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INTECH GmbH
Nous sommes intéressés par la coopération avec les producteurs de l'équipement de purification des gaz 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 équipements de purification des gaz, 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, nous l’équipement des entreprises industrielles et leurs besoins pertinents de modernisation.
Lorsque notre société devient le distributeur officiel de vos équipements de purification des gaz en Russie, le département promotion effectue la prospection commerciale, l’analyse du marché des équipements de purification des gaz 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 équipements de purification des gaz 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 des équipements de purification des gaz 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 des équipement de purification des gaz 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 équipements de purification des gaz 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 équipements de purification des gaz, ainsi que la formation des personnels du client et les consultations nécessaires.
Le but de la purification des gaz industriels pour évacuer les particules solides y présentes est :
La minimisation de la pollution de l’air atmosphérique est réalisée par les mesures suivantes :
Il existe cinq procédés principaux de purification des gaz. Chaque procédé de purification prévoit l’utilisation des installations d’un type particulier.
Classification des procédés de purification des gaz
| Procédé de purification | Équipements utilisés |
| Précipitation sous l’action de force de gravité | - Chambres de précipitation de la poussière |
| Précipitation sous l’action des forces inertielles | - Aspirateurs-capteurs de poussière inertiels |
| - Cyclones | |
| - Aspirateurs-capteurs de poussière secs rotatifs mécaniques | |
| Précipitation sous l’action des forces électrostatiques | - Filtres électriques |
| Filtrage | - Filtres à manches |
| - Filtres céramiques | |
| - Filtres à huile (à viscine) | |
| Purification humide | - Scrubbers |
| - Aspirateurs-capteurs de poussière humides rotatifs mécaniques | |
| - Scrubbers Venturi | |
| - Aspirateurs-capteurs de poussière à mousse |
Classification des appareils selon la méthode de purification
| Appareils de purification sèche des gaz: | Appareils de purification humide des gaz: |
| Chambres de précipitation de la poussière Aspirateurs-capteurs de poussière centrifuge Filtres électriques: horizontaux / verticaux / tubulaire / à barres Filtres à manches Filtres à cartouches Filtres céramiques à haute température; Chambres de prise d’air |
Scrubbers; Appareils désintégrateurs; Scrubbers Venturi; Filtres électriques humides; Aspirateurs-capteurs de poussière à mousse; |
Pour la séparation des systèmes, on utilise plusieurs méthodes différentes, à savoir :
Précipitation
La précipitation est le processus de séparation d’un système pendant lequel les particules qui sont en état suspendu sont séparées de la phase continue (le liquide ou le gaz) grâce à l'action d’une certaine force :
Filtration
La filtration est le processus de séparation des systèmes avec l’utilisation d’une cloison poreuse qui laisse passer la phase continue, mais retient les particules en suspension. Le processus est effectué grâce à la différence de pressions de deux côtés de la cloison. Si la différence de pressions est créée par la force centrifuge, la séparation du système est appelée la filtration centrifuge.
Les filtres équipés des cloisons semi-rigides sont utilisés pour le nettoyage des gaz légèrement empoussiérés. Les filtres de ce type consistent en un ensemble des éléments ronds qui sont empilés l’un sur l’autre dans un corps cylindrique. Chacun de ces éléments se compose de deux grilles ou disques. L’espace entre ces disques est remplie d’une couche de matériel filtrant, par exemple des copeaux de métal, de la laine de laitier ou de la mousse de verre. Dans certains cas, la couche du matériel filtrant est mouillée en huile pour assurer la meilleure rétention de la poussière dispersée. Les éléments du filtre sont disposés perpendiculairement au flux de gaz.
S’il est nécessaire d’effectuer le nettoyage fin des gaz pour les purifier des aérosols, on utilise les cloisons filtrantes fabriquées de fibres polymères ultra-minces (par exemple du polyarylate ou du chlorure de polyvinyle surchloré). Les cloisons de ce type ont une stabilité chimique, mécanique et thermique élevée.
Les filtres à cloisons rigides sont les filtres à cartouche dont l’organisation est similaire à la structure des filtres à cartouche utilisés pour la séparation des suspensions. Dans les filtres de ce type le gaz est filtré à travers les cloisons poreuses des douilles qui sont fermement fixées dans la grille du tube. Le nettoyage de douilles mentionnées est effectué périodiquement à l’aide du soufflage par contre-courant avec de l’air comprimé. Ce filtre peut capturer les particules dont la dimension est de 0,2 microns au minimum.
