Qu’est-ce qu’un filtre à manches ?
Un filtre à manches tissus est un type de dispositif de dépoussiérage qui utilise un tissu filtrant tissé ou non tissé pour collecter les particules très fines et les poussières en suspension dans le gaz et purifier le ou les gaz à traiter.
On l’appelle filtre à manches parce que le tissu filtrant a la forme d’un cylindre et que sa manche est suspendue au point d’arrivée du gaz traité.
Il existe également des dépoussiéreurs électrostatiques utilisant l’énergie électrique, mais les filtres à manches ont l’avantage d’être moins chers et plus faciles à installer que ces dépoussiéreurs.
Utilisations des filtres à manches
Les filtres à manches sont utilisés sur les sites de fabrication et de traitement où sont générées de la suie et de la fumée contenant une grande quantité de particules et de poussières nocives pour le corps humain et l’environnement.
Les grands incinérateurs installés dans les aciéries pour traiter les déchets en sont des exemples typiques.
La purification de l’air à l’aide de filtres à manches est également très importante pour maintenir un air propre sur les sites où beaucoup de poussière est générée et dans les espaces confinés, et pour garantir la sécurité des opérations en contrôlant les explosions de poussière et d’autres risques.
Matériaux des filtres à manches
Le tissu filtrant utilisé dans les filtres à manches est généralement constitué de matériaux allant du coton aux résines synthétiques à haute teneur en polymère telles que le polyester, le nylon, le polypropylène, l’acrylique, le téflon et les fibres de verre.
Des filtres en céramique sont également utilisés, en fonction de la température du gaz à traiter.
Le matériau du filtre à manches est déterminé en tenant compte de la température de fonctionnement, de la nature du gaz, des propriétés des particules, de la durabilité et du prix.
Par exemple, le polyester est peu coûteux, mais vulnérable aux températures élevées et aux alcalis. Le polyimide est résistant aux solvants mais faible face aux acides et aux alcalis ; le PTFE résiste à la chaleur et aux produits chimiques, mais il est très cher. La fibre de verre présente une excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques, mais elle est chère et difficile à entretenir.
Si les filtres à manches sont simples à installer, le choix du tissu filtrant a un impact direct sur les coûts d’exploitation, car le remplacement du tissu filtrant est une condition préalable. En revanche, si la taille est identique, il est facile de changer de matériau, et le matériau peut être modifié en fonction des conditions du site, entre autres caractéristiques.
Principe des filtres à manches
Dans un filtre à manches , les particules fines et les poussières présentes dans le gaz sont piégées par les fibres du tissu filtrant lorsque le gaz passe à travers le tissu filtrant, ce qui permet d’épurer le gaz.
La capacité d’élimination des particules et des poussières est extrêmement élevée, de l’ordre de 99 %, et même de très petites particules de 0,01 micromètre ou moins peuvent être collectées.
Bien que la capacité de collecte soit donc très élevée, après une certaine période d’utilisation, la perte de pression augmente en raison de l’accumulation des particules collectées à la surface du tissu filtrant, et la capacité de collecte du filtre à manches diminue.
Par conséquent, lorsque la perte de pression définie est atteinte, les particules déposées doivent être balayées du tissu filtrant.
Il existe deux méthodes principales pour ce faire : le balayage mécanique et le balayage par jet d’impulsion, dans lequel de l’air comprimé est introduit dans le filtre pour balayer les particules.
De plus, une méthode dans laquelle l’air est injecté dans le sens opposé à celui de la filtration est utilisée pour nettoyer les filtres à manches de fibres de verre utilisés dans les sites de fusion tels que les cimenteries et les aciéries.
Méthodes de nettoyage des filtres à manches
Les filtres à manches ayant une perte de charge élevée doivent être nettoyés des particules accumulées à l’aide de vibrations mécaniques, de contre-pression ou de jets pulsés.
La vibration mécanique est utilisée pour appliquer une vibration au filtre à manches tandis que la contre-pression est utilisée pour éliminer les particules déposées en faisant circuler le flux d’air dans la direction opposée à celle utilisée lors du dépoussiérage. La méthode de contre-pression est utilisée pour nettoyer les filtres à manches de fibres de verre utilisés dans les cimenteries et les fonderies d’acier.
Cependant, les vibrations mécaniques et la contre-pression exigent que le flux d’air soit coupé pendant le dépoussiérage, ce qui signifie que le dépoussiérage doit être interrompu. C’est pourquoi le dépoussiéreur doit être divisé en plusieurs chambres pour permettre un fonctionnement continu.
En revanche, le système à jet pulsé, dans lequel seule une partie des insectes est instantanément dispersée par un jet inversé, ne nécessite pas d’interruption du dépoussiérage, de sorte qu’un fonctionnement continu est possible sans utiliser une structure à plusieurs chambres.
Exemples de problèmes liés aux filtres à manches
La structure de base des filtres à manches est plus simple que celle des autres dépoussiéreurs, ce qui signifie qu’ils peuvent être installés dans un espace réduit et qu’ils sont faciles à entretenir. De plus, en sélectionnant de manière appropriée le matériau et la taille du tissu filtrant, le filtre à manches peut atteindre une capacité de collecte de poussière élevée dans une variété d’environnements. Grâce à ces caractéristiques, les filtres à manches sont largement utilisés dans divers domaines. Toutefois, cet avantage est parfois étroitement associé à diverses causes de problèmes.
Le problème le plus courant est la chute ou la rupture du tissu filtrant. Ce phénomène est dû à la concentration locale de gaz contenant des particules et aux variations de la vitesse d’écoulement dues aux fluctuations de la charge, qui font trembler le tissu filtrant et le font entrer en contact avec les tissus filtrants adjacents et les boîtiers. Ce problème peut parfois être résolu en installant des plaques de redressement supplémentaires, en métal perforé par exemple, pour réguler le flux de gaz. Le nombre de toiles filtrantes installées peut être réduit et la densité des toiles filtrantes peut être diminuée dans les zones où il y a un risque de contact, mais seulement comme mesure palliative, car cela réduit l’efficacité du dépoussiérage.
Les problèmes les plus graves sont l’inflammation et l’explosion. En général, la plupart des systèmes de dépoussiérage des incinérateurs utilisent des filtres à manches. Dans les filtres à manches des incinérateurs, la cible du dépoussiérage est le carbone fin, et comme le système est souvent sous pression négative, l’air extérieur peut être aspiré par les interstices de l’enveloppe, ce qui crée les conditions d’une inflammation. De plus, si les fines sont retenues dans le système en raison du colmatage du tissu filtrant, etc., le risque d’explosion de poussières augmente.
Bien que simple et facile à installer, cet équipement est également très sensible. Pour éviter ces problèmes, il est important de choisir un filtre à manches approprié et d’effectuer un entretien régulier.