(1) Les équipements mécaniques de dépoussiérage comprennent les dépoussiéreurs par gravité, les dépoussiéreurs inertiels, les dépoussiéreurs centrifuges et les dispositifs similaires.
(2) L'équipement de dépoussiérage par lavage humide comprend des dépoussiéreurs à bain d'eau, des dépoussiéreurs de type mousse, des épurateurs Venturi, des dépoussiéreurs à film d'eau et des dispositifs similaires.
(3) Les équipements de dépoussiérage basés sur la filtration-comprennent, entre autres, des filtres à sacs en tissu et des filtres à lit granulaires-.
(4) Précipitateurs électrostatiques.
(5) Équipement de dépoussiérage magnétique.
Force mécanique
Les dépoussiéreurs inertiels sont des dispositifs qui séparent et captent la poussière en utilisant les forces d'inertie ; ceci est obtenu en dirigeant le gaz chargé de poussière-pour entrer en collision avec des déflecteurs ou en provoquant un changement rapide de direction du flux d'air. Les dépoussiéreurs inertiels sont également appelés dépoussiéreurs inertes.
Les dépoussiéreurs inertiels sont classés en deux types : le type à collision-et le type rotatif-. La première consiste à installer un ou plusieurs déflecteurs dans la direction du flux d’air ; Lorsque le gaz chargé de poussière-entre en collision avec ces déflecteurs, les particules de poussière sont séparées du flux de gaz. De toute évidence, plus la vitesse du gaz est élevée avant de frapper le déflecteur-et plus elle diminue après la collision-moins le gaz retient de poussière, ce qui entraîne une efficacité de dépoussiérage plus élevée. Ce dernier type fonctionne en faisant changer de direction plusieurs fois le gaz chargé de poussière-, séparant ainsi la poussière pendant le processus de tournage. Plus le rayon de courbure du gaz est petit et plus la vitesse pendant le tour est élevée, plus l'efficacité du dépoussiérage est grande.
Les performances des dépoussiéreurs inertiels varient en fonction de leur conception structurelle spécifique. Lorsque la vitesse du gaz dans l'équipement est inférieure à 10 m/s, la perte de pression se situe généralement entre 200 et 1 000 Pa et l'efficacité du dépoussiérage tombe entre 50 % et 70 %. Dans les applications pratiques, les dépoussiéreurs inertiels sont généralement positionnés comme le premier étage d'un système de dépoussiérage à plusieurs étages, où ils sont utilisés pour séparer les particules de poussière les plus grossières. Ils sont particulièrement bien adaptés-pour capter les poussières sèches dont la granulométrie dépasse 10 μm, mais ne conviennent pas pour éliminer les poussières collantes ou fibreuses. Les dépoussiéreurs inertiels peuvent également être utilisés pour séparer les gouttelettes de liquide ; dans de tels cas, une vitesse optimale du gaz de 1 à 2 m/s au sein de l’équipement est recommandée.
Bio-Technologie des nanofilms
Les équipements de suppression des poussières de bio-nanofilms sont une technologie qui a récemment gagné en importance à l'échelle internationale. Il utilise la technologie de bio-nanofilm la plus avancée disponible aujourd'hui ; en pulvérisant un nanofilm BME sur la surface des matériaux, il inhibe au maximum la génération de poussière pendant les étapes de production et de traitement. Ce type de contrôle de la poussière entre dans la catégorie de suppression de la poussière « avant-émission »-agissant *avant* que la poussière ne soit libérée-qui offre des avantages significatifs par rapport aux méthodes traditionnelles de dépoussiérage « post-production », garantissant un contrôle efficace de la poussière tout au long du processus de production du matériau. Toute poussière générée lors des opérations de concassage est agglomérée en fines particules, qui font finalement partie du produit fini, augmentant ainsi le rendement de 0,5 % à 3 %. De plus, cette technologie atténue efficacement la pollution par les PM2,5 et les PM10, en totale conformité avec les politiques nationales de protection de l'environnement et d'économie d'énergie. Comparée aux systèmes d'épuration humide et de filtration à manches, la suppression des poussières de bio-nanofilms ne génère aucune pollution de l'eau ; les agents chimiques utilisés n'ont aucun effet néfaste sur l'environnement et ne compromettent pas la qualité du produit fini. Cela implique également des coûts d’investissement initiaux inférieurs. Cette technologie convient au contrôle des poussières dans un large éventail de contextes, notamment les mines, les chantiers de construction, les carrières, les stocks de matériaux, les ports, les centrales thermiques, les aciéries et les installations de traitement des déchets. Bien que la suppression des poussières de bio-nanofilms ait déjà connu diverses applications à l'étranger, elle est désormais progressivement adoptée dans de nombreuses provinces et municipalités de Chine.