En ce qui concerne les filtres qui ont une couche granulaire, la purification des gaz des particules solides est assurée grâce à l’utilisation d’une couche de particules fines telles que le sable, le laitier, le gravier ou le coke. Dans les appareils à action périodique, la couche filtrante repose sur la grille et reste immobile. Dans les appareils à action continue, le matériel granulaire qui purifie le gaz des particules solides en suspension se déplace en permanence entre les cloisons avec le matériel filtrant. Le gaz passe successivement à travers un rang des couches granulaires qui se déplacent dans le plan vertical. Le matériau granulaire encrassé qui sort de chaque section est à laver et renvoyer dans la section filtrante. Actuellement, l’utilisation des filtres granulaires est extrêmement rare.
Purification humide des gaz
La purification humide des gaz est un processus de séparation des suspensions gazeuses pendant lequel les particules suspendues sont mouillées du liquide et séparées du gaz. Principalement, la purification est effectuée grâce à l’action des forces d’inertie.
La sélection de la méthode appropriée de séparation dépend de certains paramètres, à savoir :
Décantation
Dans l'industrie, le procédé de décantation est utilisé pour la séparation des suspensions dans les cas suivants:
Puisque la force motrice du processus de décantation (la force de gravité) est assez faible, c’est seulement les particules grossières qui se séparent efficacement de la phase continue. Néanmoins, le processus de décantation est le moyen le plus simple et le moins coûteux de séparation des systèmes liquides hétérogènes. Par conséquent, l’utilisation de ce procédé est recommandée lors du traitement initial des suspensions. La méthode permet de préparer la composition pour le traitement par les procédés plus compliqués et de réduire le coût de l’ensemble du cycle technologique de purification en général.
Le degré de purification des gaz des impuretés dans les appareils de captation de la poussière de n’importe quel type est calculé selon la formule suivante:
η = [(V1·x1 - V2·x2)/((V1·x1)]·100 = [1 / (V2/V1)·(x2/x1)]·100%
où V1 est le volume du gaz à l’entrée dans l’appareil de purification (m3),
V2 est le volume du gaz à la sortie de l’appareil de purification (m3),
х1 est la concentration du brouillard ou de la poussière dans le gaz contaminé (g/m3),
х2 est la concentration du brouillard ou de la poussière dans le gaz purifié (g/m3).
Le résultat de ce calcul est correct dans les conditions normales de fabrication.
La séparation des systèmes hétérogènes est d’une grande importance dans l’industrie aussi bien que dans les autres sphères d’activité. Souvent, il est nécessaire de purifier une composition quelconque ou bien d'en séparer les composants précieux. Cela peut être la préparation de matières premières pour le traitement ultérieur, la purification des produits finis, l'épuration des eaux d’égouts et des gaz résiduaires, l’obtention de composants utiles à partir du produit.
Les gaz industriels sont des mélanges gazeux ou ils contiennent un petit pourcentage des impuretés gazeuses. Les gaz de ce type nécessitent un traitement préliminaire avec la décomposition en composants particuliers. Les mélanges gazeux peuvent être séparés par les procédés différents, à savoir :
Condensation
Les mélanges gazeux sont liquéfiés par le refroidissement jusqu’à une température inférieure à la température de condensation. La condensation des gaz purs est réalisée par le refroidissement jusqu’à la température de condensation. Au cours du processus de condensation des gaz purs, le niveau de pression et de température reste constant. La courbe de pression de vapeur montre la relation entre la température de condensation et la pression de vapeur. La courbe de saturation montre la relation entre la quantité de composants solubles dans le gaz porteur et la température.
Si dans le mélange gazeux, la température de condensation du composant gazeux séparé est beaucoup plus inférieure à celle du gaz porteur, la séparation partielle du mélange gazeux sur la base de condensation est possible. Les mélanges gazeux dont les composants sont caractérisés par une valeur proche de la température de condensation, ne peuvent pas être séparés dans les conditions du processus de condensation. Cette condensation partielle est appelée la déphlégmation; elle est souvent utilisée lors du fonctionnement des appareils de distillation.
Lors de la condensation, le mélange gazeux « sec » est refroidi; par conséquence, le contenu du composant dissous correspond au point n°3 sur la courbe de saturation. Le volume du condensat précipité est égal à ∆m.
Le processus de condensation se déroule dans les échangeurs de chaleur spéciaux (les condensateurs). À l'intérieur des appareils de ce type il y a des tubes avec l’agent de refroidissement. Certains composants du gaz se condensent sur ces tubes et s’écoulent dans la direction de l’inclinaison. Le gaz porteur sort du condensateur dans un état sensiblement purifié.
