Filtres à air industriels : à quel point le nettoyage peut-il être propre ?

Richard Farnish, CEng MIMechE, directeur technique, The Wolfson Centre for Bulk Solids Handling Technology, Université de Greenwich | 03 mars 2023

Les filtres à air qui sont incorporés dans des applications à usage unique (véhicules ou HEPA par exemple) ont une exigence opérationnelle assez simple: capturer les particules et empêcher la percée à une certaine valeur de coupure de particules spécifiée. En revanche, les filtres dans la majorité des usines de traitement industriel doivent non seulement capturer les particules jusqu’à une taille de coupure donnée, mais aussi faire partie d’un processus intégré qui nécessite l’élimination des matériaux capturés et le retour du filtre à un état acceptable de « propreté » (c’est-à-dire à faible perte de charge). Ce cycle de captage et d’élimination devrait, bien sûr, se poursuivre avec une détérioration minimale de l’efficacité de capture ou de la durée du cycle de vie du filtre.

Les systèmes de nettoyage à jet inversé sont largement appliqués dans les équipements de filtration de nombreux fournisseurs et peuvent fournir un moyen efficace de déloger les particules des médias filtrants. Cependant, la qualité de l’équipement offert et la méthodologie de contrôle utilisée peuvent varier considérablement – et dans la plupart des cas, cela est directement proportionnel au budget alloué à la tâche. La conséquence en est que l’efficacité de nettoyage et la consommation d’énergie (sous forme de consommation d’air comprimé) pour de tels systèmes varient également de manière significative.

La base de nombreuses conceptions d’installation est axée sur une vitesse nominale minimale de face qui, en conjonction avec une connaissance du volume d’air manipulé, sert à dicter le filtre total sont nécessaires. À cet égard, la surface requise est souvent fournie par l’utilisation de cartouches plissées, dont la compacité permet un dimensionnement minimal du boîtier du filtre. Généralement, les systèmes d’impulsions à jet inverse se trouvent dans de nombreuses usines pour fournir le mécanisme de déplacement des particules par lequel une condition « propre » peut être obtenue pour le filtre. Encore une fois, la mise en page et la conception détaillée peuvent être trouvées pour varier considérablement dans la qualité technique. Le choix de la pression d’impulsion est aussi, généralement, basé sur des « règles empiriques » qui peuvent être facilement annulées au niveau opérationnel si l’efficacité du nettoyage est jugée inadéquate.

Cependant, comme c’est le cas pour de nombreux aspects de la manutention des matériaux en vrac, l’hypothèse erronée selon laquelle si une certaine pression atmosphérique est bonne, alors plus doit être une amélioration se produit régulièrement. La capacité de nettoyage d’une cartouche filtrante plissée (essentiellement une structure rigide) n’est pas la même que pour un filtre à chaussettes (structure flexible). Dans ce dernier cas, l’expansion et la décélération rapide en réponse à l’impulsion agissant contre l’intérieur du malade sont les mécanismes de détachement des particules. Cela n’est clairement pas possible avec un filtre plissé structurellement rigide et, à cet égard, l’impulsion de gaz peut être considérée comme un moyen par lequel l’air/énergie peut être introduit dans la face interne de la structure plissée. La conséquence de ceci est que le déplacement des particules pourrait être considéré comme une purge de gaz de courte durée / à haute énergie (c’est-à-dire traîner ou souffler des particules avec le labyrinthe de vides internes et de voies du filtre). À cet égard, il est logique qu’un flux d’air fini puisse être obtenu à travers le média filtrant (un concept qui a été trouvé dans une étude de recherche récente). À cet égard, on peut s’attendre à ce qu’il existe une condition de pression instantanée optimale à l’intérieur du filtre, de sorte que, pour une construction de filtre donnée, des augmentations de pression au-delà d’une plage de pression critique n’apporteront que peu ou pas d’avantages de nettoyage en échange de l’augmentation de l’énergie consommée dans le processus.

En conclusion, la science et la technologie des systèmes de filtration des particules sont encore un aspect en développement de l’application des meilleures pratiques dans la manutention des solides en vrac avec l’industrie. Bien que de nombreux systèmes fonctionnent comme prévu et ne causent pas de problèmes excessifs, il existe également un grand nombre de systèmes qui fonctionnent mal et nécessitent une intervention régulière. On peut soutenir que la perception erronée selon laquelle les unités de filtration ne génèrent pas directement l’efficacité ou les marges bénéficiaires est en grande partie à l’origine des exercices d'«ingénierie de la valeur » qui aboutissent à l’installation de systèmes marginaux.

Richard Farnish, CEng MIMechE, est directeur technique du Wolfson Centre for Bulk Solids Handling Technology, Université de Greenwich (Chatham, Royaume-Uni).

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