Anatomie d'un dépoussiéreur

Sep 10, 2023

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

Lorsque l'on considère l'équipement de dépoussiérage et de filtration, il existe des différences dans l'équipement et ses filtres et accessoires qui sont essentiels 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 gros 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 incluent 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 débit d'air requise et même la vitesse de transport des particules à l'intérieur du conduit, tous doivent être pris en compte pour chaque système. Des dispositifs supplémentaires tels que des équipements de surveillance des particules, des évents d'explosion, 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 d'empreinte, et l'emplacement physique d'un dépoussiéreur doit être planifié au stade de la conception. Un vaste système de conduits dans une installation peut être idéal pour certains, mais pour d'autres qui changent peut-être souvent de cellule de travail, cela peut être un obstacle à la fois en termes de coût et de commodité.

Les équipements de dépoussiérage peuvent être divisés 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 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 par l'eau. Apparemment, l'utilisation de ce type d'équipement force la poussière à pénétrer dans une zone arrosée devant faire un chemin "traître", l'eau est utilisée pour séparer la poussière du courant d'air et la forcer à se déposer ou à tomber, vers le zone de collecte de l'unité.

La technologie des médias coalescents en profondeur saturés de pêche utilise sa structure ouverte et rigide et ses trois modèles d'écoulement pour diriger les liquides profondément à l'intérieur des éléments. Les liquides saturent l'élément et fusionnent puis s'écoulent par gravité, éliminant pratiquement les contaminants plutôt que de embuer la matrice.

3. Filtration par force centrifuge. Encore une fois, une méthode très simple, mais efficace (jusqu'à un certain degré d'efficacité) consistant à 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 renvoyé dans l'atmosphère.

Utilisé seul ou en conjonction avec un autre dépoussiéreur, la force centrifuge créée par le cyclone sépare les contaminants grossiers des particules fines non visibles et évacue l'air propre.

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 collection. L'air nettoyé continue ensuite à se frayer un chemin à travers le collecteur vers le lieu de travail ou l'atmosphère, selon la situation.

Contrairement aux filtres centrifuges, à sac ou à boîte qui n'éliminent que les plus grosses particules, l'ESP charge électriquement les contaminants grands et microscopiques, puis les élimine du flux d'air collecté sur des plaques de collecte mises à la terre. L'air évacué 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 garder la discussion sur 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 de déplacement d'air mécanique (AMD), tel qu'un ventilateur d'extraction à entraînement électrique, pour stimuler l'air ambiant avec des particules en suspension à aspirer dans le collecteur ou son dispositif de capture afin que les forces de l'appareil peut agir sur le flux d'air chargé de poussière pour séparer la poussière de l'air en utilisant les méthodes décrites précédemment.

Séparer la poussière de l'air en utilisant une variété de 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 qui sont utilisés pour aider à diriger l'air pour la capture la plus efficace des particules.

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

Chaque dispositif possède également ce que l'on appelle communément le "côté sale" du dispositif de collecte où le courant 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 propre. Il existe des cas, selon le type de particules, où un étage de préfiltration ou de séparation peut être placé avant l'étage de filtration principal, tel qu'un module de préfiltre, un module d'entrée d'abrasif, un module de distribution d'air ou une extension "d'air sale". plénum", qui sont utilisés pour éliminer les particules grosses et lourdes qui sont transportées dans le flux d'air pour augmenter l'efficacité de la séparation et réduire le chargement prématuré de l'étage de filtre principal.

Une étape de pré-filtration ou de séparation placée avant l'étape de filtration principale ci-dessus trouvée sur le Parker DustHog SFC est un module d'entrée d'abrasif qui est utilisé pour éliminer les grosses particules lourdes qui sont transportées dans le flux d'air pour augmenter l'efficacité de la séparation et réduire le chargement prématuré du étage de filtre principal.

Une fois que la méthode (média, 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 sont recirculées pour une élimination et/ou une maintenance faciles. .

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 type de filtration secondaire (pour un traitement ultérieur) pour augmenter l'efficacité d'élimination des particules ou peut-être un carbone ou un autre type de post-filtre pour le contrôle des odeurs ou similaire besoin.

Une fois que l'air a traversé ses différentes méthodes de filtration, il est maintenant prêt à être renvoyé sur le lieu de travail (si cela est souhaitable et approprié) ou à être rejeté 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 post-filtration 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 rejeté 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 des filtres à manches avec des sacs filtrants généralement longs et de diamètre étroit ou des filtres plissés, des collecteurs à cartouche avec des filtres de plus grand diamètre capables de contenir une grande quantité de médias filtrants, des collecteurs à secoueurs dotés de sacs filtrants à poches et des collecteurs de média. qui contiennent un certain type et une certaine configuration de filtres dans un panneau, une boîte, une cartouche, un sac ou une autre configuration. Chacun de ces systèmes utilise le chemin de résistance inhérent à travers le média pour empêcher les particules de passer à travers tout en permettant à l'air propre de passer. Les unités avec une collecte de poussière accrue entraînent une résistance plus élevée à travers les filtres et sont souvent équipées de mécanismes de nettoyage de filtre 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 entrant chargé de poussière est forcé d'être entraîné dans l'eau, puis séparé généralement en provoquant le l'eau chargée de poussière de prendre un chemin différent du courant d'air. L'air est débarrassé de la poussière et autorisé à traverser le système pour retourner sur le lieu de travail ou dans l'environnement. La poussière se dépose ensuite au fond du collecteur sous forme de boues qui doivent être vidées ou évacuées vers un décanteur pour une élimination future. La nature de ces collecteurs les rend particulièrement adaptés aux poussières métalliques potentiellement explosives et aux polluants similaires. Ces unités ont une chute de pression intrinsèquement élevée, bien que constante, mais nécessitent un entretien fréquent avec remplacement de l'eau et élimination et élimination des contaminants humides. De plus, il faut faire preuve de prudence et de prudence lors de l'application de ces collecteurs à 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 courant d'air est le cyclone. Il existe plusieurs dispositions et configurations de ces unités. Ces collecteurs sont très efficaces pour séparer les grosses particules sans l'utilisation de filtres ou d'eau, mais ne sont pas aussi efficaces que leurs homologues multimédias. Pour cette raison, dans l'environnement actuel, il est courant d'ajouter une séparation supplémentaire, telle que des médias et généralement après le cyclone, pour s'assurer que l'air retournant 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 courant 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 (et non au flux d'air), ce qui les ionise, ce qui donne au collecteur ESP l'avantage d'une consommation d'énergie réduite. Ces particules chargées sont ensuite collectées sur des plaques placées en aval auxquelles est appliquée une charge opposée. 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'accumulations d'huile inflammable. Les ESP ne sont pas efficaces sur les grandes particules ou les fortes concentrations 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 le 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 au carbone ou au permanganate 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'accumulations d'huile inflammable.

L'utilisation de chacun de ces types d'équipement varie autant que chaque application, entreprise, exigence et toute norme ou réglementation locale, nationale et fédérale requise dans chaque application spécifique. Un professionnel de la sécurité, un hygiéniste industriel certifié ou un spécialiste qualifié du contrôle de la pollution industrielle peut aider à naviguer, non seulement le type spécifique d'équipement de dépoussiérage qui convient le mieux à un besoin particulier, mais également spécifier les considérations supplémentaires pour assurer le meilleur, le plus sûr et le plus arrangement efficace pour ses objectifs d'exploitation de l'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 e-mail à [email protected] ou visitez parker.com/airquality.

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