L’absorption est le processus d’absorption des gaz par le liquide suite à la dissolution physique ou du processus chimique réversible. Si le liquide n'absorbe pas tous les composants du mélange gazeux, alors cette absorption est appelée partielle. Si le mélange de CO2 et de l’air est dissous dans l’eau, l’absorption du gaz CO2 sera sélective. Le gaz, contrairement à l’air, se dissout partiellement dans l’eau jusqu'à ce que la capacité d’absorption de l’eau soit épuisée. L’indice de la capacité d’absorption dépend du niveau de pression et de la température. Dans des conditions de basse température et de haute pression, l’absorption du gaz est effectuée d’une manière active. Si la pression est abaissée et la température est élevée, le gaz se manifeste sous forme de bulles.
Le gaz dissous avec l'absorbant liquide forment une phase mixte. Pendant l’absorption, le liquide absorbant est chauffé en raison de la libération de chaleur d’absorption. Afin de ne pas empêcher le déroulement normal du processus, le liquide est soumis au refroidissement de retour.
Dans l’industrie, le phénomène de l’absorption sélective est utilisé dans les cas suivants :
Exsorption
L’exsorption (la régénération, la désoxydation) est un processus d’absorption inverse. Le résultat de ce processus est la récupération du gaz précédemment dissous et le liquide d’absorption est régénéré. Le gaz est récupéré par les procédés suivants :
Du point de vue construction, l'appareil séparant les mélanges gazeux par le procédé de l’absorption se compose d’un absorbeur et d’un régénérateur. À la sortie, cette installation émet le gaz, le mélange gazeux résiduel et l’absorbant régénéré. L’absorbant régénéré est utilisé plusieurs fois.
En qualité des adsorbeurs, les dispositifs suivants peuvent être utilisés :
Le travail du bloc à fonctionnement continu consiste en ce que le gaz à purifier et le liquide d’absorption sont amenés à contre-courant. Le gaz arrive par le dessous de la colonne d'absorption, et le liquide d’absorption est amené par le dessus. À l’intérieur du bloc d’absorption, les conditions favorables sont créées (une basse température et une haute pression). Un composant gazeux propre et insoluble sort dans la partie supérieure de la colonne. Le sorbant saturé en gaz est recueilli, respectivement, dans la partie inférieure de l’installation et est amené dans la partie supérieure de la colonne de régénération. Lorsque le gaz descend, il est chauffé et il perd de la pression ce qui réduit la capacité d'absorption du liquide. Pendant le processus de l'écoulement, la plupart du gaz dissous est évacuée sous forme des bulles à travers les ajutages. Ensuite, le gaz dissous sort du régénérateur dans la partie supérieure de la colonne sous forme d'un composant soluble pur du gaz. Le liquide d’absorption est recueilli dans la partie inférieure du régénérateur et est amené à l’absorbeur. Le liquide étant refroidi, il est amené dans la partie supérieure de l’absorbeur.
Purification du gaz par le procédé d’adsorption
L’adsorption est le processus de connexion des molécules de gaz sur la surface des substances solides qui peuvent être caractérisées comme tensioactives. Le phénomène d’adsorption sélective consiste en ce que le mélange gazeux, au contact avec une substance solide correspondante, retient sur sa surface les molécules de l’un des constituants gazeux.
Cette méthode est utilisée lorsqu’il est nécessaire de chasser les microparticules toxiques du gaz (dangereuses, avec une odeur désagréable ou toxiques). En raison du coût élevé de la régénération de l’absorbant, l’adsorption sélective n’est utilisée que dans certains cas, à savoir :
Le niveau de température et de pression détermine la quantité de matériau adsorbé (l’absorption maximale de la substance est effectuée à une basse température et une haute pression). Dans des conditions défavorables, le processus peut devenir inverse, c'est-à-dire il y aura lieu la libération (la désorption) de la substance adsorbée.
Appareils d’adsorption
Le processus d’adsorption peut être conventionnellement divisé en deux étapes qui peuvent être effectuées simultanément ou alternativement, à savoir :
L’adsorbeur à couche fixe est un réservoir rempli de la substance adsorbante. Le réservoir est équipé de tuyaux d'alimentation et d'évacuation, d’un condensateur et d’un générateur de vapeur surchauffée.
