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

Richard Farnish, CEng MIMechE, directeur technique, The Wolfson Center for Bulk Solids Handling Technology, University of 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 pénétration à une certaine valeur de coupure de particules spécifiée. En revanche, les filtres de la majorité des usines de traitement industriel doivent non seulement capturer les particules jusqu'à une taille de coupure donnée, mais également faire partie d'un processus intégré qui nécessite l'élimination du matériau capturé et le retour du filtre à un état acceptable "propre" (c'est-à-dire une faible perte de charge). Ce cycle de capture et d'élimination est, bien entendu, censé 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 pour déloger les particules des médias filtrants. Cependant, la qualité des équipements proposés 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 frontale minimale nominale qui, en conjonction avec une connaissance du volume d'air traité, sert à dicter le nombre total de filtres requis. A cet égard, la surface requise est souvent fournie par l'utilisation de cartouches plissées - dont la compacité permet un dimensionnement minimal du boîtier de filtre. On trouve couramment dans de nombreuses usines des systèmes d'impulsions à jet inversé pour fournir le mécanisme de délogement des particules grâce auquel un état "propre" peut être obtenu pour le filtre. Encore une fois, la mise en page et la conception détaillée varient considérablement en termes de qualité technique. La sélection de la pression d'impulsion est également, généralement, basée sur des "règles empiriques" qui peuvent être facilement contournées au niveau opérationnel si l'efficacité du nettoyage est jugée inadéquate.

Cependant, comme pour de nombreux aspects de la manutention de matériaux en vrac, l'hypothèse erronée selon laquelle si une certaine pression d'air est bonne, alors plus doit être une amélioration se produit régulièrement. La capacité de nettoyage d'une cartouche filtrante plissée (structure rigide essentiellement) n'est pas la même que celle d'un filtre chaussette (structure souple). Dans le cas de ce dernier, l'expansion et la décélération rapide en réponse à l'impulsion agissant contre l'intérieur du malade sont les mécanismes de détachement des particules. Ceci 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/l'énergie peuvent être introduits sur la face interne de la structure plissée. La conséquence en est que le délogement des particules pourrait être considéré comme une purge de gaz de courte durée/à haute énergie (c. À cet égard, il est logique qu'un débit d'air fini puisse être obtenu à travers le média filtrant (un concept qui s'est avéré être le cas dans une étude de recherche récente). À cet égard, une condition de pression instantanée optimale locale à l'intérieur du filtre peut être anticipée de telle 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 d'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 manipulation des solides en vrac avec l'industrie. Alors que de nombreux systèmes fonctionnent comme prévu et ne causent pas de problèmes excessifs, il existe également un grand nombre de systèmes qui sont sous-performants et nécessitent une intervention régulière. On peut affirmer que la perception erronée selon laquelle les unités de filtration n'entraînent pas directement l'efficacité ou les marges bénéficiaires est largement 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 Center for Bulk Solids Handling Technology, Université de Greenwich (Chatham, Royaume-Uni).

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