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La conception ou la sélection de l’équipement auxiliaire d’un filtre à charbon actif dépend d’une combinaison de différents critères de sélection et doit être conforme aux règles de sécurité locales.

Ventilateur

Lors de la sélection d’un ventilateur industriel, nous devons prendre en considération différents critères:

  • Débit
    • Le ventilateur peut-il fournir le débit requis pour l’application ?
  • Pression
    • Pression nécessaire pour générer le débit souhaité
    • Pression pour surmonter la perte de charge à travers le filtre
    • Perte de charge due à la tuyauterie du système
  • Sélection du moteur
    • Y a-t-il déjà d’autres moteurs sur place pour éviter des stocks supplémentaires à des fins de maintenance
    • Consommation d’énergie
      • Pertes de charge (ensemble charbon actif + filtre vide)
  • Autres paramètres
    • Eventuelles restrictions sur les nuisances sonores
    • Quelle est la position du ventilateur?
      • Avant ou après le filtre (configuration de refoulement d’entrée et de sortie)
    • Liste des risques potentiels (par exemple, gaz inflammables, corrosion, agents, etc.)?
      • Matériau de construction
      • La zone est-elle une zone ATEX (interne ou externe)?
    • Alimentation électrique
      • Un contrôle de la vitesse est-il nécessaire ? Faut-il installer un variateur de fréquences ?
    • Y a-t-il des contraintes d’encombrement ?
    • Temps de contact superficiel (TCS)
      • § La vitesse à travers le filtre permet-elle le temps de contact superficiel nécessaire ?

L’équipe Jacobi Services peut fournir des ventilateurs industriels dans son offre globale.

Contrôle des poussières

La poussière dans l’air peut être problématique dans le cadre de de l’utilisation de filtres à charbon actif. Il est recommandé de limiter le niveau de poussière à 1mg/Nm³ maximum lors du traitement de l’air avec du charbon actif extrudé ou granulaire. Pour les systèmes de contrôle des poussières, plusieurs options peuvent être envisagées:

  • Faut-il un dispositif de contrôle des poussières fines devant le filtre à charbon actif ? Sur le marché, il existe plusieurs méthodes de détection, telles que la détection par ultrasons ou la détection laser.
  • Le type de filtre à poussière dépend du taux de poussières, de la taille des particules et du débit. Deux options sont envisageables: un système automatique ou manuel.

Plusieurs types de filtres à poussière existent sur le marché. De la sélection en découleront l’efficacité du système, les coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation. Plusieurs systèmes de dépoussiérage sont disponibles, notamment:

  • Cyclone
  • Les électrofiltres
    • Électrofiltre à sec
    • Électrofiltre humide
  • Filtration
    • Filtre en tissu
    • Filtre en céramique
    • Filtre absolu
    • Dévésiculeur (filtre de brouillard ou à aérosol)
      • Drainage du condensat
      • N’oubliez pas le nettoyage éventuel du dévésiculeur
  • Dépoussiérage par voie humide
    • Laveur rotatif
    • Laveur Venturi
    • Chambre d’aspersion

Séchage

L’humidité de l’air à traiter peut avoir un impact négatif sur l’efficacité du filtre à charbon actif. Un dévésiculeur doit être installé lors de la présence d’aérosols ou de brouillard, suivi d’un sécheur. Le réchauffage de l’air ou sa dilution avec de l’air sec réduira l’humidité relative, mais il existe des exemples où cela n’est pas possible et où l’installation d’un sécheur est nécessaire.

Les refroidisseurs sont au cœur même d’un processus de séchage et de déshumidification. Ils fournissent le réfrigérant, généralement de l’eau glycolée, pour refroidir l’échangeur de chaleur. La vapeur d’eau contenue dans l’air saturé se condense lors du refroidissement de l’air. Une sélection minutieuse du refroidisseur, en déterminant la quantité d’eau à éliminer (avec le diagramme de Mollier), est donc essentielle pour le bon fonctionnement et la durabilité du filtre à adsorption.

Certaines installations de séchage à l’air sont équipées d’une unité de récupération d’énergie/économiseur afin de minimiser la consommation d’énergie nécessaire à l’opération. Cela permet de réduire les coûts d’exploitation et de diminuer les coûts d’investissement car des unités de réfrigération moins puissantes peuvent être utilisées. L’utilisation d’économiseurs dépend de nombreux facteurs, dont le débit à traiter et la température de l’air.

Mesure de la perte de charge

La mesure de la perte de charge doit être installée pour contrôler le colmatage éventuel du filtre à charbon actif et donc le bon fonctionnement du dévésiculeur et du filtre à poussière. Elle permet également de vérifier le fonctionnement du ventilateur.