Pendant le processus d’adsorption, le gaz à purifier est alimenté sous haute pression. L'adsorbant absorbe le composant gazeux séparé. Le gaz résiduel passe à travers la couche statique de l’adsorbeur ce qui résulte en gaz purifié. À un certain moment, la capacité d’absorption de l'adsorbant est épuisée (un phénomène de « patinage » a lieu). Ce moment s'étant produit, le processus de régénération de l’adsorbant commence. Le générateur de vapeur est mis en action et une soupape d’évacuation de la vapeur chaude s’ouvre. La vapeur commence à s’élever vers le haut et chauffe l’adsorbant; suite à ce processus l’adsorbant libère le gaz adsorbé et est régénéré. Le mélange du vapeur surchauffé et du gaz est évacué dans le condensateur où la vapeur se condense. Le composant restant du gaz quitte l’adsorbeur pour subir le traitement ultérieur.
Les installations d’adsorption composées de deux adsorbeurs fonctionnent alternativement. L’avantage de l’installation à deux chambres réside en sa capacité à assurer le cycle de travail continu.
Purification catalytique des gaz
La purification catalytique des gaz consiste en ce que, grâce à l’utilisation des réactions chimiques et des catalyseurs, les composés toxiques et dangereux sont transformés en composés inoffensifs. Les catalyseurs sont des réactifs intermédiaires qui accélèrent les réactions chimiques. Le processus chimique étant terminé, les catalyseurs apparaissent à nouveau sous forme inchangé. Un des exemples de purification catalytique de gaz est la conversion de monoxyde de carbone dangereux CO en dioxyde de carbone neutre CO2 par l’intermédiaire d’une réaction chimique avec la participation de l’oxyde de chrome.
Réacteurs catalytiques
La purification de gaz par le procédé catalytique est le plus souvent réalisée dans les réacteurs catalytiques où le catalyseur est représenté par une couche immobile de la substance en vrac granulaire.
Le gaz contenant des composants nocifs passe à travers la couche du catalyseur. Après le passage à travers un tel « filtre », les substances dangereuses sont transformées en substances inoffensives. Selon le type de substance, la température dans le réacteur varie de 200 jusqu’à 400°C.
Pendant la réaction catalytique, la chaleur est libérée. Pour régler le régime thermique, le dispositif est équipé du système des tuyauteries de chauffage et de refroidissement. Pour éliminer les impuretés, un adsorbeur peut être connecté avec le réacteur catalytique.
Il existe les types suivants de réacteurs catalytiques :
Purification de l’air vicié et le recyclage des gaz d'échappement
Le procédé universel de nettoyer les gaz des composants combustibles organiques est le brûlage.
Au cours de la combustion, l'air contenant les composants dangereux est placé dans un four où il est chauffé d’une manière tellement forte que les substances organiques sont brûlées. Lors de la combustion, les éléments suivants se dégagent :
La température dans le four est créée grâce à la combustion du matériel combustible. Le gaz contaminé réchauffé est amené par le contre-courant à l’intérieur de la cavité du corps du four. Après cela, le gaz arrive dans la chambre de combustion où il y a lieu le brûlage des substances nuisibles faisant partie de la composition du gaz. La température dans la chambre de combustion peut atteindre la valeur de 650 jusqu’à 800°C. Les produits gazeux de combustion sont soumis au passage à travers le réchauffeur de l’air vicié, après quoi ils sont évacués du four.
La méthode de combustion directe par la flamme nue des brûleurs à flambeau est utilisée pour le recyclage des gaz et des vapeurs combustibles provenant des flux irréguliers du gaz d'échappement. Cette méthode sert à éliminer les hydrocarbures depuis les gaz de raffinerie. Au cours de ce procédé de combustion, l’eau H2O et le dioxyde de carbone CO2 se dégagent. Lors du processus de la combustion, la formation minimale de la suie est assurée grâce à la pénétration de la vapeur d’eau dans la flamme.
Les appareils de purification humide peuvent avoir une construction tout à fait différente. Les aspirateurs-capteurs de poussière humides (dans lesquels il y a lieu le coup du flux de gaz contre la couche supérieure du liquide et la fragmentation du flux de gaz en filets, fils et gouttelettes) se rapportent aux appareils à action de percussion-inertie.
Scrubbers
Les épurateurs Venturi qui sont largement utilisés dans la production chimique servent principalement à purifier les gaz industriels des poussières hautement dispersées.
C’est dans la production moderne des engrais minéraux que les épurateurs Venturi sont utilisés d’une façon la plus efficace. Par exemple, ils sont une partie composante de l’équipement principal de la ligne technologique complexe de fabrication d’un tel engrais compliqué à haute teneur en azote et en phosphore comme l’ammophos granulé. La capacité de rendement de la ligne de ce type est de 750 jusqu’à 800 mille tons par l’an.
