Les laveurs : une alternative aux médias fibreux pour le traitement des nanoparticules issues des fumées de métallisation ?

Can bubble columns be an alternative to fibrous filters for nanoparticles collection?

• Auteur / Autrice : Maria Cecilia Cadavid Rodriguez
• Direction : Dominique Thomas, Augustin Charvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des produits
• Date : Soutenance le 10/03/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés
• Jury : Président / Présidente : Gabriel Wild
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Bemer, Frédérique Durand, Emmanuel Fiani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Evelyne Gehin, Yves Gonthier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effluents gazeux

Métallisation

Nanoparticules

Séparation (technologie)

Dépoussiérage

Mots clés libres

Colonne à bulles

Efficacité de collecte

Fumées de métallisation

Bubble column

Collection efficiency

Metal particles

Résumé

Les techniques de dépoussiérage les plus efficaces et largement utilisées pour séparer des particules ultrafines d’un fluide porteur sont les médias fibreux. Le principal problème est le colmatage du filtre qui induit une augmentation de la perte de charge dans le temps et nécessite donc un nettoyage régulier des médias (ou son remplacement). La séparation des particules ultrafines par voie liquide au moyen d’une colonne à bulles a été envisagée. L’influence des différentes conditions opératoires telles que la hauteur du liquide de piégeage, le débit de filtration, la taille des bulles et la présence d’un garnissage, sur la collecte des particules a été étudiée. Malgré des rendements de collecte inférieurs à ceux des filtres à fibres, les résultats expérimentaux montrent que les colonnes à bulles présentent des performances d’autant plus importantes que le niveau du liquide est élevé et que les orifices de bullage sont petits. Par ailleurs, si l’étude de l’influence de la vitesse de gaz à l’orifice sur l’efficacité de collecte des nanoparticules ne montre pas une tendance bien définie, la présence d’un garnissage dans le liquide de collecte permet d’augmenter significativement le temps de séjour des bulles dans la colonne et donc l’efficacité de collecte

The most effective and widely used dust separation techniques to separate ultrafine particles of a carrier fluid are fibrous media. The main problem is the clogging of the filter that induces a pressure drop increase over time and thus requires a regular cleaning of the media (or its replacement). In this context, the idea is to test bubble columns, which operate at a constant pressure drop, as an alternative to fibrous filters. This study proposes to investigate the influence of different operating conditions such as the liquid level, the air flow rate, the bubble size and the presence of beads, on the collection of ultrafine particles. Despite collection efficiencies lower than those of fibrous filters, experimental results show that bubble columns present high collection efficiency when the liquid level is high and bubbling orifices have low diameters. Besides, if gas velocity does not show an important influence on the collection e_ciency, the presence of beads in the liquid increases the residence time of the bubbles in the column and thus the collection efficiency