Principe de fonctionnement du filtre à manches

Principe de fonctionnement du filtre à manches

Paramètres conditionnant les performances du décolmatage pneumatique 

Pression du réservoir d’air comprimé Pr

 Les conditions optimales pour une combinaison ‘diamètre de buse – pression du réservoir’ peuvent être établies en fonction de la force critique de décolmatage du gâteau de filtration. Les deux paramètres diamètre de buse et pression initiale du réservoir d’air comprimé sont intrinsèquement liés.une diminution de 10% de la pression du réservoir d’alimentation de l’air comprimé (de 6,4 à 6,4bar) fait évoluer la perte de charge moyenne des filtres d’environ 500 Pa à environ 2000 Pa en seulement trois heures : le décolmatage n’arrive plus à gérer la montée de la perte de charge résiduelle du medium.

Diamètre et localisation de la buse d’injection

Lorsque le système d’injection n’est pas intrusif et qu’il est placé au-dessus de l’ouverture de la manche, la surpression est d’autant plus grande que la buse est éloignée de l’entrée de la manche. L’action de l’air comprimé semble alors plus efficace : le gonflement de la manche est plus brutal et la surface de filtration sollicitée par l’action de l’air comprimé de décolmatage est plus importante. On note h la distance optimale de placement d’une buse d’injection par rapport à l’ouverture de l’élément filtrant (Réf 4) : h = (D−db) 2∙tg( α 2 ) (10) Avec : D : Le diamètre de la manche ?? : Le diamètre de la buse (il est standard ?? =10mm) α : angle du jet d’air comprimé, ? = 20° si ? ?? < 100
Alors
h < 100 × 0.01 h < 1m
Donc en peut prendre ? = 20°

Ecoulement de l’air dans les canalisations

 La pression en un point d’un fluide en écoulement est la somme des deux termes : – Une pression toujours positive et exercé dans le sens de l’écoulement appelée pression dynamique qui est égale à : Pd =1 2∙ ρ ∙ V2 (11)
Avec : Pd :pression dynamique (Pa), ρ : masse volumique du fluide (kg.m-3), V :vitesse local du fluide (m.s-1),
– Une pression exercée par ce fluide, que celui-ci soit en mouvement ou non, perpendiculairement aux parois de la canalisation, pression que l’on appelle pression statique Ps et qui peut être négative ou positive.
La pression total Pt est donc la somme algébrique des pressions statique et dynamique : ?? = ? ? + ?? (19) Les différents termes peuvent être mesurés séparément à l’aide d’un tube de pilot double :
En général, compte tenu des valeurs des pressions ou dépressions mises en jeu dans les systèmes de ventilation, on admet que l’air se comporte tout au long des canalisations comme un fluide incompressible. Sa masse volumique dépend de la pression barométrique de la température et de l’humidité de l’air. On pourra retenir que sous la pression atmosphérique normale à 20 ⸰C, la masse volumique de l’air est voisine de 1,20 kg.m-3. Le tableau suivant donne quelques valeurs de correspondance entre pression dynamique et vitesse de l’air (Réf.1) : Vitesse d’air (m.s-1) Pression dynamique (Pa) .
Les vitesses de l’air dans les canalisations doivent être choisies pour chaque installation en fonction de la nature et propriétés des polluants. La vitesse de transport est un facteur essentiel pour les réseaux d’évacuation de l’air contenant des poussières : elle doit être supérieure à une valeur minimale de façon à éviter une sédimentation des poussières et un bouchage des canalisations. Elle est d’autant plus grande que les particules sont de masse volumique et de dimensions élevées. Le tableau suivant donne des vitesses de transport minimales pour différents cas d’air pollué :
Exemples de polluant Vitesse minimale (m.s-1) Fumées d’oxydes de zinc et aluminium 7 à 10 Peluches très fines de coton 10 à 13 Poussières fines de caoutchouc, de moulage de bakélite ; Peluches de jute ; poussières de coton, de savon 13 à 18 Abrasif de ponçage à sec ; poussières de meulage ; poussières de jute, de granit ; coupage de briques, poussières d’argile, de calcaire 18 à 20 Poussières de tonneaux de désablage ou de décochage, de sablage, d’alésage de fonte 20 à
Poussières de ciment humide, de découpe de tuyaux en fibres-ciment, chaux vive
Supérieur à 23 ou transport pneumatique humide