Température

La mesure de température pour la détection des points chauds est inappropriée, même si ceci semble aller à l’encontre du principe communément admis. La constatation d’une augmentation significative de la température caractérise déjà une inflammation du lit qu’il convient de traiter immédiatement par un moyen de lutte contre l’incendie. En effet, le développement précoce et très local des points chauds ne peut pas être détecté de manière fiable à l’aide d’appareils de mesure de la température et:

  1. Le flux d’air va disperser et dissiper la chaleur occasionnée par le point chaud.
  2. Une augmentation de la température du flux gazeux est normale car issue du processus d’adsorption, ou dans le cas de charbons actifs imprégnés, d’une chaleur de réaction/formation lors de la génération de nouveaux composés.
  3. Le charbon actif est également un isolant et un mauvais conducteur de chaleur. L’installation de sondes de température dans le lit de charbon actif peut s’avérer inefficace à la détection de points chauds, mais aussi perturber l’écoulement du flux en favorisant la survenue de points chauds par la génération de canaux préférentiels.

Sécurité des opérations

Un feu de lit commence par une combustion lente et une incandescence du charbon actif, à l’origine de l’émisson de monoxyde de carbone (CO) en tant que produit de combustion. Les détecteurs à monoxyde de carbone placés en sortie de l’unité de traitement par charbon actif apparaissent donc comme le choix le plus pertinent pour la détection des points chauds. Le préventif vaut bien mieux que le curatif, si bien qu’il est toujours préférable d’éviter les feux de lit que de les traiter lorsqu’il est trop tard. Parmi les principes de base:

  • La dissipation suffisante de la chaleur avant qu’elle ne devienne un problème
  • La détection rapide et efficace grâce à la mesure du monoxyde de carbone (CO)
  • La prévention, en informant les utilisateurs (potentiels) afin qu’ils soient avertis et puissent prendre les précautions nécessaires

L’adsorption et la chimisorption sur charbon actif sont des procédés exothermique si bien que de nomnbreuses précautions doivent être apliquées pour éviter la formation de points chauds, susceptibles de conduire à un incendie.

S’assurer que toutes les mesures de sécurité sont mises en oeuvre avant la mise en service d’un nouveau filtre. Tous les procédés de traitement de l’air ne sont pas identiques et, selon le type, différente options doivent être évaluées. Les points suivants doivent être vérifiés avant la mise en service:

  • Arrêt d’urgence
    • Le filtre à air industriel peut-il être complètement isolé en fermant l’entrée et la sortie (bride aveugle et/ou vannes) dans le cas exceptionnel d’un point chaud ou d’un incendie de lit, lors d’un arrêt transitoire et pour le transport, dans le cas de filtres mobiles ?
  • Exothermique
    • Une détection au CO est-elle prévue pour détecter les points chauds?
  • Arrête-flammes
    • Un arrête-flammes est-il placé en ligne entre le filtre mobile et la source d’émission ?
  • Alimentation pour l’inertage
    • La connexion d’inertage est-elle en place et un volume suffisant de gaz inerte (min. 5 volumes de filtre) est-il disponible?
  • Sortie d’inertage
    • Une soupape ou une sortie d’inertage est-elle installée?
  • Jonction
    • Un tuyau ou un tube flexible à bride de longueur et de diamètre appropriés est-il disponible pour relier le(s) filtre(s) mobile(s) aux autres parties ?
  • Raccordement en eau
    • Le système de trop-plein est-il raccordé et le débit d’eau pour circonscrire l’incendie est-il limité par un orifice approprié dans le cas peu probable où une exothermie surviendrait?

Tuyauterie

Lors de la conception des conduites, il convient de prévoir une hauteur minimale de passage ainsi qu’une accessibilité aux tuyauteries:

  • Le camion
  • Chariot élévateur
  • Transpalette ou
  • Autres équipements

La vitesse linéaire dans la tuyauterie du système de purification de l’air varie généralement de 10 à 20 m/s. Une vitesse linéaire minimale de 17m/s est recommandée lors de la présence de poussières afin d’en éviter leur décantation.

Mise à la terre

Un filtre à charbon actif ainsi que tout équipement annexe doivent être mis à la terre avant la mise en service du système.

Arrête-flammes

Un arrête-flammes ou un piège à flammes est un dispositif destiné à stopper la combustion en éteignant la flamme. Ils sont toujours utilisés au niveau des évents des réservoirs de stockage où du charbon actif est installé, afin de limiter les vapeurs de composés organiques et/ou odorants.