Filtres à air comprimé submicroniques
Les filtres à air sont l'un des éléments essentiels dans le traitement de l'air comprimé industriel et doivent être entretenus avec un soin particulier. Sa mission est de nettoyer l’air comprimé de toutes les impuretés qu’il pourrait contenir. L'air comprimé généré par le compresseur traverse le filtre à air industriel et les particules solides sont retenues par les différentes couches qui forment le filtre, tandis que les gouttelettes d'eau reçues par le filtre sont éliminées par les dispositifs de purge situés au fond du filtre. .
Un mètre cube d'air comprimé contient plus de cent millions de particules de saleté, des quantités considérables d'eau et d'huile, des virus et des bactéries, et même des particules de métaux lourds comme le plomb, le cadmium et le mercure. Si l'air comprimé n'est pas filtré, le fonctionnement sans problème des composants du système tels que les vannes ou les cylindres ne peut être garanti à moyen ou long terme. Par exemple, un air comprimé mal traité peut contaminer les vannes de régulation et provoquer un gonflement et une usure prématurée des joints.
Les filtres jouent un rôle important dans le processus de traitement de l'air comprimé. Selon l'application, des normes de pureté strictes nécessitent l'élimination d'une grande variété de contaminants, notamment les aérosols et les vapeurs d'hydrocarbures.
Les impuretés présentes dans l'air comprimé peuvent provenir de différentes sources. Avec l'air aspiré, la poussière ou le pollen existant dans l'air ambiant peuvent pénétrer, tandis qu'un réservoir ou les canalisations du réseau général qui se corrodent avec le temps peuvent apporter des particules et des contaminants nocifs à l'air déjà comprimé. Les aérosols et vapeurs d'huile sont dus dans la plupart des installations à l'utilisation de compresseurs lubrifiés et doivent être filtrés avant utilisation finale.
Dans l'air ambiant urbain et dans les zones industrielles, il y a également une concentration moyenne d'hydrocarbures comprise entre 0,03 et 0,10 mg/m3, en considérant une valeur moyenne de 0,05 mg/m3, il y aura donc des hydrocarbures dans l'air aspiré par les compresseurs et donc également présents dans l'air comprimé, même si les compresseurs sont sans huile.
Selon les applications de l'air comprimé, les exigences en matière de pureté sont différentes. La présence de contaminants doit être limitée et ne peut dépasser les niveaux acceptables, selon l'application, pour éviter d'endommager les équipements ou les processus de production. Dans les systèmes de filtration d'air comprimé, nous avons vérifié à de nombreuses reprises des erreurs d'installation, telles que des filtres mal montés, des filtres mal dimensionnés ou des filtres installés au mauvais endroit. L'utilisateur d'une installation d'air comprimé doit comprendre l'importance de placer les filtres appropriés dans son installation.
Un système de filtration mal conçu ou mal installé peut engendrer des coûts et des problèmes techniques, comme des chutes de pression excessives ou une saturation rapide des éléments filtrants.
Types de filtres
Il existe différents types de filtres selon le type de filtration, selon les matériaux et la structure des éléments filtrants. Parmi les différentes catégories de filtres pour air comprimé, on distingue : les filtres en céramique, les filtres séparateurs d'eau, les filtres coalescents de différents degrés de filtration, les filtres et tours à charbon actif et les filtres stériles et à vapeur.
- Filtres en céramique : les filtres en céramique sont utilisés avec les compresseurs à pistons alternatifs, où la qualité de l'air comprimé est médiocre. Les éléments filtrants sont des bougies d'allumage en céramique et leur capacité de filtrage est supérieure à 5 microns. Depuis l'introduction des compresseurs rotatifs à vis il y a quelques années, en remplacement des compresseurs à pistons alternatifs, ce type de filtre a disparu des salles de compresseurs.
- Filtres séparateurs d'eau : les filtres séparateurs d'eau sont utilisés pour éliminer de grandes quantités de condensats, tels que ceux générés dans les refroidisseurs postérieurs des compresseurs, provoqués par le refroidissement de l'air comprimé. Ces filtres ne disposent dans la plupart des cas pas d'éléments filtrants, le condensat étant séparé mécaniquement en faisant circuler l'air comprimé à travers un diffuseur centrifuge qui provoque son élimination ultérieure de sa précipitation à la base du filtre.
