Séparateur cyclonique
Les séparateurs cycloniques ou simplement cyclones sont des dispositifs de séparation (épurateurs à sec) qui utilisent le principe d'inertie pour éliminer les particules des gaz de combustion.[2] Les séparateurs cycloniques sont l'un des nombreux dispositifs de contrôle de la pollution de l'air connus sous le nom de pré-nettoyeurs, car ils éliminent généralement les plus gros morceaux de matière particulaire. Cela évite aux méthodes de filtration plus fines d'avoir à traiter ultérieurement de grosses particules plus abrasives. De plus, plusieurs séparateurs cycloniques peuvent fonctionner en parallèle, et ce système est connu sous le nom de multicyclone.[3]
Il est important de noter que la taille des cyclones peut varier considérablement. La taille du cyclone dépend en grande partie de la quantité de gaz de combustion qui doit être filtrée, et les opérations plus importantes ont donc tendance à nécessiter des cyclones plus grands. Par exemple, il existe plusieurs modèles différents d'un même type de cyclone, dont les dimensions peuvent aller d'une hauteur relativement faible de 1,2 à 1,5 mètres (environ 4 à 5 pieds) à environ 9 mètres (30 pieds), soit à peu près la hauteur d'un immeuble de trois étages ![4]
Comment cela fonctionne
Les séparateurs cycloniques fonctionnent comme une centrifugeuse, mais avec une alimentation continue d'air sale. Dans un séparateur cyclonique, les gaz de combustion sales sont introduits dans une chambre. L'intérieur de la chambre crée un tourbillon en spirale, semblable à une tornade. Cette formation en spirale et la séparation sont illustrées à la figure 2. Les composants les plus légers de ce gaz ont moins d'inertie, il est donc plus facile pour eux d'être influencés par le vortex et de le remonter. À l'inverse, les composants plus gros des particules ont plus d'inertie et ne sont pas aussi facilement influencés par le vortex.[2]
Comme ces particules plus grosses ont du mal à suivre le mouvement en spirale à grande vitesse du gaz et du vortex, elles heurtent les parois intérieures du conteneur et tombent dans une trémie de collecte. Ces chambres ont la forme d'un cône renversé pour favoriser la collecte de ces particules au fond du conteneur. Les gaz de combustion épurés s'échappent par le haut de la chambre.
La plupart des cyclones sont construits pour contrôler et éliminer les particules d'un diamètre supérieur à 10 micromètres. Cependant, il existe des cyclones à haut rendement qui sont conçus pour être efficaces sur des particules aussi petites que 2,5 micromètres. De même, ces appareils ne sont pas efficaces sur les particules extrêmement grosses. Pour les particules d'environ 200 micromètres, les chambres de décantation par gravité ou les séparateurs à élan sont une meilleure option.[3]
Parmi tous les dispositifs de contrôle des particules, les séparateurs cycloniques sont parmi les moins coûteux.[2] Ils sont souvent utilisés comme prétraitement avant que les gaz de combustion n'entrent dans des dispositifs de contrôle de la pollution plus efficaces. Par conséquent, les séparateurs cycloniques peuvent être considérés comme des « séparateurs grossiers » avant que les gaz de combustion n'atteignent les étapes de filtration fine.
Efficacité
Les séparateurs cycloniques sont généralement capables d'éliminer quelque part entre 50 et 99 % de toutes les particules présentes dans les gaz de combustion.[2] La capacité réelle des séparateurs cycloniques à éliminer cette matière dépend largement de la taille des particules. S'il y a une grande quantité de particules plus légères, moins de ces particules sont capables d'être séparées. Pour cette raison, les séparateurs cycloniques fonctionnent mieux sur les gaz de combustion qui contiennent de grandes quantités de grosses particules.
L'utilisation de séparateurs cycloniques présente plusieurs avantages et inconvénients. Tout d'abord, les séparateurs cycloniques sont avantageux car ils ne sont pas coûteux à installer ou à entretenir, et ils n'ont pas de pièces mobiles. Les coûts d'entretien et d'exploitation restent donc faibles. Ensuite, les particules éliminées sont collectées à sec, ce qui facilite leur élimination. Enfin, ces unités prennent très peu de place. Bien qu'efficace, l'utilisation de séparateurs à cyclone présente également des inconvénients. Principalement parce que les modèles standard ne sont pas en mesure de collecter efficacement les particules inférieures à 10 micromètres et que les machines sont incapables de traiter correctement les matériaux collants ou poisseux.[3]
En savoir plus
- Épurateur
- Épurateur à sec
- Épurateur par voie humide
- Gaz d'échappement
- Polluant
- Précipitateur électrostatique
- Ou explorez une page au hasard
Références
- ↑ Wikimedia Commons. (July 16, 2015). Cyclone Separator [Online]. Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e3/Cyclone_separator.svg
- ↑ 2,0 2,1 2,2 et 2,3 R. Wolfson. Energy, Environment and Climate, 2nd ed. New York, U.S.A.: Norton, 2012
- ↑ 3,0 3,1 et 3,2 US EPA. (July 16, 2015). Air Pollution Control Technology Fact Sheet [Online]. Available: http://www.epa.gov/ttncatc1/dir1/fcyclon.pdf
- ↑ Kice. (July 22, 2015). CK Cyclone Collectors [Online]. Available: http://www.kice.com/pdfs/CK_Cyclones.pdf
- ↑ Simerics. (July 21, 2015). Cyclonic Separator [Online]. Available: http://www.simerics.com/animation/cyclone_ani.gif
