Anatomie d'un dépoussiéreur

Phil Rankey, ingénieur d’applications senior, et Tim Rosiek, chef de produit senior, Parker Hannifin, division Industrial Gas Filtration and Generation. | Fév 16, 2023

Lorsqu’on considère l’équipement de dépoussiérage et de filtration, il existe des différences dans l’équipement et ses filtres et accessoires qui sont essentielles pour effectuer l’extraction et la filtration attendues des particules qui peuvent être en suspension dans l’environnement de travail industriel ambiant intérieur. Bien que la fonction essentielle de l’équipement de dépoussiérage soit la même – pensez à un grand aspirateur pour capturer la poussière indésirable – la méthode de cette fonction et son efficacité peuvent être très différentes et dépendent de nombreux facteurs.

Certains de ces facteurs comprennent des considérations de sécurité pour les travailleurs, l’environnement, l’équipement et l’installation. Des éléments tels que le niveau d’efficacité du filtre, la construction du média filtrant, le type de contaminant, la méthode de collecte (à la source ou généralement dans la pièce (ambiante) ou la zone), la quantité de flux d’air nécessaire et même la vitesse de transport des particules à l’intérieur du conduit doivent tous être pris en compte pour chaque système. Des dispositifs supplémentaires tels que des équipements de surveillance des particules, des systèmes de ventilation des explosions, des systèmes de détection d’étincelles, des dispositifs de suppression et une filtration secondaire peuvent également être nécessaires pour un système d’exploitation réussi qui répond aux exigences d’une application particulière.

D’autres facteurs peuvent être liés à la commodité, tels que la puissance d’entrée disponible, l’air comprimé, l’emplacement géographique, la quantité d’espace ou les exigences en matière d’encombrement, et l’emplacement physique d’un dépoussiéreur doit être planifié au stade de la conception. Un système de conduits étendu dans une installation peut être idéal pour certains, mais pour d’autres qui changent peut-être souvent de cellules de travail, cela pourrait être un obstacle à la fois en termes de coût et de commodité.

L’équipement de dépoussiérage peut être divisé en quatre catégories principales:

1. Filtration par impact. Il s’agit de l’utilisation d’un certain type de média filtrant pour empêcher physiquement les particules de passer à travers le média filtrant et c’est la solution la plus couramment utilisée pour la capture et la filtration des particules.

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2. Filtration à l’eau. Comme il semble, l’utilisation de ce type d’équipement force la poussière à entrer dans une zone arrosée devant faire un chemin « traître », l’eau est utilisée pour séparer la poussière du flux d’air et la forcer à se déposer ou à tomber, vers la zone de collecte de l’appareil.

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3. Filtration par force centrifuge. Encore une fois, une méthode très simple, mais efficace (avec un certain degré d’efficacité) d’utiliser la force centrifuge (un dépoussiéreur en forme de cyclone principalement) et la vitesse du flux d’air entrant pour séparer les particules du flux d’air, laissant essentiellement de l’air nettoyé à rejeter dans l’atmosphère.

Utilisée seule ou en conjonction avec un autre dépoussiéreur, la force centrifuge créée par le cyclone sépare les contaminants grossiers des particules fines et non visibles et évacue l’air pur.

4. Filtration par charge électrostatique. Les collecteurs de ce type utilisent une charge électrique pour électrifier le flux d’air (pensez à faire passer un ballon sur vos cheveux, puis à coller le ballon au mur), puis à faire passer l’air à travers des plaques chargées de manière opposée pour forcer les particules à « coller » à ces plaques de collecte. L’air purifié continue ensuite de se frayer un chemin à travers le collecteur vers le lieu de travail ou l’atmosphère selon la situation.

Contrairement aux filtres centrifuges, à manches ou à boîte qui n’éliminent que les plus grosses particules, l’ESP charge électriquement les contaminants volumineux et microscopiques, puis les retire du flux d’air collecté sur les plaques de collecte mises à la terre. L’air rejeté qui en résulte ne laisse pratiquement aucun brouillard d’huile, fumée ou particule dangereuse intact, ne libérant que de l’air propre du système.

Il existe d’autres méthodes de collecte et de destruction utilisées pour les gaz et les particules extrêmement fines qui incluraient les oxydants thermiques ou les incinérateurs, mais pour limiter la discussion à l’anatomie des dépoussiéreurs, nous nous contenterons de ces quatre catégories.

