Filtration à haute température avec des chandelles céramiques

Abstract

Les filtres céramiques en forme de chandelle résistent a des températures élevées. Ils sont chimiquement stables et ont une efficacité élevée de filtration. Ces flltres sont appliques aux précèdes comme la production de particules ultra-fines et les nouvelles technologies pour la production d'électricité a partir de charbon. Dans ce type de filtration, il est très important que Ie gâteau, qui s'accumule sur Ie filtre, soit périodiquement enlevé. Si Ie gâteau n'est pas entièrement enlevé, cela peut causer de graves dommages tels que Ie «nettoyage partielle» et «le pontage.» Les recherches précédentes ont prouve que Ie gâteau est plus facilement enlevé lorsque celui-ci a une épaisseur et une distribution de particules uniformes. Des essais en laboratoire et des simulations numériques ont été réalisés a haute température sur un système de flltration de Pall corp. Le but de ce travail est de déterminer s'il existe une disposition pour la déposition préférentielle, de trouver les conditions d'opération optimales pour l'uniformité du gâteau, et aussi de développer un modèle numérique à l'aide des données expérimentales. Les données publiées dans la littérature sont invariablement biaisées par les paramètres d'essais qui ne sont pas représentatifs des conditions d'opération réelles. Par exemple, des analyses avec des écoulements froids sont complètes alors que Ie système est chaud et ce, avec des filtres en chandelle fabriquée avec ou sans céramique et pour des grandeurs variables. Finalement, les modèles numériques ne sont pas toujours valides par des données expérimentales. Ce projet de recherche est unique en son genre puisque les conditions d'opération testées sont très proches des conditions réelles. Les cendres d'un incinérateur municipal de la ville de Québec étaient injectées avec de F air a 900 °C dans un appareil de filtration Pall. Celui-ci contient trois filtres chandelles en céramique d'une grandeur standard. Les données expérimentales recueillies lors des tests ont été utilisées afin de valider Ie modèle numérique.

Abstract: Laboratory and numerical analyses were performed at high temperature on the Pall Gas Solid Separation System Vitropore[superscript TM 1] candle filtration unit. The goal of this work was to determine if particle deposition patterns exist, to find optimum operating conditions, and to develop a validated numerical model. Fly ash from the Québec municipal incinerator was introduced into a high velocity air stream and fed at 900[degrees Celcius] to our industry standard one-meter long cluster of three ceramic candle filters. Optimum operating conditions for filter cake uniformity were determined using statistical methods. Of the conditions tested, low ash feed rate (0.83 g/s), low air flow rate (4.72×10[superscript -3] m[superscript 3]/s), and off axis filter position (PIN) gave the most uniform filter cakes. Numerical model results compared well with actual laboratory temperature, pressure and particle deposition data."--Résumé abrégé par UMI