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Transport pneumatique - Phase dense

Principe de fonctionnement, caractéristiques principales des systèmes de transport en phase dense sous pression ou sous vide

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Résumé de la section
1. Définition du transport en phase dense
2. Phase dense sous pression
3. Phase dense sous vide
4. Matériaux pouvant être transportés en phase dense
5. Fabricants de systèmes de transport pneumatique en phase dense

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1. Systèmes de transport pneumatique en phase dense : une définition

Qu'est-ce que le transport pneumatique en phase dense ?

Les systèmes de transport en phase dense sont un type de système de transport pneumatique, utilisant l'air pour transporter des solides en vrac / poudres dans des tuyaux. Le transport en phase dense se distingue de l'autre technologie principale de transport pneumatique, la phase diluée, par le fait qu'il utilise un faible poids d'air comparé au poids du produit transporté. Cela signifie que les systèmes en phase dense fonctionnent avec un taux de charge en solides élevé et une faible vitesse de l'air. Les systèmes de transport en phase dense présentent de nombreux avantages, résumés ci-dessous :

• La vitesse de l'air dans les tuyaux est faible, généralement de 3 à 8 m/s au début de la ligne, ce qui permet de réduire la casse des solides transportés.
• Le transport à haute densité, avec une faible vitesse d'air, réduit les phénomènes responsables de la ségrégation d'un mélange pendant le transport pneumatique, ce qui en fait une méthode de choix pour le transport de poudre après un passage dans un mélangeur
• Si des taux de charge en solides élevés sont atteints, le transport est généralement plus énergétiquement efficace que le transport en phase diluée.
• Le prélèvement des matériaux au début de la ligne est plus facile, car il ne nécessite pas d'instrument de dosage tel qu'une écluse rotative ou un transport à vis

En revanche, en raison d'une perte de charge plus élevée, le transport en phase dense atteindra généralement des longueurs de transport inférieures à celles de la phase diluée, sauf si une pression très élevée est utilisée, et peut entraîner un investissement initial plus élevé.

2. PHASE DENSE SOUS PRESSION

Comment fonctionne le transport pneumatique en phase dense sous pression ?

La phase dense sous pression nécessitera une trémie d'alimentation spécialement conçue pour résister à des pressions de 1 à 3-4 barg dans la plupart des cas. Une telle cuve est appelée cuve sous pression ou pot sous pression. Elle est équipée d'une entrée d'air comprimé en partie supérieure et d'une autre après sa vanne de décharge (bien que des conceptions plus complexes existent). Elle doit également être équipée d'une soupape de sécurité de pression afin d'éviter toute augmentation incontrôlée de la pression. Un système de dégazage avec un filtre doit également être installé.

Le récepteur doit être équipé d'un filtre et peut également être équipé d'une vanne papillon si nécessaire. Si le récepteur est suffisamment grand et conçu pour fonctionner à pression atmosphérique, un tel équipement peut ne pas être nécessaire.

En ce qui concerne l'instrumentation, des capteurs de pression dans la cuve, au début de la tuyauterie et à la réception seront essentiels, car l'ensemble du système sera piloté en fonction des pressions. Des capteurs de niveau dans la trémie d'alimentation pour détecter la fin du remplissage et la fin de la décharge sont nécessaires, tandis qu'un capteur de niveau au niveau du récepteur doit être installé pour éviter un sur-remplissage. Les débitmètres d'air comprimé sont optionnels mais constituent un bon outil de diagnostic.

Figure 2 : Schéma typique d'un procédé de transport en phase dense sous pression

3. VIDE - Transport en phase dense

Comment fonctionne le transport pneumatique en phase dense sous vide ?

Un système de transport en phase dense sous vide est assez similaire à une installation en phase diluée, sauf qu'une pompe à vide permettant d'atteindre une pression < -900 mbarg doit être installée.

L'entrée du matériau se fait généralement par une trémie d'alimentation. Aucune construction spécifique n'est nécessaire pour la trémie d'alimentation, car elle reste à pression atmosphérique, ce qui peut être un avantage par rapport à la phase dense sous pression, car l'accès est plus facile.

Le récepteur, en revanche, doit être conçu pour résister au vide complet, ce qui signifie qu'il doit être renforcé et entraînera une augmentation des coûts. Il doit être équipé d'une vanne papillon ou d'une vanne à boisseau si le transport est effectué par lots

Un capteur de pression au niveau du récepteur et à l'aspiration de la pompe est nécessaire. La pompe doit idéalement être équipée d'un variateur de fréquence afin que son fonctionnement puisse être flexible et économe en énergie.

Figure 3 : Schéma typique d’un procédé de transport en phase dense sous vide

4. Matériaux pouvant être transportés en phase dense

Quels matériaux peuvent être transportés en phase dense ?

Afin de pouvoir former des bouchons compacts, la poudre doit généralement présenter une faible perméabilité, ce qui signifie que l’air ne peut pas traverser facilement le matériau, ce qui le fluidiserait excessivement et empêcherait un poussage efficace. Selon la classification de Geldart, les matériaux de catégorie A ou C (poudres fines, matériaux sujettes au chenalisage plutôt qu’à la fluidisation) sont généralement adaptés au transport en phase dense.

Cependant, il ne s’agit que d’une généralité, car certains matériaux à haute perméabilité et aux propriétés de fluidisation marquées peuvent effectivement être transportés en phase dense s’ils sont suffisamment cohésifs pour maintenir l’intégrité du bouchon pendant le transport. [Coco] cite l’exemple des granulés plastiques, un matériau granulaire présentant donc une perméabilité élevée à l’air, mais pouvant être transporté en phase dense grâce aux forces électrostatiques maintenant les particules ensemble. En revanche, un tel transport de matériaux aux propriétés a priori défavorables pour la phase dense peut être fragile. En prenant l’exemple des granulés plastiques, l’humidité doit être rigoureusement contrôlée : si elle augmente, les forces électrostatiques diminueront, ce qui peut entraîner la dislocation des bouchons et, in fine, le colmatage de la canalisation.

5. Fabricants de systèmes de transport pneumatique en phase dense

De nombreuses entreprises proposent des systèmes de transport en phase dense, et il convient de sélectionner avec soin le bon fabricant de transporteur pneumatique. La conception de tels systèmes nécessite en effet un certain niveau d’expérience. Cela est vrai en général pour le transport pneumatique, mais particulièrement pour la phase dense, pour laquelle très peu de modèles ont été publiés afin de calculer un nouveau système. Les entreprises disposent donc de leur savoir-faire, acquis via des installations pilotes et des retours d’expérience de projets réalisés en usine. Les sociétés spécialisées seront également capables d’appliquer de bonnes pratiques de conception, notamment en termes de vitesse d’air, de tracé des canalisations et de coudes.

Les fournisseurs réputés pourront également proposer des essais dans leur usine pilote en cas de doute, une étape cruciale pour s’assurer que le système fonctionnera correctement.

Les fabricants suivants incluent dans leur gamme des systèmes de transport en phase dense, qu’ils soient sous pression, sous vide, ou les deux :

• Sautelma : http://www.sautelma-rotolok.fr/products/transport-pneumatique-en-phase-dense.htm
  

• Neu Process : http://neu-process.com/transport-pneumatique-manutention-automatisee/
  

Source

[Coco] Comprendre le transport en phase dense, Ray Coco, PBE, 2018