Engrais pour le jardin. Liquide vaisselle près de l'évier de la cuisine. Électricité pour alimenter les lumières au-dessus de votre espace de travail. Ce ne sont là que quelques exemples tirés du vaste secteur en pleine croissance de la « bioéconomie », dont la valeur dépasserait, selon certaines études, les 4 000 milliards de dollars américains. Le passage d'une économie basée sur les combustibles fossiles à une économie basée sur la bioéconomie devrait contribuer à la protection du climat et de l'environnement, tout en réduisant notre dépendance aux combustibles fossiles et en rendant nos ressources plus abordables, plus accessibles et plus durables.
Les matériaux issus de la biomasse sont présents de manière évidente ou subtile dans les produits, les services et les industries du quotidien. Leurs utilisations sont aussi diverses que leurs sources, avec des types et des variétés allant des copeaux de bois et de la sciure de bois aux déchets agricoles ou municipaux, voire aux algues.
La biomasse doit parfois être transformée pour pouvoir être utilisée. C'est ce processus de transformation qui génère de la poussière et d'autres composés. La collecte de poussière issue de la biomasse vise à capturer et à éliminer les particules en suspension dans l'air générées lors du traitement, de la manipulation ou du stockage. Le défi consiste à déterminer l'équipement et les modifications appropriés pour maintenir les normes d'efficacité et de sécurité. Cela n'est pas très facile en raison de la grande variété des matières premières utilisées pour la biomasse.
Types d'équipements de dépoussiérage utilisés dans la biomasse
Les équipements de collecte des poussières peuvent comprendre un filtre à manches, un épurateur humide, un cyclone ou une goulotte de chargement, selon le type de poussières à collecter, les autres composants présents et le type de traitement. Par exemple, dans une application de chauffage au bois destinée à produire de l'électricité, un cyclone peut éliminer les braises avant qu'elles n'entrent dans le filtre à manches (les braises qui pénètrent dans le filtre à manches peuvent enflammer les manches).
Une installation de traitement du biogaz peut utiliser un filtre à manches et un épurateur humide pour contrôler les odeurs ou éliminer les gaz acides. Dans ce cas, le matériau choisi pour l'épurateur humide doit être adapté aux gaz traités. S'il contient beaucoup d'acides, par exemple, l'acier au carbone est exclu et il faut choisir entre l'acier inoxydable et la fibre de verre. Certaines installations nécessitent deux filtres à manches, un pour le séchoir et un pour la chaudière. En fonction de la charge particulaire, des caractéristiques des particules et de l'efficacité d'élimination requise, une combinaison venturi et épurateur peut être la solution.
Lors du chargement du produit sec obtenu dans des wagons-citernes, des camions ouverts, des navires ou d'autres moyens de transport, une goulotte de chargement peut aider à réduire les nuages de poussière produits pendant le processus de chargement pour l'enlèvement ou l'expédition. La goulotte de chargement est fixée au fond d'un silo ou d'un système de transport. Les goulottes sont conçues pour les camions ouverts ou les tas, le chargement de citernes ou les goulottes de chargement combinées. Chaque situation est unique.
Un filtre à manches est l'un des types d'équipement de captage de poussière de biomasse les plus courants. Le filtre à manches filtre et collecte les particules de poussière présentes dans le flux d'air à l'aide de divers médias filtrants. Lorsque l'air chargé de poussière passe à travers le média filtrant, les particules de poussière sont piégées et s'accumulent à la surface du filtre, tandis que l'air propre est rejeté dans l'atmosphère, généralement par le biais d'un ventilateur d'extraction. Le type de filtre utilisé dépend de la nature et de la taille des particules de poussière, de la charge particulaire, de la température et du volume d'air à filtrer.
Un filtre à manches peut être un élément clé du processus. Par exemple, un filtre à manches peut être utilisé comme récepteur de filtre, c'est-à-dire un dispositif à vide poussé utilisé dans le transfert pneumatique de matériaux comme dispositif de collecte pour séparer le matériau de l'air pneumatique. Ces filtres à manches spéciaux peuvent supporter des pressions plus élevées.
Pour la collecte des poussières nuisibles, en fonction de la valeur et de la quantité des particules, un filtre à manches capturera les poussières nuisibles pour les éliminer ou recyclera le produit dans le flux de production. Les systèmes de collecte des poussières peuvent également capturer les particules aux points de transfert tels que les convoyeurs. Dans l'ensemble, les systèmes à filtres à manches sont polyvalents et efficaces.