Les pertes de charge dans les canalisations

L’air s’écoulant dans une canalisation subit une chute de pression totale noté ΔP (Pa) appelée perte de charge. Celle-ci représente l’énergie dégagée sous forme de chaleur dans l’unité de volume sous l’effet des frottements dus à la viscosité de l’air ; elle est directement liée à la vitesse de l’écoulement et donc à la pression dynamique .on distingue deux types de pertes de charge.
4.1 Pertes de charge par frottement : Les pertes de charge dues à des frottements le long des parois de conduits rectilignes à section constante sont proportionnelles à la longueur du conduit. Elles peuvent se mettre sous la forme (Réf.4) : ΔP = λ ∙ ? ? ∙ ?? (12)
ΔP = λ ∙ ? ?∙ ? ∙?2 2
Avec : L et D : longueur et diamètre du conduit (m). Le coefficient sans dimension λ dépend en particulier de la rugosité des parois. Pour les calculs, on se sert généralement d’abaques qui donnent la perte de charge sur unité de longueur, ?? ? connaissant le diamètre D et le débit Q ou la vitesse moyenne de l’air. Les pertes de charge par frottement sont proportionnelles au carré de la vitesse d’écoulement. Le tableau suivant donne des valeurs pour un débit de 1 m3.s-1 : (Réf.5)
Diamètre de tuyauterie (mm) Vitesse (m.s-1) Perte de charge (Pa.m-1)
De la même manière, le frottement est très dépendant des matériaux constitutifs du conduit de son aspect de surface (tableau 6) (Réf.5).
Matériau constitutifs de la gaine (diamètre 400 mm, débit de 1 m3.s-1 ) Perte de charge (Pa.m-1) Matière plastique 1.46 Acier galvanisé 1.60 Béton ordinaire 2.33 Béton grossier, briques 3.28 Gaine souple annelée 10.15 Tableau 6 : valeurs des pertes de charge en fonction des matériaux constitutifs
4.2 Pertes de charge singulières : Ces pertes de charge sont dues à l’entrée de l’air dans les canalisations, au rejet de l’air hors des canalisations et aux singularités de parcours (coudes, raccordement, élargissement, contractions grilles, batteries et filtres en tenant compte de leur seuil d’encrassement admissible en service, échangeurs et récupérateurs thermiques, silencieux, etc.) (Réf.5).
∆? = ? ∙ ? ∙ ?2 2
Avec : ? ∶ La vitesse de moyenne de l’écoulement (? ? ⁄ ) . ? ∶ La masse volumique du fluide (?? ?3 ⁄ ) . ? ∶ Ce facteur est en fonction de la nature de l’élément constituant la perte de charge. C’est en général le constructeur qui en donne la valeur mais des diagrammes normalisés dans des ouvrages spécialisés permettent de la déterminer.
Conclusion :
Nous venons de voir les diverses techniques de dépoussiérage actuellement rencontrées dans le domaine de l’industrie. Les systèmes en question font jusqu’à présent l’objet d’étude dans le but d’améliorer les performances de dépoussiérage et de filtration. Des dispositifs toujours plus efficaces sont mis sur pied grâce à des méthodes telles que la ponction, la combinaison de sous-systèmes, afin de diminuer les émissions poussiéreuses

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Présentation générale de l’entreprise & Processus de fabrication du ciment I. Présentation générale du groupe LafargeHolcim
1. Groupe international
2. LafargeHolcim Maroc
3. Organigramme de la société LafargeHolcim
II. Présentation des différents services
III. Processus de fabrication du ciment
1. définition du ciment
2. Matière première du ciment
3. La chaine de fabrication du ciment
IV. La pyramisde SST
Conclusion
Chapitre II : dépoussiéreurs à media filtrants
Introduction
1. Présentation et fonctionnement des dépoussiéreurs à média filtrant
1. Les composants d’un filtre
1.1 Alimentation
1.2 Ensemble
1.3 Le compartiment air filtré
2. Principe de fonctionnement du filtre à manches
II. Perte de charges
III. Efficacité de filtration
IV. Décolmatage
1. Décolmatage à l’air comprimé
2. Décolmatage à ventilateur basse pression
V. Conséquences du décolmatage pneumatique
VI. Détérioration des manches résultant d’un usage prolongé
VII. Paramètres conditionnant les performances du décolmatage pneumatique
1. Pression du réservoir d’air comprimé Pr
2. Diamètre et localisation de la buse d’injection
3. Ecoulement de l’air dans les canalisations
4. Les pertes de charge dans les canalisations
4.1 Pertes de charge par frottement
4.2 Pertes de charge singulières
Conclusion
Chapitre III : Dimensionnement du filtre de dépoussiérage
I. Introduction
II. Calcul des puissances utile et mécanique fournies au ventilateur
1. Calcul de la puissance utile
2. Calcul de la puissance mécanique
III. calcul des dimensions du système de captage
1. Dimensionnement du système de captage
2. Dimensionnement des conduites
IV. Dimensionnement de la surface du filtre du dépoussiérage
1. Calcul du nombre de manches
2. Calcul de la surface filtrante
3. Calcul des dimensions du filtre
V. Calcul des pertes de charge
VI. Conception du système sous le logiciel CATIAV
Conclusion
Annexe
Bibliographie

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