Dans les dispositifs de ce type, le gaz est purifié de l’ammoniac (qui est capturé par la pulpe acide d’ammophos) et des corps fluorés.
Pour effectuer le nettoyage complexe des gaz de leurs composants et des particules de poussière, un scrubber creux à haute vitesse avec l’aspirateur-capteur de gouttes à batterie centrifuge a été spécialement créé (voir la figure). L’appareil de ce type représente une colonne creuse irriguée dans la partie supérieure de laquelle il y a l’aspirateur-capteur de poussière à batterie avec des tourbillons coniques. Cet élément capture les gouttes du liquide de rinçage qui sont évacuées de l’appareil de purification par un flux du gaz purifié. Le scrubber est irrigué par trois étages des injecteurs avec les torches de pulvérisation. L'orientation des torches est la suivante: l’étage le plus haut est orienté vers le bas, les étages intermédiaire et inférieur sont orientés vers le haut. Afin d’éviter la formation de n’importe quel dépôt solide éventuel sur les éléments de l’aspirateur-capteur de gouttes, l’appareil est équipé d’un collecteur de lavage hydraulique qui commence à fonctionner périodiquement pendant le moment où l’installation de purification des gaz s’arrête.
Principalement, les scrubbers creux à injecteurs sont utilisés pour le refroidissement, l’humidification et le nettoyage préliminaire des gaz dont la température est supérieure à 200 degrés Celsius. Pour le transport et la purification des gaz d'échappement technologiques des particules liquides et solides ayant la dimension supérieure à 2 ou 3 μm, les scrubbers éjecteurs sont utilisés. Les appareils de ce type ne sont équipés de dispositif de soufflage ni de pièces rotatives, c’est pourquoi ils sont souvent utilisés dans les installations avec les environnements toxiques, explosifs et corrosifs. Du point de vue gaz, leur capacité de rendement est de 120 jusqu’à 140 milliers de mètres cubes par heure.
Les aspirateurs-capteurs de poussière de type scrubber ont les désavantages suivants :
Appareils absorbeurs
Les appareils absorbeurs conviennent très bien pour la purification de l’air des vapeurs de liquides et de substances tels que le méthanol, le caprolactame et le déméthylformamide.
L’appareil absorbeur est un dispositif représentant un corps cylindrique vertical soudé vertical dans lequel trois plateaux réticulés avec l’ajutage à bille sont disposés de manière concentrique. L’espace sous chacun de ces plateaux est occupé par les autres plateaux (mais d’un différent type, à pellicule) qui sont, en même temps, les distributeurs du liquide d’irrigation (l’irrigation est exécutée d’en bas) de l’ajutage mobile disposé sur les plateaux réticulés. Dans les plateaux réticulés, le liquide est distribué à l’aide des injecteurs ayant une rainure horizontale annulaire.
Le principe du fonctionnement de l’absorbeur est le suivant : en entrant dans la partie inférieure de l’appareil, l'air purifié passe à travers tous les plateaux (à pellicule et ceux réticulés) et sollicite en déplacement l’ajutage à bille, après quoi l’air sort dans l'atmosphère par l’intermédiaire du raccord supérieur. L’appareil absorbeur assure une fine dispersion (le broyage) du liquide d’irrigation; en même temps, dans le cube de l’appareil absorbeur, il y a lieu la formation des solutions concentrées des produits capturés qui subissent la régénération ultérieure et le retournement en fabrication.
Rotoclones (ne sont plus d’actualité)
Les appareils de type de rotoclones peuvent capturer efficacement les particules de la poussière dont la dimension est plus de 2 et même de 3 μm lorsque leur teneur en gaz dépasse 90 %. Dans les appareils de ce type le gaz se met en contact avec le liquide grâce à son coup contre la surface du liquide. Ensuite, le liquide mélangé au gaz passe à travers le canal profilé (appelé « couronne motrice ») dans lequel les particules de la poussière se précipitent sur les gouttes du liquide sous l’action des forces centrifuges. L’avantage principal de n’importe quel rotoclone est un débit assez petit du liquide. Du point de vue gaz, la capacité de rendement de cet appareil est de 2,5 jusqu’à 90 000 mètres cubes par heure.
Les équipements de purification sèche du gaz sont les appareils tels que les cyclones, les cyclones à batteries et les aspirateurs-capteurs de poussière à fumée.