Ce que ces systèmes ont en commun, c’est qu’ils utilisent tous un dispositif mécanique de déplacement d’air (DMA), tel qu’un ventilateur d’extraction électrique, pour stimuler l’air environnant avec des particules en suspension à aspirer dans le collecteur ou son dispositif de capture afin que les forces de l’appareil puissent agir sur le flux d’air chargé de poussière pour séparer la poussière de l’air en utilisant les méthodes décrites précédemment.

Séparation de la poussière de l’air à l’aide de diverses méthodes

Chacun de ces appareils a une zone d’entrée où l’air contaminé est aspiré dans l’appareil. Les zones d’entrée peuvent faire partie du collecteur lui-même ou peut-être d’un type de hotte de collecte ou de bras d’extraction utilisés pour aider à diriger l’air pour la capture la plus efficace des particules.

Les bras de dépoussiérage peuvent être connectés à des équipements pour un contrôle et une capture entièrement automatisés des polluants atmosphériques.

Chaque appareil a également ce que l’on appelle communément le « côté sale » du dispositif de collecte où le flux d’air contaminé est entré dans l’unité. C’est dans cette zone que l’une des méthodes de nettoyage mentionnées agit sur le flux d’air pour séparer la poussière de l’air pur. Dans certains cas, selon le type de particules, une étape de préfiltration ou de séparation peut être placée avant l’étape de filtration principale, telle qu’un module de préfiltration, un module d’entrée abrasif, un module de distribution d’air ou un plénum d’air sale étendu, qui sont utilisés pour éliminer les particules grosses et lourdes transportées dans le flux d’air afin d’augmenter l’efficacité de la séparation et de réduire la charge prématurée de l’étage principal du filtre.

Une étape de préfiltration ou de séparation placée avant l’étape de filtration principale ci-dessus sur le Parker DustHog SFC est un module d’entrée abrasif utilisé pour éliminer les particules grosses et lourdes transportées dans le flux d’air afin d’augmenter l’efficacité de séparation et de réduire la charge prématurée de l’étage principal du filtre.

Une fois que la méthode (fluide, eau, centrifuge ou électrostatique) a séparé le contaminant du flux d’air, les particules séparées se déplacent vers une zone de collecte telle que des fûts, une poubelle, une trémie ou recirculent pour faciliter l’élimination et / ou l’entretien.

Les zones de collecte indiquées ci-dessus sont appelées fûts.

L’air nettoyé se déplace ensuite dans le « côté propre » du collecteur où il peut passer par un certain type de filtration secondaire (pour un traitement ultérieur) pour augmenter l’efficacité de l’élimination des particules ou peut-être un charbon ou un autre type de post-filtre pour le contrôle des odeurs ou un besoin similaire.

Une fois que l’air a traversé ses différentes méthodes de filtration, il est maintenant prêt à être retourné sur le lieu de travail (si souhaitable et approprié) ou à être libéré dans l’atmosphère extérieure sous forme d’air pur. Une post-filtration supplémentaire peut être ajoutée au système de filtration primaire pour s’assurer que le contaminant est capturé s’il contourne le filtre primaire. La postfiltration est également ajoutée en tant que niveau secondaire à haute efficacité pour éliminer les particules submicroniques et les contaminants avant que l’air ne soit renvoyé dans un espace intérieur ou libéré dans l’atmosphère. Des jauges mécaniques ou des systèmes de surveillance des particules peuvent être utilisés pour s’assurer que les étapes de filtration primaire et secondaire sont en bon état de fonctionnement et ne libèrent pas de particules indésirables dans un espace de travail ou un environnement extérieur.

Des jauges ou des systèmes de surveillance des particules sont utilisés pour s’assurer que le système de filtration est en bon état de fonctionnement et ne libère pas de particules indésirables dans un espace de travail ou un environnement extérieur.

L’unité de dépoussiérage qui englobe la filtration par impact comprend les foyers à manches avec des sacs filtrants ou des filtres plissés généralement longs et de diamètre étroit, les collecteurs de cartouches avec des filtres de plus grand diamètre capables de contenir une grande quantité de médias filtrants, les collecteurs agitateurs qui ont des sacs filtrants empochés et les collecteurs de médias qui contiennent un certain type et une configuration de filtres dans l’un ou l’autre panneau. boîte, cartouche, sac ou autre configuration. Chacun de ces systèmes utilise le chemin de résistance inhérent à travers le milieu pour empêcher les particules de passer tout en permettant à l’air pur de passer. Les unités avec un captage accru de la poussière entraînent une résistance plus élevée à travers les filtres et sont souvent équipées de mécanismes de nettoyage des filtres tels que des impulsions d’air comprimé ou des secousses mécaniques.

