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Le séparateur à cartouches, également connu sous le nom d'extracteur de brouillard ou d'éliminateur de brouillard, est un dispositif utilisé dans l'industrie pour séparer les liquides des flux de gaz ou de vapeur, généralement conçu sous la forme d'une cartouche ou d'un dispositif à base de cartouches.
Séparateur à cartouches en fibres
Le séparateur à cartouches en fibres est un éliminateur de brouillard fabriqué à partir d'un faisceau de fils de fibres. Il fonctionne en utilisant des coalesceurs en fibres pour capturer et fusionner les petites gouttelettes de liquide en gouttelettes plus grosses, qui tombent ensuite sous l'effet de la gravité. Ce type de séparateur à cartouches a une capacité de traitement considérable, une efficacité de collecte élevée pour les brouillards fins et de faibles pertes de charge. Les séparateurs à cartouches en fibres sont généralement en polyester, en polypropylène ou en Téflon.
Séparateur à cartouches à grille
Le séparateur à cartouches à grille est conçu avec une grille en forme de filet. La grille fonctionne en interceptant les gouttelettes de liquide du flux de gaz. Les gouttelettes s'écoulent ensuite à nouveau dans le processus. Ce type de séparateur à cartouches est généralement en acier au carbone ou en acier inoxydable. Il offre une bonne résistance aux températures et aux pressions élevées. Par ailleurs, les séparateurs à cartouches à grille sont faciles à nettoyer et à entretenir, ce qui les rend adaptés aux applications à service intermittent.
Filtres à cartouches coalescents
Les filtres à cartouches coalescents fonctionnent en capturant et en fusionnant les gouttelettes de liquide par le biais d'un média filtrant. Après la coalescence, l'eau retenue s'évacue par une sortie dédiée. Les filtres à cartouches coalescents offrent d'excellentes efficacités d'élimination pour l'eau huileuse et les contaminants liquides, ce qui les rend idéaux pour les flux d'air et de gaz contenant des hydrocarbures. De plus, ils sont disponibles dans différents médias filtrants et niveaux de micron pour répondre aux besoins spécifiques de chaque application.
Séparateur à cartouches à mailles régulières
La cartouche de séparateur à mailles présente une conception en réseau. Il fonctionne en interceptant les gouttelettes de liquide à travers le flux de gaz. Le séparateur à cartouches à mailles offre une solution simple à l'élimination du brouillard, en particulier pour les particules de liquide relativement grosses. De plus, il présente les avantages d'un faible coût et d'une installation facile.
Les éliminateurs de brouillard à cartouches peuvent être spécifiés sous différents paramètres. Cela inclut la géométrie et le diamètre des fibres. La géométrie correspond essentiellement au trajet d'écoulement du séparateur et aux fibres qui composent la cartouche. Les séparateurs à flux en V et à flux croisé fonctionnent tous deux de manière similaire, comme expliqué dans la section sur la géométrie ci-dessus. Les fibres sont composées de différents matériaux, et leurs diamètres peuvent varier de 1,5 à 6 mm.
Les éliminateurs de brouillard à cartouches peuvent avoir des hauteurs variables. Les dimensions standard vont de 24 pouces à 36 pouces. La taille et la surface d'écoulement peuvent être personnalisées en fonction de la demande. Le cadre du séparateur est généralement en acier inoxydable et en tubes profilés. Il peut avoir des largeurs et des profondeurs variables. La spécification standard des tubes en acier inoxydable est la suivante :
OD/ID/W.T.
2.000/1.800/0.100
OD/ID/W.T.
3.000/2.800/0.100
OD/ID/W.T.
4.000/3.800/0.100
Le cadre du séparateur à cartouches peut être en acier au carbone galvanisé ou en alliage d'aluminium, résistant à la corrosion. D'autres spécifications sont les suivantes :
Il est important d'effectuer des inspections et des nettoyages de l'éliminateur de brouillard à cartouches. Un examen approfondi de l'unité doit être effectué. Les dommages, les pièces usées, la corrosion ou le colmatage doivent être recherchés. En fonction des conclusions, les réparations ou les remplacements doivent être effectués immédiatement.
Dans certains cas, les cartouches peuvent se boucher avec des dépôts, de la saleté ou des contaminants. Si cela se produit, elles doivent être nettoyées ou remplacées. Un nettoyage complet et adéquat garantira que les services et les opérations en aval restent intacts. Suivez les mesures préventives ci-dessous pour prolonger la durée de vie de la cartouche et réduire la fréquence du nettoyage :
Les tampons de séparateurs à cartouches sont largement utilisés dans les industries pétrolière et gazière, chimique et pétrochimique. Les utilisations suivantes sont des exemples typiques de la façon dont ces domaines industriels utilisent les filtres de séparateurs à cartouches.
Industrie pétrolière et gazière
Dans l'industrie pétrolière et gazière, les capuchons de séparateurs à cartouches sont utilisés de la manière suivante.
Les séparateurs à cartouches sont utilisés avec des séparateurs et des épurateurs pour améliorer la qualité du gaz en éliminant le transport de liquide et en améliorant ainsi la qualité du produit.
Les filtres de séparateurs à cartouches sont souvent utilisés dans les épurateurs de gaz, qui nettoient le flux de gaz en éliminant l'aérosol. Cette application protège les équipements en aval et améliore la conformité environnementale.