Cyclones
Les appareils de ce type sont très répandus dans les secteurs différents de l’industrie russe.
Les cyclones peuvent être utilisés comme la première étape de purification (étant installés devant les filtres en tissu et les filtres humides) aussi bien qu’en qualité des appareils de dépoussiérage indépendants. Ils sont capables de capter des particules de poussière moyennement dispersées et assez grossières dont la dimension moyenne est supérieure à 10 microns. L’efficacité de la captation dépend directement du type de cyclone et peut varier de 80 jusqu’à 98 %, la température est jusqu’à 400 degrés Celsius et la résistance hydraulique de 0,8 jusqu’à 2 pièze (kPa).
Généralement, pour assurer la purification de très grands volumes de gaz, les cyclones à passage direct sont utilisés. Par comparaison avec les autres aspirateurs-capteurs de poussière, les appareils de ce type ont beaucoup d’avantages, à savoir : ils sont assez simples du point de vue fabrication, ils ont une très faible résistance hydraulique, ils sont très fiables lors du fonctionnement et ils exigent les dépenses minimales pour l’exploitation. Pour augmenter le coefficient de rendement de la séparation, le flux de gaz poussiéreux est dévié au maximum autant qu’il est possible vers la paroi de l’appareil.
Pour augmenter le coefficient de rendement de la séparation, les prises de poussière intermédiaires peuvent être aussi installées dans l’appareil.
Pour améliorer le processus de séparation de la poussière s’agglutinant grâce à l’augmentation des forces centrifuges, le cyclone à passage direct peut être équipé de l’éjecteur (voir fig.) qui est à intégrer à l’intérieur de l’ogive.
L’éjecteur est équipé d’une chambre de pression réduite et d’une chambre de pression élevée. La chambre de pression réduite est reliée via les tubulures radiales avec la chambre à poussière; la chambre de pression élevée est relié avec la chambre de séparation au moyen d’une fente annulaire. La fente annulaire est équipée des ailettes de guidage qui imposent la direction tangentielle au gaz. Devant la tubulure d'échappement, il y a les bagues coniques dont la dimension se diminue un peu dans la direction du mouvement du gaz.
Le principe de fonctionnement du cyclone est le suivant : le gaz contenant la poussière est tordu dans un tourbillonneur; la poussière séparée est transportée par le gaz vers les parois de la chambre. Ensuite, les particules de la poussière se déplacent en bas à partir des parois de la chambre et pénètrent dans la zone de décantation par l’intermédiaire des jeux entre les bagues coniques de diamètres différents. Grâce à la pression négative créée par l’éjecteur dans la partie supérieure, une partie du gaz avec les particules de la poussière pénètre aussi à travers les mêmes jeux ce qui mène au déplacement des particules de la poussière dans la zone de décantation. La vitesse du gaz dans la fente annulaire et dans les jeux entre les bagues coniques est régulée par une certaine quantité de gaz qui est amené dans l’éjecteur à travers la tubulure.
Cyclones à batteries
La tâche principale des cyclones à batteries est la purification sèche des gaz des particules de la poussière dont la dimension est de 5 jusqu’à 10 microns. Les cyclones de ce type consistent de plusieurs éléments de petit diamètre qui fonctionnement en parallèle et qui sont installés dans un corps commun. Le diamètre des éléments cycloniques les plus courants est généralement de 150 jusqu’à 250 millimètres.
Filtres à manches
Les filtres à manches sont les uns des dispositifs les plus efficaces pour la purification des émissions des gaz industrielles.
Les filtres à manches modernes sont équipés de sacs en tissus à haute résistance et thermostables.
La construction des filtres à manches est représentée par le corps dans lequel les manches en tissu sont placées; les extrémités supérieures des sacs sont équipées de couvercles et sont suspendues sur le cadre commun. Les extrémités inférieures des sacs sont ouvertes et fixées sur les tubulures de la grille tubulaire commune. Le gaz contaminé passe à travers le tissu des manches de l’intérieur vers l’extérieur. Les particules de la poussière se précipitent dans les pores du tissu et le gaz propre est évacué par l’intermédiaire du tube d’échappement.
Filtres électriques. Purification des gaz dans le champ électrique
Un haut degré de purification du gaz contenant de très petites particules de la poussière peut être assuré grâce à la méthode de précipitation électrostatique. Cette méthode étant utilisée, un champ électrique est créé dans les appareils spéciaux; dans ce champ électrique, les molécules du gaz sont ionisées par une décharge électrique ce qui mène à la précipitation de la phase solide.
