques qui ont la fonction d’électrodes collectrices. Les plaques sont disposées verticalement, tandis que dans l’espace entre elles sont tendues des fils métalliques qui sont fixés à un cadre. Les électrofiltres à plaques exigent moins de métal pour leur fabrication, sont plus compacts et sont plus simples à installer. Leur conception permet d’évacuer la poussière précipitée plus facilement. Les électrofiltres tubulaires, quant à eux, ont le rendement spécifique plus grand, parce qu’ils peuvent fonctionner à une tension plus haute.  

Avant d’éliminer des particules très fines contenues dans un gaz, il faut augmenter leur conductibilité électrique. Comme la charge reçue par une particule solide, est inversement proportionnel au carré de son diamètre, les particules qui ont une faible conductibilité électrique, ne peuvent pas transmettre leur charge rapidement quand elles se précipitent sur les électrodes. Par conséquent, elles repoussent les autres particules qui s’approchent des tubes ou plaques. Ce phénomène rend impossible la précipitation des particules solides très fines dans les électrofiltres. La solution technique qui permet de résoudre ce problème consiste à humidifier le gaz à épurer pour augmenter considérablement la conductibilité des particules solides.

Types et propriétés des mélanges gazeux hétérogènes

Un corps ou un groupe de corps qui sont en constante interaction à l’intérieur de l’ensemble, mais ne sont pas sensibles aux effets du milieu environnant, est considéré comme étant un système. Les systèmes hétérogènes sont des systèmes qui se composent des éléments ayant les propriétés et les surfaces de discontinuité différentes. Dans les systèmes homogènes il n’y a pas de surfaces de discontinuité.

La composante homogène d’un système qui a des propriétés physiques identiques et une composition homogène, est appelée « une phase ». Les phases et les systèmes peuvent comprendre une ou plusieurs composantes, chacune est capable d’exister indépendamment après la séparation.

Tout système hétérogène se compose de deux phases ou plus. L’une de ces phases constitue une phase interne (phase en suspension), l’autre est une phase externe (la suspension). La suspension entoure les particules de la phase en suspension. La différence principale des systèmes homogènes par rapport aux systèmes hétérogènes réside dans la taille des particules de la phase en suspension (dans les systèmes homogènes la taille des particules ne dépasse pas celle des molécules).  

Selon l’agrégat de la phase en suspension, les systèmes hétérogènes peuvent être gazeux, liquides et solides. Les systèmes gazeux hétérogènes sont composés d’une suspension gazeuse qui contient des particules solides ou liquides. Les deux types principaux des systèmes gazeux sont des systèmes mécaniques et des systèmes condensés. La différence principale entre ces deux types de systèmes gazeux réside dans la taille des particules en suspension. 

Les systèmes gazeux mécaniques sont formés suite à :

  • la dispersion des liquides ;
  • le broyage des corps solides ;
  • d’autres processus qui provoquent la dispersion des particules solides ou liquides dans un gaz.

La taille des particules dans les systèmes gazeux mécaniques varie entre 5 et 50 μ.

Les systèmes gazeux condensés sont formés suite à :

  • la condensation des particules du gaz ;
  • la condensation des particules de la vapeur ;
  • la réaction chimique entre deux gaz (la transformation des particules du gaz ou de la vapeur en état solide prend une forme de poussière, tandis que la transformation des particules du gaz ou de la vapeur en état liquide fait naître le brouillard).

La taille des particules des systèmes gazeux condensés varie entre 0.3 et 0.001 μ.

La taille des particules dans les systèmes gazeux mécaniques et condensés peut changer. Ainsi, les particules dans les systèmes condensés sont capables de se coller l’une à l’autre et former des particules dont la taille dépasse celle des particules dans les suspensions mécaniques. A leur tour, les particules solides des suspensions mécaniques peuvent avoir une taille comparable à celle des particules condensées. Les particules dont la taille ne dépasse pas 1 μ, sont en agitation brownienne. Les particules de moins de  0,1 μ ne se précipitent pas sous l’effet de la force de gravitation et peuvent rester en état de suspension pour une durée illimitée.

Les origines de formation des systèmes gazeux homogènes sont nombreuses. Les poussières peuvent se former suite :

  • au broyage des matériaux solides ;
  • au criblage (tamisage) ;
  • au mélange ;
  • au déversement, etc.

Les vapeurs et les brouillards proviennent des processus qui sont accompagnés de la condensation des vapeurs :

  • lors de la vaporisation des liquides ;
  • lors du séchage par pulvérisation ;
  • lors de la combustion, etc.

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