Collecte des fines particules et caractérisation des couches de poussière dans un précipitateur électrostatique

Fines particles collection and dust layer characterisation in an electrostatic precipitator

• Auteur / Autrice : Didier Blanchard
• Direction : Pierre Atten
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie de la pollution atmosphérique et physique de l'environnement
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble, Isère, France ; 1971-2015)

Résumé

Les précipitateurs électrostatique sont des procédés de filtration utilisés depuis le début du 20ième siècle pour épurer les fumées issues d'installations industrielles. Leur efficacité de collecte dans le domaine des particules submicroniques est insuffisante et améliorer leur performance est indispensable. L'étude porte sur le mode de formation et le devenir des couches de poussière de particules de calcite (diamètre moyen 0,6[upsilon]m) collectées au sein d'un électrofiltre de laboratoire, dont les électrodes ionisantes sont des tiges avec pointes. Le travail met en évidence la corrélation étroite entre la distribution de la densité de courant issu de la décharge couronne sur les électrodes de collecte et les propriétés locales de la couche. La zone, correspondant aux maxima de densité de courant ionique reçoit la grande majorité de la masse collectée; les forces d'adhésion, d'origine électrique, entre particules sont très importantes et la couche est très compacte. Dans la zone ne recevant aucun courant ionique, les forces d'adhésion entre les particules sont très faibles, la couche est très poreuse et un fort réentrainement a lieu. Il existe une différence de distribution en taille entre ces zones, la poudre collectée dans la deuxième contenant une proportion de particules très fines plus importante. Par visualisation on met en évidence l'existence de mouvements électroaérodynamiques sous forme de rouleaux convectifs bien marqués et d'axe parallèles à la direction de l'écoulement moyen. Cette structure est déterminée par la périodicité des électrodes injectrices du précipitateur. Une modélisation 2-D établit que les vitesses de cet écoulement secondaire sont du même ordre de grandeur que celle de l'écoulement forcé. Ces cellules convectives modifient profondément les trajectoires des particules.