Transport pneumatique en boucle fermée
Transport de solides en boucle fermée
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| Résumé de la section |
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| 1. Définition des systèmes de transport pneumatique en boucle fermée |
| 2. Conception d'un système de transport pneumatique en boucle fermée |
Le transport pneumatique en boucle fermée est une application spécifique du transport pneumatique pour laquelle le gaz est recyclé. Il est utilisé dans des applications particulières où il est nécessaire de conserver le gaz de transport au sein du système et de minimiser ses pertes.
1. Définition de la boucle fermée des systèmes de transport pneumatique
La grande majorité des systèmes de transport pneumatique sont ouverts, ce qui signifie que le gaz est rejeté dans l'environnement après le transport et la séparation avec le matériau transporté. Cela s'applique généralement avec l'air, qui est un milieu de transport gratuit.
Cependant, certaines applications peuvent ne pas accepter une telle opération, notamment si le gaz de transport n'est pas de l'air, par exemple de l'azote, pour des raisons spécifiques de procédé telles que la protection contre les explosions de poussière ou la prévention de l'oxydation du solide transporté. Le solide peut également être radioactif ou toxique, ce qui contaminerait l'air et nécessiterait un confinement.
Pour de telles applications spécifiques, laisser le gaz s'échapper dans l'environnement après le transport serait antiéconomique, car de grandes quantités de gaz, et donc des coûts élevés, seraient nécessaires pour alimenter la ligne de transport en azote. Il devient alors crucial de réutiliser le gaz après la séparation solide-gaz pour transporter à nouveau des matériaux en le recyclant vers le début de la ligne. Le gaz circule ainsi en permanence dans le système de transport, qui forme une boucle fermée du point de vue du gaz.
Le rapport de charge solide est défini comme le rapport entre la masse de solides transportés et la masse d'air – ou d'un autre gaz – transportant les solides. Avec la vitesse de transport de l'air, le rapport de charge solide est un paramètre très important pour caractériser l'écoulement des solides dans la conduite de transport et le classer comme étant en phase diluée, phase dense ou intermédiaire.
2. Conception d'un système de transport pneumatique en boucle fermée
Figure 1 : schéma typique d'un système de transport pneumatique en boucle fermée
Un système de transport pneumatique en boucle fermée présente certaines similitudes avec un système classique. Il comprend toujours :
- Un compresseur / soufflante
- Une conduite de transport
- Un système d'alimentation en solides
- Un système de séparation gaz-solide à la fin du système de transport
Cependant, la recirculation du gaz pose un certain nombre de défis qui doivent être relevés :
- Lors de la recirculation et de la compression dans la soufflante, la température du gaz à l'intérieur de la boucle augmente de manière significative
- Il y a toujours des pertes de gaz dans le système ; si elles ne sont pas compensées, un vide peut se créer, en particulier à l'aspiration de la soufflante
- Le gaz peut être chargé en fines particules, ce qui peut endommager la soufflante
Par conséquent, pour répondre à ces points, la conception doit présenter les caractéristiques suivantes :
- Un échangeur de chaleur doit être installé dans la boucle de transport pneumatique fermée, soit avant, soit après la soufflante, afin de maintenir la température constante au fil du temps
- Il doit y avoir un point, avant ou après la soufflante à pression atmosphérique, qui servira de référence pour admettre ou purger le gaz. Le système fonctionnera en pression ou en dépression selon l'emplacement du point de référence (avant ou après la soufflante). Le gaz et la purge peuvent être utilisés au démarrage pour remplir la ligne avec le gaz de transport. L'utilisation d'un analyseur en ligne (par exemple pour mesurer le % d'oxygène) peut également être nécessaire.
- Des filtres efficaces doivent être installés au niveau du récepteur de séparation gaz-solide, et un filtre de sécurité doit être positionné en aval pour capter les poussières en cas de défaillance du filtre principal, évitant ainsi que les poussières n'atteignent la soufflante. Un moyen de détecter une fuite du filtre principal, par exemple en mesurant la différence de pression sur le filtre de sécurité, doit être mis en œuvre.
- Une instrumentation adaptée (capteurs de pression, capteurs de température, capteurs différentiels de pression sur les filtres)
Les points ci-dessus ne sont que les caractéristiques clés d'un système de transport en boucle fermée et ne sont ni exhaustifs ni suffisants pour concevoir et construire un tel système. Il est conseillé de contacter des entreprises réputées ayant une expérience dans ce type de conception pour un projet concret.
Source
Manutention des solides en vrac, sélection des équipements et exploitation, Don McGlinchey et al, Blackwell Publishing, 2008