Si le gaz contient les charges libres (les électrons et les ions), il est possible de le faire passer entre deux électrodes qui créent un champ électrique constant. Dans ce champ-là, les charges libres se déplacent le long des lignes de force. Leur vitesse de mouvement et leur énergie cinétique dépendent de l’intensité du champ électrique.
Lorsque la différence des potentiels est de l’ordre de quelques dizaines de kV, les ions et les électrons auront une valeur suffisante de l’énergie cinétique et de la vitesse pour diviser les molécules de gaz en ions et en électrons libres lors de l’entrée en contact avec celles-ci. À leur tour, les charges nouvellement formées entreront aussi en impact avec les molécules neutres et les ioniseront. Ainsi, l'ionisation du gaz aura lieu jusqu’à la disparition totale des molécules de gaz neutres. Ce phénomène s’appelle « l’ionisation par impact ».
Si l’intensité du champ augmente, cela peut entraîner un claquage électrique et un court-circuit des électrodes. C’est pourquoi, dans les appareils de purification, une électrode représente un fil et la seconde est une plaque disposée à côté du fil ou un tube qui recouvre ce fil. Cela permet de créer un champ électrique hétérogène.
Dans ce cas, l’intensité du champ du fil est maximale et elle est diminuée dans la direction vers le tube ou vers la plaque. Dans ce point, l’intensité n’est plus suffisante pour provoquer le claquage électrique.
Entre les électrodes qui créent l’intensité du champ pour l'ionisation complète du gaz, une décharge en couronne a lieu (ce qui se manifeste par l’apparition d’une « couronne » brillante à proximité du fil). Grâce à cet effet, le fil est appelé « une électrode couronnante ». Une autre électrode (sous forme d’un tube ou d’une plaque) est appelée « une électrode de précipitation ».
Les électrodes couronnantes montées dans les appareils sont connectées à la source négative du pôle de la source du courant électrique. Les électrodes de précipitation sont connectées avec le pôle positif. Dans les conditions de ce type, il est possible de créer un champ de tension plus élevée sans risque d’apparition du claquage électrique.
L'électrode couronnante attire les ions chargés positivement et les neutralise. L’électrode de précipitation attire les ions chargés négativement et les électrons libres, et les neutralise aussi. Dans ce cas, lors du mouvement vers l’électrode de précipitation, les ions se choquent avec les particules de la poussière et du liquide qui se trouvent dans la suspension gazeuse, leur communiquent la charge négative et les entraînent. Ainsi, les particules de la poussière se précipitent sur la plaque ou sur le tube. Une petite portion de la phase solide se choque avec les ions chargés positivement, prend la charge depuis ces ions et se dirige vers l'électrode couronnante sur la surface de laquelle elle est précipitée plus tard.
Lors de la purification des gaz dans le filtre électrique, l’efficacité du processus dépend essentiellement de la conductivité électrique des particules de la poussière et de leur capacité d’adhésion. Lorsque la conductivité électrique est haute et la capacité d’adhésion est faible, les particules qui arrivent sur l'électrode lui communiquent leur charge et reçoivent la chargent de l’électrode, après quoi elles arrivent de nouveau dans le flux du gaz poussiéreux. Cela réduit le degré de purification.
Si les particules ont une faible conductivité électrique et une forte capacité d’adhésion, elles créent une couche suffisamment importante des ions chargés négativement sur l'électrode, ce qui empêche le champ électrique. L'augmentation de l'épaisseur de cette couche entraîne l’augmentation de la tension dans ses pores jusqu’à un niveau critique; comme le résultat de ce processus, il y a lieu le couronnage du gaz à côté de l’électrode de précipitation avec la formation de ce que l’on appelle « une couronne inverse ». Dans ce cas, cela réduit aussi l'efficacité de la purification du gaz. Pour éviter l'apparition de l’effet du couronnage du gaz, il est nécessaire de nettoyer en temps opportun les électrodes de la poussière précipitée.
Une haute concentration de particules de la poussière peut causer la réduction de l’intensité du courant (même jusqu’à zéro). Ce phénomène est appelé le « blocage de la couronne ». Les causes de son apparition résident en ce que dans les conditions de ce type le courant est transporté uniquement par les particules de poussière chargées qui se déplacent beaucoup plus lentement que les ions. Par conséquent, pour les gaz très poussiéreux, on utilise la purification préliminaire par les autres méthodes afin de réduire la concentration de la phase solide, ou bien on réduit la vitesse du gaz entrant dans le filtre électrique pour réduire la charge actionnant sur celui-ci.