Considérations particulières relatives à la capture des poussières lors du traitement de la biomasse
Les considérations particulières pouvant avoir une incidence sur le choix de l'équipement, les modifications ou le média filtrant peuvent inclure :
Caractéristiques de combustion: De nombreux types de biomasse sont hautement combustibles et peuvent présenter un risque d'explosion s'ils s'enflamment. Les ingénieurs concepteurs familiarisés avec les matériaux combustibles peuvent intégrer des dispositifs d'atténuation des explosions dans le système de dépoussiérage afin de prévenir ou de contenir tout incident. Il peut s'agir notamment de panneaux anti-explosion, d'appareils de détection d'étincelles, de vannes d'isolation anti-explosion, de mise à la terre, etc. Bien entendu, un entretien adéquat et des pratiques d'entretien industriel sont indispensables.
Nature abrasive de la poussière : certains types de cendres issues de la biomasse peuvent être très abrasifs. Cette abrasivité peut causer une usure importante des équipements de dépoussiérage. Le choix de matériaux appropriés peut contribuer à créer un système plus durable, capable de résister à la nature abrasive de la poussière.
Teneur en humidité: La teneur en humidité des matériaux issus de la biomasse peut varier. L'humidité peut s'accumuler dans les conduits et les filtres d'un dépoussiéreur à manches, entraînant un colmatage et une baisse des performances. Le fumier animal est un exemple de biomasse qui peut présenter un taux d'humidité élevé s'il n'est pas correctement séché. Le pourcentage d'humidité est un facteur essentiel lors de la conception d'un système de dépoussiérage, en particulier si l'humidité ne se présente pas sous forme de vapeur.
Quantité de cendres : Lors de la combustion de biomasse, certains types de biomasse peuvent produire plus de cendres que d'autres. Le bois et les feuilles de palmier entrent dans cette catégorie. Le niveau de cendres prévu ou connu contribue au facteur de charge du dépoussiéreur.
Densité apparente : La densité apparente est l'un des facteurs qui contribuent au dimensionnement des dépoussiéreurs. Plus le matériau est léger, moins il est susceptible de tomber dans la trémie. Les ingénieurs concepteurs doivent sélectionner la vitesse interstitielle appropriée afin que les cendres tombent correctement dans la trémie, ou modifier la façon dont la poussière pénètre dans le dépoussiéreur.
Gaz condensés : Certains processus de biomasse peuvent produire un acide dans le flux gazeux. Sous forme de vapeur, le gaz passe à travers les sacs. Cependant, s'il se condense et forme un liquide, les matériaux peuvent provoquer la corrosion ou endommager les sacs. La température doit être maintenue au-dessus du point de rosée afin de conserver l'acide sous forme gazeuse et de contrôler ce phénomène. De plus, les gaz condensables ont un impact sur le matériau choisi pour les sacs et les cages. Pour les environnements à forte acidité, le choix du matériau se portera plutôt sur l'acier inoxydable, la fibre de verre ou l'Hastelloy, en particulier si un épurateur humide est utilisé, car le gaz refroidira en dessous du point de rosée et formera de l'acide liquide.
Contrôle de la température et des odeurs: Les combinaisons de laveurs humides Venturi sont généralement utilisées dans les processus à haute température pour refroidir le flux gazeux (par trempe). Un laveur Venturi refroidit le gaz pour le ramener à sa température de saturation. Il capture également les particules ou les gaz corrosifs. Par exemple, il peut éliminer l'ammoniac d'un flux gazeux, une fonction que le filtre à manches ne peut pas remplir.
Les épurateurs humides ont également pour fonction de contrôler les odeurs. Des produits chimiques caustiques ou de l'hypochlorite de sodium peuvent être ajoutés à l'épurateur afin d'éliminer en grande partie, voire totalement, les odeurs, selon leur source. Le fumier de poulet est un exemple de biomasse transformée en produit commercialisable, mais qui dégage une forte odeur.
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Auteur : Al Moretti, directeur commercial du segment Dry
Al travaille chez Sly depuis plus de deux ans et dans le secteur du dépoussiérage depuis plus de 25 ans.