ÉQUIPEMENT ET SYSTÈMES DE MANUTENTION DE PRODUITS VRAC

Aperçu:

Les cendres volantes sont le sous-produit du charbon pulvérisé injecté dans la zone de combustion d'une chaudière. Lorsque la température atteint environ 1 500°C, les matières inorganiques non combustibles contenues dans le charbon fondent et fusionnent sous forme de minuscules gouttelettes en fusion. Ces gouttelettes sont emportées hors de la zone de combustion par les gaz de fumées, puis refroidissent pour former des particules de verre sphériques appelées cendres volantes.¹ Il existe deux principaux types de cendres volantes: les cendres volantes de classe C (produites par la combustion de lignite ou de charbon sous-bitumineux) et les cendres volantes de classe F (produites par la combustion d'anthracite ou de charbon bitumineux). Dans le passé, les cendres volantes étaient rejetées dans l'atmosphère, mais les normes locales et régionales de contrôle de la pollution exigent maintenant qu'elles soient captées avant d'être rejetées, généralement par des séparateurs mécaniques ou électrostatiques. Les cendres volantes collectées sont stockées dans des silos en vue d'une élimination ultérieure ou d'une réutilisation bénéfique.

Environ 43% des 20 millions de tonnes métriques de cendres volantes produites chaque année aux États-Unis sont maintenant recyclées² et utilisées dans diverses applications techniques. Près des deux tiers de ce total sont utilisés pour produire du ciment ou des produits en béton. Plus de 75% de tout le béton traité contient aujourd'hui des cendres volantes.³ Les cendres volantes sont un matériau pouzzolanique, ce qui signifie que lorsqu'elles sont mélangées à de l'eau, elles développent des propriétés cimentaires. Lorsqu'elles sont utilisées comme substitut au ciment Portland dans le béton, les cendres volantes peuvent être utilisées en remplacement de 20 à 35% du matériau cimentaire. Ses avantages par rapport au ciment Portland comprennent une résistance accrue à l'alcali-réaction, une perméabilité réduite et une demande en eau moins importante. Les cendres volantes coûtent également près de 60% moins cher par tonne que le ciment Portland.⁴

D'autres applications incluent les remblais de fondation, les couches de support/de fondation des routes et les processus de stabilisation/solidification

des déchets.⁵ 5 Les briques fabriquées à partir de cendres volantes sont durcies à la vapeur, contrairement aux briques traditionnelles, qui doivent être cuites dans un four. La cuisson à la vapeur utilise plus de 80 % d'énergie en moins que la cuisson au four et émet beaucoup moins de CO₂. Les cendres volantes se retrouvent également dans les articles ménagers courants comme les comptoirs, le dentifrice, les boules de bowling, les ustensiles, les cadres de fenêtre et les carreaux de plafond.⁶

 

Caractéristiques et difficultés:

Selon le type de combustible brûlé et la quantité de silice qu'il contient, les cendres volantes peuvent prendre plusieurs formes physiques. En général, les particules de cendres volantes sont fines, cohésives, abrasives et ont une densité apparente de 1 041,20 kg/m³. Les principales difficultés rencontrées lors du convoyage des cendres volantes comprennent l'envahissement, qui pourrait entraîner des efforts de nettoyage coûteux et longs; la formation d'effet de voute ou de "trous de rat" et l'usure de l'équipement des lignes de convoyage, qui nécessitent toutes des arrêts prolongés pour être résolues. Les cendres volantes s'aèrent également, ce qui signifie que les particules peuvent devenir aéroportées et s'échapper dans l'atmosphère environnante. Il est recommandé de consulter un ingénieur expérimenté en systèmes de manutention lorsqu'on envisage une solution de convoyage de cendres volantes.

Si les cendres volantes sont transportées pneumatiquement dans un système de traitement, la soufflerie utilisée pour déplacer les cendres volantes dans la conduite d'air doit être dimensionnée pour répondre aux exigences du système. En raison de la nature pozzolanique des cendres volantes, des dispositifs supplémentaires peuvent être nécessaires pour réduire les taux d'humidité ou extraire l'humidité des cendres volantes avant leur entrée dans le convoyeur. Afin de ne pas trop aérer les cendres volantes il convient de les manipuler en douceur dans les équipements de convoyage. Si une vis flexible est utilisée pour transporter des cendres volantes, une vis avec une surface plus large et plus plate que la vis de taille standard est nécessaire.

Pour les cendres volantes déchargées des Big Bags, une connexion sûre et étanche à la poussière entre la manchette du sac et l'entrée de l'équipement créant ainsi un système fermé hermétiquement est recommandée. L'équipement spécialement conçu pour l'aide à l'écoulement doit être utilisé pour faciliter l'évacuation complète des cendres volantes du sac. Il s'agit notamment de cadres à ressort qui étirent le sac vers le haut au fur et à mesure qu'il se vide et s'allonge, faisant s'écouler les cendres volantes coincées dans les coins du sac, et de dispositifs pneumatiques d'aide à l'écoulement qui massent le sac et guident les cendres volantes à écoulement difficile dans la manchette du sac. Pour éviter l'échappement de poussière en cas de fuite et/ou lorsque des cendres volantes entrantes déplacent de l'air, le système fermé hermétiquement peut être raccordé à un collecteur de poussière qui met l'ensemble du système sous vide. Ceci offre l'avantage supplémentaire d'écraser les sacs vides avant la fermeture et l'enlèvement, évitant la poussière générée lorsque les sacs vides sont aplatis manuellement.

Les trémies de chargement doivent être conçues avec une géométrie appropriée et peuvent nécessiter l'intégration de dispositifs tels que des vibrateurs pour aider à densifier ce matériau qui s'aère facilement. Un tamis de trémie placé au-dessus de la cuve de réception aidera à protéger les opérateurs si les cendres volantes sont déversées manuellement dans une trémie équipée de dispositifs d'agitation.

Lors du remplissage de Big Bags avec des cendres volantes, la poussière peut être retenue en établissant des connexions sécurisées entre la source d'alimentation du produit et l'entrée du

remplisseur de Big Bags. Le système fermé hermétiquement est raccordé à une chaussette filtrante ou, en option, à un système de collecte de poussière pour empêcher l'air et la poussière déplacés de pénétrer dans l'environnement de l'usine. L'utilisation de pesons et de ponts de densification par vibration maximisera grandement la capacité des Big Bags pendant le processus de remplissage.
 
 

Applications Flexicon:

Un nouveau type de litière pour chat faite de granulés de cendres volantes est déplacé en douceur d'un mélangeur à un sécheur par un convoyeur à vis flexible Flexicon.

En raison des propriétés très variables des cendres volantes et des permutations illimitées des équipements disponibles pour les charger, décharger, remplir, conditionner, vider, peser et transporter, il est fortement recommandé de tester le matériel réel des utilisateurs dans des laboratoires d'essais grandeur nature, après une analyse détaillée de l'application en question par un ingénieur d'applications Flexicon.