Lavage humide (type Spray-)
L'équipement de dépoussiérage de type pulvérisation-fonctionne en atomisant de l'eau en un fin brouillard via des buses situées à l'intérieur du dépoussiéreur. Lorsque les gaz de combustion chargés de poussière traversent cette zone brumeuse, les particules de poussière entrent en collision, sont interceptées et s'agglomèrent avec les gouttelettes d'eau, provoquant la sédimentation des particules hors du flux de gaz avec les gouttelettes.
Ce type d'équipement de dépoussiérage présente une structure simple, une faible résistance au flux d'air et un fonctionnement pratique. Un avantage remarquable est que, contrairement à certains autres systèmes, il ne contient pas de fentes étroites ni d’orifices fins ; par conséquent, il peut traiter efficacement les gaz de combustion présentant des concentrations élevées de poussières sans se boucher.
De plus, étant donné que les gouttelettes pulvérisées sont relativement grossières, il n'est pas nécessaire de recourir à des buses spécialisées pour-brume fine, ce qui permet un fonctionnement plus fiable du système. Les dépoussiéreurs de type spray-peuvent utiliser de l'eau recirculée-réutilisant le liquide jusqu'à ce que la concentration de particules en suspension atteigne un niveau significativement élevé-simplifiant ainsi considérablement les exigences relatives aux installations de traitement de l'eau. Pour ces raisons, ce type d’équipement de dépoussiérage reste un choix populaire auprès de nombreuses entreprises industrielles. Ses principaux inconvénients comprennent une empreinte physique relativement importante et une efficacité limitée dans la capture des particules de poussière extrêmement fines ; cela nécessite également un volume d’eau important. Par conséquent, il est le plus souvent utilisé pour traiter les gaz de combustion caractérisés par de grandes tailles de particules de poussière et des concentrations élevées de poussière. Les équipements de dépoussiérage de type pulvérisation- couramment utilisés sont classés en trois catégories structurelles en fonction des modèles d'écoulement du gaz et du liquide à l'intérieur de l'appareil :
(1) Type de pulvérisation à co-courant : les gouttelettes de gaz et de liquide circulent dans la même direction.
(2) Type de pulvérisation à contre-courant : le liquide est pulvérisé dans une direction opposée au flux de gaz.
(3) Type de pulvérisation à flux transversal : le liquide est pulvérisé dans une direction perpendiculaire au flux de gaz.
Dépoussiérage par pulvérisation atomisée
Le dépoussiérage par pulvérisation atomisée corrige les défauts généralement associés aux équipements de dépoussiérage de type pulvérisation -traditionnels-à savoir leur grande taille physique, leur faible efficacité de dépoussiérage et leur consommation d'eau élevée-améliorant ainsi considérablement l'efficacité du dépoussiérage.
Principes techniques du système
Le système fonctionne en utilisant une combinaison de décantation gravitationnelle et de suppression de la poussière par brouillard d'eau. Le liquide et le gaz sont transportés sous pression vers un ensemble buse ; à l'intérieur de la tête de buse, le liquide et le gaz se mélangent pour générer des gouttelettes finement atomisées qui sont ensuite expulsées de l'orifice de la buse. Ce processus crée des particules de brouillard d'eau extrêmement fines-d'un diamètre allant de 1 μm à 10 μm-qui adsorbent efficacement les particules de poussière en suspension dans l'air. Ces gouttelettes chargées de poussière-s'agglomèrent rapidement en particules plus grosses qui, sous l'influence de la gravité, se déposent hors du flux d'air, atteignant ainsi les objectifs de suppression de la poussière et d'amélioration de l'environnement.
Le système présente d'excellentes capacités de contrôle de l'atomisation ; en ajustant les pressions des flux de gaz et de liquide, l'unité d'atomisation peut être réglée avec précision-pour atteindre le rapport de débit gaz-à-liquide idéal, garantissant ainsi la génération d'un spray composé de gouttelettes exceptionnellement fines.