- Filtres coalescents : Les filtres coalescents sont principalement utilisés pour éliminer les particules et les hydrocarbures en fonction de leur degré de filtration, bien qu'ils éliminent également une partie de l'humidité de l'air comprimé. Sa capacité de filtration des particules varie de 5 microns à 0,01 microns, et pour les hydrocarbures de 3 mg/m 3 à 0,005 mg/m 3. Les éléments filtrants sont fabriqués à partir de matériaux en microfibre borosilicate et en polyester. Dans les filtres coalescents, les particules, l'eau et les hydrocarbures adhèrent par coalescence aux fibres de l'élément filtrant, formant des gouttelettes de plus en plus grosses qui tombent vers la base du filtre et sont ensuite éliminées. Lorsque l'élément filtrant devient saturé, il doit être remplacé pour éviter les pertes de pression qui entraînent une plus grande consommation d'énergie.
- Filtres et tours à charbon actif : Les filtres et tours à charbon actif sont utilisés pour l'élimination des vapeurs et des odeurs d'hydrocarbures. Sa capacité de filtration est pour une teneur en huile résiduelle allant jusqu'à 0,003 mg/m 3. Les filtres et tours à charbon actif doivent être précédés de filtres coalescents pour éviter qu'ils ne se saturent rapidement. Les éléments filtrants ont du charbon actif sur leur surface pour retenir et éliminer les hydrocarbures de l'air comprimé, tandis que les tours ont du charbon actif à l'intérieur comme matériau adsorbant. Dans ce dernier, un filtre à particules arrière doit toujours être installé pour retenir les éventuelles poussières de charbon actif qui pourraient sortir avec l'air comprimé.
Pour le recyclage et l'évacuation des éléments et de l'eau accumulés, des purges sont utilisées. Voici les types :
- Manuelle : La vidange des condensats est manuelle en ouvrant le robinet situé à la base du boîtier. Ce type de purge est généralement monté sur des filtres situés dans des points où l'humidité ne doit pas atteindre en raison du traitement précédent, tels que les filtres à charbon actif ou les post-filtres à particules, c'est pourquoi ils nécessitent des contrôles réguliers pour l'existence de condensats.
- Semi-automatique : ce type de vidange est normalement fermé lorsque le filtre est sous pression. Lorsque la pression dans le filtre est réduite à la pression ambiante, le filtre s'ouvre, purgeant le condensat. Ce type de purge est généralement installé dans des filtres situés dans les prises d'eau de l'installation ou dans les descentes de purge du réseau général.
- Bouée ou flotteur : ce type de vidange est automatique et agit mécaniquement. Comme il y a du condensat à la base du filtre, la bouée ou flotteur monte, permettant au condensat de s'échapper, créant une banquette arrière pour le fermer. L'inconvénient de ce type de filtre est que s'il y a des particules ou de la saleté à la base du boîtier, la fermeture ne se fera pas correctement, provoquant des fuites d'air comprimé avec des pertes conséquentes.
- Temporisée : ce type de vidange est automatique, nécessite de l'énergie électrique et agit de manière temporisée. La synchronisation est réalisée en régulant le temps d'ouverture de la purge et l'intervalle de temps entre les purges. Le problème avec ce type de purge est qu'il est difficile que la purge coïncide avec le moment réel où elle doit avoir lieu, donc généralement soit tout le condensat n'est pas purgé, soit nous aurons des pertes dues à des fuites d'air comprimé si nous voulons assurer une purge complète.
- Capacitif : ce type de vidange est automatique, avec un système de vidange par régulation électronique de niveau, nécessitant une alimentation électrique. Ce système de purge est le plus efficace pour éviter les pertes d'air comprimé. Ces drains disposent d'un capteur de niveau capacitif à l'intérieur d'un récipient où se dépose le condensat. Lorsque le récipient est rempli, le capteur de niveau envoie un signal au contrôleur électronique pour ouvrir le tuyau de sortie et évacuer les condensats. Certains modèles de purge capacitive intègrent un système de gestion qui surveille la durée de vie utile de l'élément filtrant.