Lorsque le filtre électrique fonctionne dans les conditions normales, l’efficacité de purification du gaz dépend de nombreux facteurs. Parmi ces facteurs on peut mentionner : les propriétés du gaz (sa composition chimique, sa température, son humidité); les propriétés de la poussière (sa composition, ses propriétés électriques, son degré de dispersion); la concentration de la poussière; la vitesse du gaz; la configuration du filtre électrique et d’autres facteurs.
Lors des calculs, il est impossible de prendre en considération tous les facteurs. C’est pourquoi l’efficacité de la purification du gaz est déterminée par le procédé expérimental.
Filtres électriques tubulaires et lamellaires
Selon la forme des électrodes, les filtres électriques sont divisés en appareils tubulaires et lamellaires. Outre cela, en fonction du type des particules à évacuer, les filtres sont divisés en appareils humides et secs. Dans les filtres électriques humides, la poussière humide est chassée à partir du gaz et les gouttes liquides qui sont en suspension dans le gaz sont précipitées.
Le schéma du filtre électrique tubulaire est représenté sur la figure A. L’appareil est équipé des électrodes de précipitation qui sont les tubes d’un diamètre de 0,15 jusqu’à 0,3 m et d'une longueur de 3 jusqu'à 4 m. Les électrodes couronnantes exécutées sous forme des fils de diamètre de 1,5 jusqu’à 2 mm sont disposées le long de l’axe des tubes et sont suspendues contre le cadre. À son tour, le cadre repose sur les isolateurs.
Dans la partie inférieure du corps du filtre électrique, il y a un raccord à travers lequel le gaz initial arrive et passe à l’intérieur des tubes. Les particules de la poussière se précipitent sur les parois des tubes et le gaz purifié est évacué du corps à travers le raccord supérieur.
Pour enlever la poussière précipitée dans les filtres électriques secs, on a prévu leur équipement par un dispositif spécial qui secoue les électrodes périodiquement. En ce qui concerne les filtres électriques humides, l'évacuation de la poussière est assurée par le lavage périodique ou continu avec de l’eau des surfaces intérieures des électrodes.
Le filtre électrique lamellaire a une construction analogique. Par comparaison avec les appareils tubulaires, la différence essentielle réside seulement en ce que les plaques rectangulaires ou les grilles tendues sur les cadres sont utilisées au lieu des tubes en tant que les électrodes de précipitation.
Les filtres électriques lamellaires ont une construction plus compacte; les particules solides précipitées sont évacuées plus facilement à partir des électrodes. L'avantage des filtres électriques tubulaires réside en ce que leurs électrodes créent une tension de champ électrique plus élevée ce qui augmente la capacité de rendement et permet une séparation plus efficace des poussières difficilement capturées et des brouillards.
Le plus souvent, les filtres électriques sont fabriqués de type tubulaire. Les filtres de ce type consistent en une certaine quantité de plaques disposées en parallèle. Ces plaques remplissent la fonction des électrodes de précipitation. Les électrodes couronnantes exécutées sous forme du fil sont installées entre ces plaques. Le gaz à purifier passe à travers les jeux entre les plaques et se dirige à côté des électrodes couronnantes. Dans ce cas, les particules sont chargées et restent sur les plaques du dispositif.
L’utilisation des appareils de ce type permet d'évacuer les particules de la poussière dont la dimension se trouve dans les limites de 0,001 jusqu’à 10 µm.
Généralement, les filtres électriques se caractérisent par une petite consommation de l’énergie (de 0,2 jusqu’à 0,3 kW∙h pour 1000 m³ de gaz), bien qu’une haute tension de courant continu (de 40 jusqu’à 75 kV) soit nécessaire pour leur fonctionnement. La résistance hydraulique des filtres électriques est relativement basse par rapport aux autres dispositifs nombreux et est égale à 150 jusqu’à 200 Pa. Le degré de purification du gaz atteint 95 jusqu'à 99 %.
En plus, les filtres électriques sont caractérisés par un coût assez cher et une complexité élevée de leur exploitation. Les installations de ce type ne sont pas utilisées pour la purification des gaz contenant les particules avec une faible résistance électrique.
Le processus de séparation d'un système hétérogène est affecté par les propriétés de tous les composants et leur interaction. Dans les systèmes à deux phases, le composant principal est la phase solide. Par conséquent, le choix de la méthode de séparation d’un tel système et des équipements nécessaires dépend des propriétés des particules solides faisant partie de la composition du système en question.
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