Filtre régénérable
Les filtres régénérables sont utilisés pour séparer les particules solides des gaz lors du nettoyage de l'air vicié à forte concentration de poussières. L'effet de nettoyage est basé sur la filtration dite de surface. Dans ce cas, le dépôt des particules a lieu principalement à la surface du média filtrant et au cours de la filtration, en plus de la couche de particules en formation (gâteau de poussière). Après avoir atteint une perte de pression prédéterminée ou à des intervalles bien définis, les matériaux filtrants sont nettoyés de sorte que le processus de filtration puisse être poursuivi à de faibles pertes de charge. La poussière séparée peut être récupérée ou éliminée.
Les conceptions des filtres régénérables se distinguent par la disposition géométrique du média filtrant, du débit de gaz et de la méthode de nettoyage.
Une autre subdivision des séparateurs de filtration a lieu en fonction du type et de la configuration du matériau filtrant. En ce qui concerne le type de média filtrant, une distinction est faite entre les filtres à manches, les filtres à poches, les filtres à cartouche, les filtres à lamelles, les filtres à cassette et les filtres à corps rigides / éléments frittés
| Filtre régénérable | ||
|---|---|---|
| Dé-colmatage | Secouer, contre-courant ou choc d‘air | |
| Paramètre typique: | Concentration de poussière résiduelle | 0,001 - 20 mg/m³ (cassette filtrante < 0,001 mg/m³) |
| Granulométrie | < 0,1 - 100 µm | |
| Temperature | -40 - +260 °C | |
| Media filtrant | Feutres aiguilletés synthétiques, fibres synthétique non tissé (filé polaire), membrane PTFE, papier non tissé, plastique fritté, métal fritté, métal tissé | |
| Paramètres particules | Poids de ase (sans filtre fritté) | 150 - 700 g/m³ |
| Charge de la surface filtrante | 30 - 180 m³/m²/h | |
| Delta p à la mise en service | 200 - 500 Pa | |
| Delta p stationnaire | 500 - 1.500 Pa* | |
| Géométrie | À manche, à poche, à cartouche, a plaque, à cassette, à corps rigide / fritté | |
*Pour les éléments filtrants frittés selon la marque, significativement plus élevé
Géométrie des filtres à poche, à manche, à cartouche, à lamelle, à cassette
- Pour un filtre à poches, l'élément filtrant est généralement un tube cylindrique. Les poches filtrantes sont fabriquées en différents diamètres et longueurs. Les filtres à poches sont utilisés pour filtrer l'air d'échappement à des températures basses et moyennes jusqu’à 250 ° C, le tissu tubulaire retient l'écoulement de la poussière. Les poches filtrantes sont périodiquement - généralement par des impulsions d'air comprimé - nettoyé. Ici, l'effet de nettoyage de l'impulsion d'air comprimé est augmenté par le brusque gonflement de la poche filtrante. donc particulièrement appropriés pour les poussières collantes ou fortement adhésives.
- Les filtres à cartouches sont une alternative de plus en plus utilisé pour les filtres à manches. Le média filtrant est plié en forme d'étoile et appliqué à une cage de support cylindrique. Le sens d'écoulement est de l'extérieur vers l'intérieur, le nettoyage se fait par un choc de pression par un balayage à basse pression. Les filtres à cartouches ne sont utilisés que dans les poussières facilement nettoyé, sinon le produit colmate les plis avec la poussière.
- Les filtres à lamelles sont une alternative aux filtres à manches. Deux milieux filtrants plissés sont placés les uns des autres et reliées ensemble à leurs points de contact ou soudés. Le sens d'écoulement est de l'extérieur vers l'intérieur, le nettoyage se fait par choc d’air ou balayage à basse pression. Filtres à lamelles ne sont utilisés que dans les poussières facilement nettoyé, sinon se produit colmate avec la poussière.
- Dans un filtre à cassettes («HEPA»), le gaz chargé de poussière arrive généralement dans la partie inférieure coté gaz brut du boîtier de filtre, ici déjà une pré-séparation a lieu, et le flux d’air traverse le premier étage de filtre. La matière particulaire est entraînée dans les plis de la cassette filtrante est déposée à l'extérieur. Le nettoyage de la cassette filtrante est pneumatique. Un tube de buse tourne sur toute la largeur et la longueur de la cassette filtrante d’avant en arriére. L'air comprimé gonfle la cassette filtrante vers le bas et libère les média filtrant de la poussière. Le gaz purifié à partir du premier étage de filtration peut éventuellement circuler à travers un deuxième étage de filtration non nettoyés (filtre de sécurité/ filtre police).
