Le processus de sélection d'un procédé ou d'un équipement commence par la caractérisation des fumées ou gaz à traiter.

Il s'agit donc de savoir :

S'il s'agit de vésicules liquide ou de particules solides ? en quelle quantité et de quelle granulométrie ? Quel fluide vecteur est mis en œuvre et à quel débit ? À quelle pression travaille-t-on ? Est-on en milieu corrosif ou inflammable ?

Une fois ces questions résolus il faudra chiffrer les différents coûts d'investissement et de fonctionnement afin de fixer le choix de la technologie à adopter. Le Tableau 4. 1 récapitule les principales questions à se poser.

Certains de ces facteurs ont sans aucun doute une importance particulière, en particulier :

• La température, car elle influe à la fois sur la masse volumique, la viscosité et le choix des matériaux. Elle joue sur le caractère des poussières, les rendant collantes ou non, sèches ou humides et plus ou moins conductrices ;
• la taille des particules ;
• le débit à traiter car il faut faire attention aux débits variables. Certains appareils, comme les venturis, sont en général équipés de dispositifs particuliers permettant d'en ajuster le fonctionnement de façon à garder une efficacité constante. Nous verrons que certains équipements, parmi lesquels les électrofiltres, sont sensibles au débit ;
• la concentration, car si la teneur en sortie après traitement est imposée par des réglementations ou des normes (entre 10 et 300 mg/Nm³), la teneur en entrée, elle, peut fluctuer (entre 100 mg/Nm³ et 500 g/Nm³ ). Certains appareils comme les cyclones sont assez insensibles à ce paramètre, mais il en va tout autrement pour les filtres.

Tableau 4. 1  : Facteurs caractéristiques d'un problème de dépoussiérage

Facteur	Caractéristiques à déterminer
PARTICULES
Phase	Liquide ou solide
Taille et forme	Distribution granulométrique (attention au domaine submicronique !)
Caractère	Collant ou pas ? Érosif ? Corrosif ?
Concentration	En g/Nm3
Densité	Masse volumique réelle et non pas apparente
FLUIDE VECTEUR
Débit		Débit volumique réel minimal et maximal à la température et à la pression du procédé
Densité,viscosité
Température		Minimale et maximale
Pression		Fluctuante ou pas
Sécurité		Produit explosif ? Inflammable ? Corrosif ou toxique ?
Fluctuations		De débit voire de pression ?
Point de rosée		Attention à la présence de composés comme SO3
PROCÉDÉ
fonctionnement	Continu ou discontinu
Exigences	De quel rendement a-t-on besoin ? Quelle teneur absolue cela fait-il ?
Choix	Procédé simple ? Performant ? Fiable ?

Pour bien comprendre les différents mécanismes mis en jeu dans le dépoussiérage, il est utile de passer en revue les différentes forces qui peuvent s'appliquer aux particules.

1- La gravité :

(4.1)

avec

• m : masse de la particule,
• ρ : masse volumique de la particule,
• d : diamètre de la particule.

2- La force centrifuge :

(4. 2)

avec

• v : vitesse,
• r : rayon de la courbure.

3- La traînée aérodynamique :

(4. 3)

avec

• v : vitesse relative,
• C : coefficient de traînée,
• A : aire effective.

Le coefficient de traînée dépend du nombre de Reynolds de la particule :

(4. 4)

La courbe donnant le coefficient de traînée en fonction du régime aéraulique est donnée par le diagramme de la Figure 4. 1.

4- Les forces électrostatiques :

(4. 5)

avec

• d : distance séparant deux particules,
• q : charge de la particule,
• ε : permittivité électrique du milieu.

5- Si la particule est soumise à un champ imposé, alors d'autres forces et facteurs comme les forces de cohésion et la diffusion brownienne jouent également un rôle.

 

Figure 4. 1  : coefficient de traînée pour des sphères