Précipitateurs électrostatiques (ESP)
Les précipitateurs électrostatiques (ESP) sont des équipements auxiliaires essentiels pour les centrales thermiques. Leur fonction principale est d'éliminer les particules (cendres volantes) des gaz de combustion émis par les chaudières au charbon-ou au mazout-, réduisant ainsi considérablement le volume d'émissions de particules rejetées dans l'atmosphère. En tant que tels, ils constituent un élément essentiel de l’équipement de protection de l’environnement pour atténuer la pollution et améliorer la qualité de l’air. Le principe de fonctionnement est le suivant : lorsque les gaz de combustion traversent les conduits menant au corps principal de l'ESP, les particules présentes dans le flux gazeux acquièrent une charge électrique positive. Les gaz de combustion pénètrent ensuite dans la chambre ESP, qui est équipée de plusieurs couches de plaques cathodiques chargées négativement.
En raison de l’attraction électrostatique entre les particules de poussière chargées positivement et les plaques cathodiques chargées négativement, les particules contenues dans les gaz de combustion adhèrent aux cathodes. Périodiquement, les plaques cathodiques sont mécaniquement frappées ou mises en vibration ; cette action-entraînée par les forces combinées de gravité et de vibration- provoque le délogement et la chute de la couche de poussière accumulée (une fois qu'elle atteint une certaine épaisseur) dans la trémie à cendres située sous la structure ESP, éliminant ainsi avec succès les particules du flux de gaz de combustion. Étant donné que les centrales thermiques utilisent généralement des -unités de production de grande capacité-telles que des unités de 600 MW, qui consomment environ 180 tonnes de charbon par heure-le volume de gaz de combustion et de poussière qui en résulte est, naturellement, immense. Par conséquent, les précipitateurs électrostatiques (ESP) correspondants utilisés pour traiter ces émissions sont à grande échelle. Le corps structurel principal d'une centrale thermique ESP typique présente une empreinte en coupe transversale d'environ 25 à 40 mètres sur 10 à 15 mètres. En tenant compte de la hauteur de 6- mètres des trémies à cendres, ainsi que de l'espace vertical requis pour le flux des fumées, la hauteur totale de l'unité ESP dépasse souvent 35 mètres. Pour une structure en acier aussi colossale, l'analyse de conception doit englober non seulement des évaluations statiques et dynamiques du poids propre, des charges de poussière, des charges de vent et des charges sismiques, mais également une évaluation rigoureuse de la stabilité globale de la structure.
Le corps principal de l'ESP est une structure en acier, entièrement fabriquée à partir de profilés en acier soudés. Son extérieur est revêtu d'une « peau » (fine tôle d'acier) et de matériaux d'isolation thermique pour faciliter la conception, la fabrication et l'installation. La conception structurelle utilise une configuration en couches : chaque « tranche » verticale se compose d'une charpente comprenant plusieurs poutres principales, avec des tranches adjacentes reliées entre elles par de grandes poutres longitudinales. Pour faciliter l'installation des couches de bardage et d'isolation, des poutres secondaires sont soudées entre les poutres principales. Compte tenu de l'ampleur de cette structure, tenter de modéliser chaque point de connexion physique dans le logiciel de conception entraînerait une charge de travail ingérable et un nombre d'éléments excessivement élevé.
Conformément aux exigences actuelles de conception technique et à la conception structurelle spécifique du corps principal de l'ESP, les principaux domaines d'investigation comprennent la résistance structurelle, la stabilité structurelle globale et le déplacement maximal des poutres principales responsables de la suspension des plaques cathodiques. Pour des régions localisées spécifiques, l'analyse se concentre sur l'évaluation des dommages de fatigue au niveau des connexions entre les plaques cathodiques et les poutres principales-résultant d'une exposition prolongée à des coups mécaniques périodiques-ainsi que sur la détermination de la fréquence optimale pour déloger la poussière accumulée des plaques cathodiques. En outre, l'analyse aborde les choix de conception optimaux concernant les connexions entre le revêtement structurel (plaques minces) et les poutres principales/secondaires dans des conditions de charge de vent, ainsi que l'équilibre de rigidité approprié entre ces composants.