Dans un séparateur multiphase, un séparateur à cartouches peut être utilisé dans la section de sortie du gaz. Le séparateur séparera les petites gouttelettes de liquide du gaz, augmentant la pureté du gaz et empêchant le transport de liquide dans les procédés en aval.
Pour réduire la quantité de brouillard, de gouttelettes de liquide et d'aérosols dans l'effluent de l'hydrocyclone, un séparateur à cartouches peut être utilisé en aval d'un hydrocyclone.
Industrie chimique et pétrochimique
Dans l'industrie chimique et pétrochimique, un séparateur à cartouches peut être utilisé de la manière suivante :
Les filtres de séparateurs à cartouches sont couramment utilisés dans les épurateurs, qui sont des dispositifs qui éliminent le brouillard des flux de gaz. L'élimination du brouillard améliore la qualité du gaz et l'efficacité du processus.
De plus, les séparateurs à cartouches peuvent être utilisés dans les épurateurs à cyclones et les séparateurs de brouillard. Dans ce cas, ils réduiront le brouillard liquide entrant dans les ventilateurs et les compresseurs en aval, réduisant ainsi le risque de dommages causés par le liquide aux pièces rotatives.
Il existe plusieurs aspects essentiels à prendre en compte lors du choix du séparateur à cartouches pour une application ou un processus spécifique. Il s'agit notamment de :
Flux :
L'efficacité de la séparation du brouillard est le premier et le principal paramètre à prendre en compte lors du choix d'un séparateur. Différents procédés ont des concentrations de brouillard acceptables distinctes. Par conséquent, une cartouche qui élimine efficacement la quantité de brouillard requise tout en permettant le passage de la vapeur souhaitée est nécessaire.
Charge liquide :
Elle correspond au volume de liquide (en litres) qui tombe sur le séparateur à cartouches par unité de liquide sur la cartouche par unité de temps. La charge liquide influence le choix du séparateur à cartouches. Des charges liquides plus élevées peuvent nécessiter des cartouches ayant une capacité ou une efficacité plus importante pour gérer efficacement la quantité.
Composition du liquide :
La nature du liquide (eau pure, solution saline, solution organique, etc.) affecte le choix du séparateur à cartouches. Certaines cartouches sont mieux adaptées pour gérer des compositions de liquides spécifiques en raison de leurs matériaux ou de leur conception.
Composition de la vapeur :
Le séparateur à cartouches doit être compatible avec la nature chimique de la vapeur. Les environnements agressifs peuvent nécessiter des matériaux résistants à la corrosion ou des revêtements spéciaux pour la cartouche.
Température et pression :
La plage de température et de pression de fonctionnement du processus doit se situer dans les limites du séparateur à cartouches. Des conditions extrêmes peuvent endommager ou dégrader les performances de la cartouche.
Matériau de la cartouche :
Le choix du matériau de la cartouche (par exemple, acier inoxydable, polypropylène, etc.) dépend de facteurs tels que la compatibilité avec le liquide/la vapeur manipulé, la longévité et les exigences de maintenance.
Q1 : Comment fonctionne un séparateur à cartouches ?
A1 : Le séparateur à cartouches sépare les phases liquide et vapeur par tension superficielle. Le flux de gaz pénètre dans la cartouche. La mousse se place sur le trajet du gaz avant que le liquide ne se produise. Le flux de gaz entrant crée un phénomène de bouillonnement. Les bulles grossissent, se brisent et changent de direction, améliorant ainsi la séparation des phases.
Q2 : Quels sont les types de séparateurs à cartouches ?
A2 : Il existe quatre principaux types de séparateurs à cartouches : les éliminateurs de brouillard à mailles métalliques, les éliminateurs de brouillard à paquets d'aubes, les éliminateurs de brouillard à cyclones et les filtres à cartouches coalescents. Les séparateurs à mailles métalliques utilisent une fine maille métallique pour filtrer le brouillard. Les séparateurs à paquets d'aubes utilisent des lames inclinées pour modifier la direction d'écoulement du brouillard. Les séparateurs à cyclones ont un carter cylindrique avec un tuyau d'entrée. Les gouttelettes de liquide tourbillonnent contre la paroi du tuyau et s'écoulent vers le bas. Les filtres à cartouches coalescents utilisent des cartouches en fibres pour collecter et fusionner les petites gouttelettes, formant des gouttelettes plus grosses qui sortent de la cartouche.
Q3 : Quand faut-il utiliser un séparateur à cartouches ?
A3 : Les séparateurs sont nécessaires dans les équipements où les cartouches doivent être maintenues en sécurité. Sans séparateur, les situations suivantes peuvent se produire : accumulation de liquide, inondation, déversement et niveaux de liquide bas. Un séparateur à cartouches est également nécessaire pour les pipelines qui transportent de la vapeur. Le brouillard liquide dans le pipeline peut causer de la corrosion et réduire l'efficacité du système.
Q4 : Quels sont les avantages des séparateurs à cartouches ?
A4 : Le séparateur à cartouches offre de nombreux avantages. Il améliore l'efficacité du système en réduisant le transport de liquide et de brouillard vers les unités en aval. Le séparateur protège les équipements contre le liquide et le brouillard qui peuvent les endommager et réduire leur durée de vie. L'élimination du brouillard réduit la pollution provenant de la cheminée.