Dépoussiérage : la fonction essentielle d'un filtre à manches
Lorsqu'un processus industriel génère de la poussière, celle-ci peut se retrouver dans l'air. Un filtre à manches est la solution idéale pour contrôler les poussières en suspension dans l'air, également appelées particules, afin de créer un environnement de fabrication plus sain et plus productif, avec moins de temps d'arrêt. La poussière est capturée soit pour être éliminée s'il s'agit de déchets, soit pour récupérer les poussières fugitives de valeur, telles que la poussière de carbonate de lithium, un minéral utilisé dans la production de batteries lithium-ion. Il est essentiel pour le résultat net du fabricant de conserver autant que possible cette poussière dans le processus de fabrication.
La taille des filtres à manches varie en fonction des besoins du processus. Un filtre à manches peut être aussi petit qu'un réfrigérateur pour filtrer 500 CFM d'air (le volume du flux d'air mesuré en pieds cubes par minute). Les débits volumétriques typiques des applications de Sly varient de 250 CFM à 100 000 CFM. L'image ci-dessous est un exemple d'installation d'un filtre à manches Sly, LLC de plus grande taille.
Le principe de fonctionnement d'un filtre à manches est la filtration par air induit ou forcé. L'air est filtré lorsqu'il passe à travers un sac, le média filtrant. Les particules de poussière sont trop grosses pour passer à travers le filtre, tout comme les grains de café sont trop gros pour passer à travers un filtre à café, à moins que celui-ci ne soit déchiré. Dans un filtre à manches, la poussière est capturée à l'extérieur du sac filtrant, ou côté amont, et reste bloquée tandis que l'air continue à s'écouler vers l'aval.
Un filtre à manches élimine les particules avec une efficacité de collecte supérieure à 99,9 %. Souvent, l'air continue à monter dans une cheminée et est rejeté dans l'atmosphère, et les particules restantes sont évacuées sous forme d'émissions. Parfois, un processus nécessite de recycler l'air évacué à l'intérieur, par exemple pour réduire les pertes de chaleur dans les climats froids.
La poussière s'accroche à la poussière
À l'instar d'un aspirateur industriel, un filtre à manches est conçu pour capturer la poussière et l'éliminer du flux d'air. Mais toute la poussière ne doit pas nécessairement être éliminée du filtre à manches. Dans certaines limites, une couche de poussière sur le média filtrant est souhaitable, car elle contribue à améliorer la filtration. Tout comme une pompe doit être amorcée pour créer une pression de fonctionnement suffisante, un filtre à manches a souvent besoin de poussière pour assurer une filtration suffisante. La poussière est la raison d'être de la filtration, mais elle en est également un élément essentiel. Voyons pourquoi.
Un aperçu du débit d'air
L'air entrant chargé de poussière est aspiré à travers le filtre à manches par un ventilateur. L'air sale est soit poussé dans le filtre à manches par un ventilateur à tirage forcé à l'entrée (pression positive), soit aspiré hors du filtre à manches par un ventilateur à tirage induit à la sortie (pression négative).
À l'intérieur du filtre à manches, une série de manches soutenues par des cages métalliques sont suspendues au sommet d'une plaque tubulaire. Les manches filtrantes, qui ressemblent à des chaussettes tubulaires de 2,5 à 3,5 mètres de long, sont enfilées sur les cages. Les matériaux des manches filtrantes sont adaptés aux conditions d'utilisation spécifiques.
L'air non filtré pénètre dans le filtre à manches dans la cavité ouverte qui entoure les nombreux sacs. Il passe ensuite à travers les sacs qui servent de média filtrant, laissant derrière lui une couche de particules à l'extérieur, ou à la surface, des sacs. L'air purifié continue ensuite vers l'aval, soit vers la cheminée, soit vers le circuit de recirculation du processus.
Nettoyage par jet pulsé
Le cycle de nettoyage peut être activé selon une séquence programmée ou lorsqu'une pression différentielle prédéfinie est atteinte, indiquant que la poussière doit être éliminée du collecteur. Ce mode « pulse-on-demand » (impulsion à la demande) déclenche le système à jet pulsé pour éliminer l'excès de poussière des sacs lorsque le point haut est atteint et s'arrête lorsque le point bas est atteint.
De nombreux systèmes de nettoyage à jet pulsé utilisent une vanne à membrane à angle droit. L'air entre dans une direction et sort à un angle de 90 degrés. Une membrane interne contrôle la quantité d'air qui passe à travers la vanne. La vanne à membrane comporte une chambre supérieure et une chambre inférieure séparées par une membrane flexible. La chambre inférieure est reliée au tuyau à impulsions ; la chambre supérieure est reliée à une électrovanne. Le noyau de l'électrovanne ferme hermétiquement un orifice d'échappement. Lorsque le courant provenant de la minuterie passe à travers la bobine de l'électrovanne, il crée un champ magnétique à l'intérieur de celle-ci qui tire vers le haut le noyau métallique interne et ouvre l'électrovanne, de sorte que l'air provenant de la chambre supérieure de la vanne à membrane peut s'échapper dans l'atmosphère. Le déséquilibre de pression qui en résulte à l'intérieur de la vanne à membrane fait fléchir la membrane, permettant à l'air provenant du collecteur d'air comprimé de passer par le tuyau d'impulsion dans le dépoussiéreur pour commencer le nettoyage.
Surface dust is dislodged by the pulses of compressed air and drops into the hoppers below. To minimize the amount of dust that gets re-entrained, the rows of bags are not pulsed in sequence. Throughout the procedure, the baghouse remains online. Filtration continues during pulse jet cleaning.
Dépoussiérage : Trémies
Une fois que la poussière capturée tombe dans les trémies, elle est continuellement éliminée afin d'éviter toute accumulation susceptible d'entraîner la formation de ponts ou la solidification de la poussière. En général, une vanne rotative ou un convoyeur à vis évacue la poussière de la trémie. Un joint d'étanchéité empêche la poussière présente dans la trémie de retourner dans le flux d'air.