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Comment réduire les coûts des précipitateurs électrostatiques

précipitateur électrostatique

Les programmes gouvernementaux de réduction de la pollution ne sont pas toujours bien accueillis par l'industrie, principalement parce que des investissements supplémentaires sont souvent nécessaires pour se conformer à la nouvelle réglementation. Cependant, dans le même temps, une aide peut être apportée au développement de technologies nouvelles et existantes, ce qui peut réduire les coûts et améliorer les performances des équipements antipollution.

Lionel Macey, directeur technique de ThermTech, étudie une solution qui permettra de réduire considérablement les coûts associés aux dépoussiéreurs électrostatiques et les avantages que cela aura pour les procédés industriels utilisant des plastiques et du PVC.

La législation environnementale est devenue de plus en plus stricte au fil des années, ce qui a créé un besoin de systèmes de contrôle de la pollution améliorés. Pour encourager les grands émetteurs industriels à adopter de nouvelles innovations, le gouvernement a introduit le concept de la meilleure technologie disponible n'entraînant pas de coûts excessifs (BATNEEC).

Établir les problèmes

L'une de ces technologies est le précipitateur électrostatique (ESP), qui a l'efficacité d'élimination la plus élevée de tout système antipollution pour les fumées de fumée submicroniques huileuses. En outre, il a la plus faible consommation d'énergie par unité de débit gazeux pour tout système sur le marché. En tant que tel, il semblerait être un concurrent sérieux pour l'industrie des plastiques.

Cependant, les petites quantités de solides, d'humidité et de produits de dégradation thermique qui accompagnent invariablement la fumée huileuse peuvent s'accumuler sur les surfaces de l'échangeur de chaleur. Cela aura pour résultat que le précipitateur et son équipement de refroidissement de gaz associé deviennent bloqués et que l'ESP perd ses propriétés électrostatiques.

Le processus électrostatique élimine toute poussière entrant dans le système aussi efficacement que les particules de fumée huileuses submicroniques. L'inconvénient de ceci est que tandis que les huiles collectées s'écoulent des plaques de cellules collectrices, la poussière peut s'accumuler et, si elle est mélangée avec de l'eau, formera des dépôts graisseux qui finiront par combler les plaques et provoquer une perte d'efficacité de collecte. Cependant, dans un environnement industriel, il n'est pas possible d'éliminer la poussière et l'humidité avant l'ESP.

Un problème supplémentaire avec les systèmes ESP est associé aux processus dans lesquels ils opèrent. Dans une usine de traitement de PVC, par exemple, les températures élevées peuvent entraîner la dégradation thermique du PVC et le dégagement de gaz chlorhydrique (HCl). Bien qu'il apparaisse seulement en petites quantités, ce gaz peut se dissoudre ou se fixer sur les gouttelettes de plastifiant liquide et les rendre conductrices de l'électricité et ainsi perdre leurs propriétés d'élimination électrostatique.

Dans certains cas, les conditions acides peuvent entraîner la réaction de HCl avec un plastifiant pour produire de l'acide phtalique et l'alcool correspondant. L'acide phtalique se dépose sous la forme d'un solide amorphe qui est insoluble dans le plastifiant de base et qui bloquera les surfaces de l'échangeur de chaleur de refroidissement ou les cellules collectrices de l'ESP. L'élimination des dépôts d'acide phtalique ne peut être obtenue que par lavage avec de l'eau détergente chaude, ce qui entraîne beaucoup de temps d'arrêt pour le nettoyage in situ ou hors site, avec des coûts importants d'entretien et d'élimination des effluents.

Trouver la meilleure solution

Avec une expertise considérable dans les échangeurs de chaleur et les ESP, ThermTech a relevé le défi de minimiser les coûts de maintenance et de remettre cet équipement à sa juste place en tant que meilleure technologie disponible. La société a créé un système de nettoyage et de récupération de produit breveté qui a pratiquement éliminé tous les inconvénients de l'ESP.

Le projet a commencé avec une subvention de développement du gouvernement pour construire une unité pilote qui pourrait être augmentée une fois la nouvelle technologie éprouvée. Avec l'aide d'une entreprise impliquée dans la fabrication de revêtements de sol en vinyle, le système prototype était connecté à un flux de gaz de combustion contaminés.

Essentiellement, la nouvelle technologie est un refroidisseur de gaz à contact direct combiné à un processus de lavage in situ qui nettoie les cellules collectrices ESP à l'aide d'un plastifiant conditionné.

Les gaz de combustion chauds passent vers le haut à travers une colonne à garnissage vertical qui est refroidie par un plastifiant liquide se déplaçant dans la direction opposée. Le liquide chaud s'accumule à la base de la colonne où il est filtré et refroidi avant d'être recirculé dans la colonne. La circulation continue à l'intérieur de la colonne garantit que tous les solides sont éliminés et ne causent pas de problèmes de dépôt dans l'ESP.

Réglage fin

Le procédé a été optimisé pour s'assurer que la concentration de plastifiant entrant dans l'ESP ne surcharge pas les blocs d'alimentation. Le plastifiant recyclé a été dosé avec de petites quantités de diverses bases organiques miscibles afin de neutraliser le HCl; des capteurs de conductivité ont été utilisés pour vérifier la neutralisation dans la ligne de recyclage.

Le condensat propre provenant des deuxième et troisième passages a été recueilli dans un réservoir propre séparé qui a été maintenu propre en continu en le faisant passer à travers un filtre à huile hors ligne spécial. Le réservoir propre a recueilli de petites quantités de particules de carbone submicroniques qui ont été retirées par le filtre à huile.

L'ESP complet a été modifié pour inclure des barres de pulvérisation de lavage sur chaque cellule collectrice individuelle. Périodiquement, ou sur demande, chaque banque a été lavée avec un condensat chaud, propre et conditionné, après avoir désactivé l'alimentation basse tension. On a constaté que les cellules lavées pouvaient être remises en ligne dans les deux minutes suivant la fin du cycle de lavage.

Mise à l'échelle pour l'industrie

Ayant prouvé la technologie dans le cadre d'un projet pilote, les conditions du prêt gouvernemental ont obligé ThermTech à demander la protection par brevet et à étendre le projet pour l'exploiter commercialement. Ayant vu le succès du projet de recherche, l'entreprise de revêtement de sol qui avait offert ses installations souhaitait profiter de la nouvelle technologie.

Dans le cadre d'un programme de remplacement de l'équipement de contrôle de la pollution en fin de vie, ThermTech s'est vu confier l'installation d'une unité de triple passage 20,000 CFM incorporant toutes les modifications qui avaient été développées.

Le nouveau système utilise un cycle de lavage complet toutes les six heures et a fonctionné 24 heures par jour, cinq jours par semaine, pour les derniers mois 14, sans aucune perte de performance. Le système comprend une gamme de capteurs qui surveillent en permanence les émissions de la cheminée et fournissent des données en temps réel à l'équipe de maintenance.

Le procédé a été trouvé pour éliminer 99.5% de contaminants du flux de gaz de combustion et le nouveau processus de nettoyage a permis à ce processus de rester continu. En supprimant le besoin de périodes d'indisponibilité pour le processus de fabrication, ThermTech a rétabli les ESP comme une installation de réduction de la consommation d'énergie (LEAP).

En fin de compte, le développement de cette nouvelle technologie a largement contribué à réduire les coûts associés au contrôle de la pollution pour les industries utilisant des plastiques et du PVC dans leurs procédés de fabrication. De plus, la capacité de faire fonctionner ce processus de façon continue le rendra très attrayant par rapport aux équipements existants existants.

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