Les unités de collecte qui utilisent de l’eau pour la séparation des poussières peuvent être rondes, rectangulaires ou carrées, mais toutes ont en commun une zone de rétention d’eau où le flux d’air chargé de poussière entrant est forcé de s’entraîner dans l’eau, puis séparé généralement en faisant en sorte que l’eau chargée de poussière prenne un chemin différent du flux d’air. L’air est débarrassé de la poussière et laissé passer à travers le système vers le lieu de travail ou l’environnement. La poussière se dépose ensuite au fond du collecteur sous forme de boues qui doivent être vidées ou éclouées dans un bassin de décantation pour une élimination ultérieure. La nature de ces collecteurs les rend particulièrement adaptés aux poussières métalliques potentiellement explosives et aux polluants similaires. Ces unités ont une perte de charge intrinsèquement élevée, bien que constante, mais nécessitent un entretien fréquent avec le remplacement de l’eau et l’élimination et l’élimination des contaminants humides. De plus, il faut faire preuve de prudence et de prudence lors de l’application de ces dépoussiéreurs sur certains types de poussières telles que la poussière d’aluminium et les fines.

Le collecteur le plus courant pour utiliser la force centrifuge pour nettoyer un flux d’air est le cyclone. Il existe plusieurs arrangements et configurations de ces unités. Ces collecteurs sont très efficaces pour séparer les grosses particules sans utiliser de filtres ou d’eau, mais ne sont pas aussi efficaces que leurs homologues des milieux. Pour cette raison, dans l’environnement actuel, il est courant d’ajouter une séparation supplémentaire, telle que des milieux et généralement après le cyclone, pour s’assurer que l’air qui retourne dans l’environnement ou le lieu de travail est aussi propre que souhaité ou requis.

Le collecteur le plus courant pour utiliser la force centrifuge pour nettoyer un flux d’air est le cyclone.

Les précipitateurs électrostatiques (ESP) n’ont pas de filtres barrières, à l’exception des pré et post-filtres à mailles métalliques. Ils utilisent des fils chargés ou des ioniseurs métalliques dans le flux d’air entrant pour appliquer de l’énergie uniquement aux particules (pas au flux d’air), ce qui les ionise, ce qui donne au collecteur ESP l’avantage d’une consommation d’énergie plus faible. Ces particules chargées sont ensuite collectées sur des plaques placées en aval auxquelles une charge opposée est appliquée. Les électrofiltres sont efficaces sur les particules très fines, y compris le brouillard d’huile et la fumée, et ont été utilisés dans les salles des machines des navires pour purifier l’air et réduire l’accumulation d’huile inflammable. Les électrofiltres ne sont pas efficaces sur les grandes concentrations de particules ou les concentrations lourdes, car les particules ne seront pas chargées de manière appropriée et ne seront donc pas collectées sur les plaques. L’utilisation dans les applications de dépoussiérage est limitée. Les collecteurs ESP nécessitent un nettoyage des plaques de collecte, ce qui implique souvent un cyclone de lavage à l’eau ou le retrait physique des plaques pour un nettoyage hors site. Certains systèmes de filtration ESP ajouteront des filtres finaux de permanganate de carbone ou de potassium pour traiter les odeurs.

Les unités ESP sont efficaces sur les particules très fines, y compris le brouillard d’huile et la fumée, et ont été utilisées dans les salles des machines des navires pour purifier l’air et réduire l’accumulation d’huile inflammable.

L’utilisation de chacun de ces types d’équipement varie autant que chaque application, entreprise, exigence et toutes les normes ou réglementations locales, étatiques et fédérales requises dans chaque application spécifique. Un professionnel de la sécurité, un hygiéniste industriel certifié ou un spécialiste qualifié en contrôle de la pollution industrielle peut vous aider à naviguer non seulement dans le type spécifique d’équipement de dépoussiérage qui convient le mieux à un besoin particulier, mais aussi à spécifier les considérations supplémentaires pour assurer l’arrangement le meilleur, le plus sûr et le plus efficace pour les objectifs d’exploitation de son usine. L’objectif est toujours de concevoir et de fournir des systèmes qui favorisent des lieux de travail sûrs et sains, des solutions qui favorisent une plus grande productivité et des stratégies qui protègent les investissements humains et mécaniques, tout en maintenant un air pur pour le lieu de travail et l’environnement.

Phil Rankey est ingénieur d’applications senior et Tim Rosiek est chef de produit senior, Parker Hannifin, Industrial Gas Filtration and Generation Div. (Lancaster, NY). Pour plus d’informations, appelez le 800-343-4048, envoyez un courriel à [email protected] ou visitez parker.com/airquality.

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