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Electro-filtres

Les électrofiltres sont aussi nommés précipitateurs électrostatiques ou filtres électroniques.
Ils utilisent une énergie électrique pour charger électriquement (charge positive ou négative) les particules en suspension dans un flux gazeux, pour ensuite les collecter sur des surfaces portant une charge opposée, ou simplement reliées à la terre. Les particules collectées sont ensuite extraites à sec ou par voie humide.
L'efficacité de la captation peut être supérieure à 99%. Les particules dont le diamètre est compris entre 0,2 et 0,4 µm son les plus difficiles à capter.
Cette technologie offrant peu d'obstacles à l'écoulement du gaz, la perte de charge générée est très faible (<15 mmCE).

Les filtres électrostatiques comportent quatre éléments principaux:

  • la distribution de gaz
  • les électrodes de décharge ou d'ionisation
  • les surfaces de captation (sous la forme de plaques ou de tubes)
  • le débâtissage
La distribution de gaz doit assurer un débit uniforme du gaz sur toute la section de passage du filtre. Elle est souvent assurée par une série de plaques perforées.
Les électrodes de décharge sont alimentées par un transformateur à haute tension à une tension pouvant aller de 20 à 100 kV. Elles permettent d'ioniser le gaz, les ions produits transférant ensuite leur charge électrique aux particules qu'ils rencontreront. Plusieurs séries d'électrodes sont généralement disposées en série.
Les plaques ou tubes collecteurs de particules, sont connectés à la terre pour écouler les charges électriques transférées.
Le système de débâtissage, le plus souvent à sec par secouage, mais parfois par un lavage lorsque les particules sont collantes, permet d'évacuer hors du filtre les particules solides collectées.
La résistivité électrique des particules joue un rôle important dans l'efficacité de la collecte et du débâtissage:
  • si leur résistivité est forte, l'évacuation de la charge qu'elles portent sera lente, la surface de collecte accumulera cette charge qui empêchera la captation d'autres particules chargées; de plus les particules restant chargée adhèreront plus fortement à la surface et seront plus difficiles à évacuer.
  • si leur résistivité est faible, l'évacuation de leur charge sera rapide, elle perdront rapidement leur adhérence à la surface de collecte et pourront être réentrainées par le flux gazeux environnant.

L'efficacité de l'électrofiltre vis à vis des particules trop peu conductrices peut être améliorée en incorporant au flux à traiter des agent modificateurs tels que eau, ammoniac, anhydride sulfurique (SO3) ou acide sulfurique.
L'efficacité est optimum pour des résistivités comprises entre 104 et 1010 ohm∙cm

Différentes configurations sont possibles:
plaques de collecte et fils d'ionisation
les plaques de collecte sont disposées dans le sens d'écoulement du gaz, et les fils d'ionisation sont disposés entre les plaques de collecte et perpendiculaires à l'écoulement; plusieurs fils sont disposés les uns à la suite des autres.
Dans cette configuration le gaz s'écoule généralement horizontalement. Le filtre est généralement assemblé dans une enveloppe parallélépipèdique.
Le débâtissage est généralement à sec, par vibration ou frappe des plaques collectrices, les particules étant récupérées en partie basse.
Une attention particulière doit être apportée aux zones d'alimentation électrique des électrodes, où l'espace nécessaire pour l'isolation électrique peut permettre à une portion du gaz d'échapper au traitement.
tubes de collecte et fil d'ionisation
la collecte s'éffectue à l'intérieur de tubes (10 à 30 cm de diamètre et 1 à 4 m de long), dans lesquels circule le gaz; les fils d'ionisation sont disposés au centre des tubes, dans le sens donc de l'écoulement du gaz; le débâtissage est généralement par voie humide.
Dans cette configuration le gaz s'écoule généralement verticalement, et le filtre est assemblé dans une enveloppe cylindrique; cette configuration permet l'installation dans une cheminée d'évacuation.

Domaine d'application

A plaques - secA tubes - humide
Débit de gazjusqu'à 500 m³/sjusqu'à 50m³/s
Charge en particules2 - 100 g/m³1 - 10 g/m³
Surface de collecte40 - 160 m²/(m³/s)

Les électrofiltres sont particulièrement adaptés pour éliminer les particules de faible diamètre; si le gaz à traiter contient des particules grossières, un prétraitement est recommandé:
  • par cyclone pour les particules de diamètre >10 µm
  • par lavage au moyen d'un venturi pour les particules de diamètre >10 µm

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