Principe

Le dépoussiérage industriel est l'opération qui consiste à éliminer les particules/poussières présentes dans les fumées de combustion. Les exigences concernant les rejets atmosphériques en terme de poussières obligent l'utilisation de systèmes de traitement des fumées plus ou moins efficaces.

Les systèmes de dépoussiérage se répartissent en trois catégories.

Dépoussiéreurs à effet mécanique : chambre de sédimentation, cyclone, multicyclone... Dépoussiéreurs à effet électrique : électrofiltre ESP (sec) ou WESP (humide) Dépoussiéreurs à média filtrant : filtre à manches, laveurs à garnissage...

Conception d'un filtre à manches Le filtre à manches est constitué d'un caisson fermé à sa base par une trémie dans

lequel sont suspendues des manches filtrantes généralement en feutre ou en tissu et ouvertes à une extrémité.

Une manche filtrante est constituée d'une armature métallique sur laquelle un média filtrant est mis en place. La température des gaz en entrée du filtre est un paramètre dans le choix du média filtrant car une température de fonctionnement élevée peut entraîner la détérioration des manches :

Type de média filtrant

Témpérature continue maximale

Témpérature maximale en pointe

Coton 90°C 120°C

Laine 100°C 130°C

Polyamides 100°C 110°C

Polyester 150°C 180°C

Verre 250°C 310°C

Polyaramides 200°C 250°C

Fluorocarbones 260°C 280°C

Polypropylène 100°C 120°C

Métal (Inox) 480°C nc

Céramique 500°C nc

Schéma de principe du filtre à manches

Fonctionnement d'un filtre à manches

Les gaz chargés de poussières pénètrent en partie basse du caisson et une première séparation par l'intermédiaire d'un déflecteur s'effectue éliminant ainsi les grosses particules. Les gaz traversent alors les manches de l'extérieur vers l'intérieur et les poussières sont retenues sur la surface extérieure des manches sous forme d'une couche que l'on appelle gâteau de filtration.

L'épuration des gaz étant effectuée, ceux-ci remontent à l'intérieur des manches et sont évacués en partie haute du filtre à manches.

La collecte des poussières se fait périodiquement par l’une des techniques suivantes :

Secouage mécanique des cellules Injection à contre-courant sous faible pression d'un fort débit d'air Décolmatage pneumatique par injection à contre-courant sous haute pression d'un faible

débit d'air

Comparatif des technologies de dépoussiérage

Cyclone/Multicyclone

Le cyclone (ou multicyclone) est un système de traitement des fumées permettant l'abattement de poussières à un seuil de 150 mg/Nm3.

Les fumées entrent latéralement dans le cyclone puis subissent un mouvement de rotation. Les poussières sont projetées sur les parois latérales par la force centrifuge puis tombent par gravité dans un collecteur. Les gaz sont évacués par un mouvement ascensionnel.

Le cyclone est soit utilisé en amont d'un filtre à manches / électrofiltre, soit utilisé seul (dans le cas des petites puissances principalement).

Avantages :

Pas de limitation de la température des fumées en entrée du cyclone Investissement faible Entretien peu coûteux Matériel simple et fiable

Inconvénients :

Abaissement des poussières médiocres nécessitant généralement un système de dépoussiérage complémentaire (filtre à manches / électrofiltre)

Filtre à manches

Le filtre à manche est le système de dépoussiérage le plus efficace avec un seuil de rejet des poussières qui descend jusqu'à 10 mg/Nm3.

Un filtre à manches est constitué d'un ensemble de manches (en tissu, en céramique, en inox...) regroupées dans des cellules. Les fumées pénètrent dans les cellules et traversent les manches filtrantes qui collectent les poussières. Les poussières sont ensuite évacués automatiquement par secouage des celulles ou par décolmatage (par insufflation d'air comprimé en sens inverse du flux des fumées).

Le filtre à manches comporte impérativement un by-pass utilisé au démarrage de l'installation ou en cas de température trop basse afin d'éviter tout phénomène de condensation dans les manches filtrantes

Avantages :

Abattement des poussières très important Coûts d'investissement assez importants mais plus faibles que pour un électrofiltre

garantissant les mêmes performances

Inconvénients :

Consommation d'air comprimé Risque d'incendie dans le cas de médias filtrants en tissu Changement des manches tous les 3 à 5 ans pour certains types de manches (tissu

surtout)

Electrofiltre

L'électrofiltre permet d'obtenir des performances proches du filtre à manches avec un seuil de poussières qui descend jusqu'à 20 mg/Nm3.

L'électrofiltre est un caisson constitué de plaques métalliques de grandes dimensions :

les plaques émettrices qui sont reliées à une source continue les plaques réceptrices reliées à la masse

Les fumées passent entre les plaques et le champ électrique entraîne la projection des particules sur les plaques réceptrices. Afin de récolter les poussières, des marteaux frappent régulièrement les plaques.

Avantages :

Equipements robustes Coûts d'exploitation faibles

Inconvénients :

Rejets faibles mais pas aussi performants que le filtre à manches (20 mg/Nm3) Habilitation électrique nécessaire (haute tension) Nuisances acoustiques dues aux marteaux

Condenseur

Le condenseur est une technologie de traitement des fumées qui permet d'obtenir un seuil de particules à 50 mg/Nm3.

Les fumées traversent des chambres où sont effectuées des pulvérisations de gouttelettes d'eau froide. La condensation de la vapeur contenue dans les fumées entraînent la captation de particules. L'eau passe ensuite dans un système de traitement des eaux avant d'être à nouveau pulvérisée.

Avantages :

Récupération de la chaleur issue de la condensation des fumées Captation de divers polluants

Inconvénients :

Abattement des poussières médiocre Nécessité d'un traitement des eaux Nécessité d'un combustible humide (humidité supérieure à 45%)