Fonctionnement des séparateurs de filtration
Le gaz chargé de particules circule à travers les éléments filtrants généralement de l'extérieur vers l'intérieur: par l'écoulement d'air, le filtrat se dépose de l'extérieur sur le média filtrant. Il se crée ainsi une couche de poussière (gâteau de poussière). Il faut donc nettoyer périodiquement le média filtrant. Pour le nettoyage ont fait tomber le gâteau de poussière par de courtes impulsions d'air comprimé ou une agitation mécanique.
La couche de poussière tombe dans une trémie de collecte qui est vidé périodiquement (par exemple, par l'intermédiaire d'une vanne rotative).
Performance des séparateurs de filtration
Le comportement de fonctionnement d'un système de filtration dépend d'un grand nombre de facteurs qui doivent être pris en compte lors de la conception d'un dépoussiereur et ont une influence déterminante sur la fonctionnalité de l'ensemble du système.
Facteurs d'influence primaires:
| Particularité chimique et physique du gaz support | corrosif, sec, point de rosée |
| Particularité chimique et physique de la granulométrie | Densité, forme, abrasivité, agglomération, fibreux, hygroscopiques, collants, corrosif, présence d'aérosol |
| Propriété physique de la poussière déposée | Masse voluminque apparente, pontage, écoulement libre, angle de repos |
| Paramètres du process | Volume d'air, concentration de poussière, pression, température |
| Durée de fonctionnement | Continu, discontinu |
| Exigences dépendantes de l'installation | Dimensions maximales longueur, largeur, hauteur (y compris l'espace libre de changement de filtre) |
| Caractéristiques d'explosion et d'incendie du gaz vecteur et des particules | |
Facteurs d'influence secondaires:
| Conditions de sécurité | Concept de protection contre les explosions, valeur de gaz propre requise, exposition à la poussière du personnel pendant les travaux d'entretien (dégagement de poussière lors du remplacement du filtre et changement de conteneur), élimination du filtrat |
| Caractéristiques spécifiques à la production | Lavabilité (jusqu'à la CIP), adéquation FDA, qualité alimentaire, décontaminable, et autre |
| Aspects économiques | Fonctionnement 24h, changement de filtre en ligne, convivialité du service, coût prise en compte de la vie du filtre |
Les variables d’influence primaires et secondaires représentent les conditions de base pour la conception d’un système de filtration et constituent la base des caractéristiques suivantes du système de filtration procédural (construction):
Type et conception des éléments filtrants:
- Assemblage du filtre et géométrie du filtre: manche, poche, cartouche, corps rigide, lamelle, cassette, etc.
- Média filtrant: Polyester, Polypropylène, PTFE et biens d'autres
Structure de l’installation:
- Charge de la surface filtrante
- Géométrie du système: rectangulaire, rond
- Guidage des gaz bruts: horizontal, vertical ou axial, tangentiel, système de pré-séparation, principe du flux descendant, vitesse de suralimentation
- Principe de décolmatage: Jet-Puls, contrecourant, secouage
- Exécution du rejet de poussières: aide au déchargement, inclinaison de la trémie
- Type de changement de filtre: côté gaz brut, côté gaz propre, horizontal, vertical, faible en poussière, changement confiné, mouillage
Outre les variables d’influence principales - principalement procédurales -, les conditions-cadres relatives à la sécurité et les caractéristiques propres à la production deviennent de plus en plus importantes.
Conception structurelle d’un séparateur de filtration
Les séparateurs de filtration existent sous forme d’unités autonomes:
- Tête de filtre avec des moyens de régénération (aujourd'hui généralement nettoyage à l'air comprimé)
- Fond intermédiaire pour la réception des éléments filtrants
- Les éléments filtrants
- Boîtier
- Chambre de collecte de poussière
- Elimination des poussières dans différentes versions
- Eléments additionnels tels. contrôle de nettoyage, organes de décharge, …
Paramètres de conception typiques des filtres à nettoyage mécanique, nettoyage par air inversé et nettoyage à choc d’air
| Filtre en tissu –nettoyage mécanique | Filtre à cassette – à contrecourant | Filtre à jet d'air Jet-Pulse Abreinigung | |
|---|---|---|---|
| Volume d’air | > 500 m³/h | 300 à 30.000 m³/h | 2 à > 2.000.000 m³/h |
| Surface filtrante | > 5 m² | 10 à 300 m² | 0,1 à > 20.000 m² |
| Charge de la surface filtrante | 0,7 à 1,5 m³/m² min | 0,5 à 1,7 m³/m² min | 0,5 à 3 m³/m² min |
| Charge en poussiére | 0,5 à 500 g/m³ | < 1 g/m³ | 0,5 à 500 g/m³ |
| Nettoyage |
|
|
|
| Média filtrant | Tissu | Molleton de fibre de verre ou molleton avec membrane PTFE | Feutre aiguilleté, non tissé, fritté, plastiques |
(1) Infastaub utilise le nettoyage à contre-courant uniquement pour les filtres à cassette nettoyables du type MKR,sur quoi se reportent les chiffres. Les filtres à air de purge avec des sacs filtrants ou des tubes dits "plats" de différents fabricants peuvent traiter des débits volumiques allant jusqu'à 100.000 m3/h avec des surfaces de filtration correspondantes.
Considération économique des systèmes de filtration
Lors de l'achat d'un système de filtration, divers concepts techniques (voir le chapitre 3.4) sont souvent disponibles pour la sélection, qui est ensuite comparés commercialement. Dans ce cas, une analyse des coûts très simplifiée comprenant les coûts d'investissement et la durée de vie attendue des filtres n'est actuellement plus à jour. Cela devrait être remplacé par une considération économique tout au long de la vie du système. Les facteurs suivants doivent au moins être pris en compte:
- Frais d’investissement
- Frais d’énergie du ventilateur
- Frais d’énergie du nettoyage du média filtrant (air comprimé, azote, électricité …)
- Prix des médias filtrants et des pièces d’usure, couts de réparation sur la durée de vie du système (inclus frais de montage)
- Coûts d’indisponibilité de la production pour les changements de filtres
- Coûts estimés pour le démantèlement et la décontamination
Guide de Sélection
Chacune des conceptions de filtres nettoyables existant sur le marché a sa propre existence en raison de ses propriétés spéciales.
Le tableau suivant vise à mettre en évidence les forces et les faiblesses spécifiques des conceptions afin de trouver la solution optimale pour un projet de filtration
Seules les installations à un étage dont le débit est d'environ 10 000 m³ / h sont prises en compte. Les notes présentées sont relatives aux types de comparaison respectifs, en commençant par le plus approprié (+++). Les paramètres ne présentant que de très faibles écarts pour tous les types d'installations ne sont pas inclus dans cet aperçu.
| Manche | Poche | Cartouche | Lamelle | Fritté plastique | Cassette | E-Filter | Laveur | |
| Situation | ||||||||
| Faible hauteur | - | + | ++ | ++ | + | +++ | - | - |
| Faible encombrement | + | + | ++ | ++ | + | +++ | - | - |
| Poussiére | ||||||||
| Quantité >20 g/m³ | +++ | +++ | ++ | ++ | ++ | - | ++ | + |
| Peu de poussière * | + | + | ++ | ++ | ++ | +++ | + | + |
| Humide, collant, hygroscopique, dangereux | +++ | ++ | - | + | + | - | + | +++ |
| poussière abrasif | ++ | ++ | ++ | ++ | +++ | + | ++ | ++ |
| poussière fin (< 1 µm) | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | +++ | + | + |
| poussière extrêmement léger | + | + | + | + | + | +++ | + | + |
| Process | ||||||||
| Température max. ** | 260 °C | 260 °C | 200 °C | 130 °C | 230 °C | 180 °C | 500 °C | 60 °C |
| Remplacement | ||||||||
| en service | + | + | +++ (juste MPR) | + | + | +++ | n. a. | n. a. |
| rapide | + | + | +++ (juste MPR) | ++ | ++ | +++ | n. a. | n. a. |
| faible en poussière | - | ++ (AJNS) | +++ (juste MPR) | ++ (AJLS) | ++ (AJLS) | +++ | n. a. | n. a. |
| Confiné Safe-Change -*** | - | - | +++ (juste MPR) | - | - | +++ | n. a. | n. a. |
| Exigence OEB **** | - | - | +++ (juste MPR) | - | - | +++ | n. a. | n. a. |
| Autres | ||||||||
| Offline | + | + | +++ (juste MPR) | + | + | +++ | + | - |
| Online | +++ | +++ | +++ (non MPR) | +++ | +++ | - | +++ | +++ |
| Perte de pression | ++ | ++ | ++ | ++ | + | ++ | +++ | ++ |
| récupération produit | +++ | +++ | +++ | +++ | +++ | ++ | +++ | - |
| taux de poussiére résiduel | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | +++ | + | - |
| nettoyage intérieur facile | + | + | + | + | + | +++ | - | - |
| WIP | ++ | ++ | + | +++ | +++ | + | n. a. | n. a. |
| CIP | + | + | - | ++ | ++ | - | n. a. | n. a. |
* pas de gâteau de poussiére
** sans métal ou céramique
*** cadre a doublé rainure
**** sans mouillage