Optimization of the performance of an industrial electrofiltration process powered by high pulsed power.

Optimisation des performances d'un procédé industriel d'électrofiltration alimenté par hautes puissances pulsées.

S. Souakri (1)

1 SIAME - Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur Appliquées à la Mécanique et au génie Electrique

The fight against air pollution is a major issue in the twenty-first century. The center of Marcoule of CEA develops different waste treatment processes by incineration / vitrification that generate combustion gases requiring treatment. To do this, the CEA uses the electrostatic precipitation, a technical waste gas treatment employed for thin particles filtration. This thesis is dedicated to optimizing the performance of an electrofilter supplied by high pulsed powered. One of the goals is to size and achieve a new emissive electrode adapted to the development of a new incineration process. This new electrode coupled to its High Voltage (HV) power supply, which electrical parameters were optimized, allowed to obtain maximum filtration efficiency during operating times in line with industrial applications. The impact of the physicochemical characteristics of dusts on the filtration efficiency was analyzed. A specific study also focused on the evolution of different discharge conditions that develop in the electrofilter to identify the phenomena responsible for the process efficiency fall. The intake of the emissive electrode and a hybrid generator, combining a continuous background voltage superimposed with impulses, has clearly been demonstrated by their effects on back corona initiation and therefore on the optimal efficiency operation duration.

La lutte contre la pollution atmosphérique est un enjeu majeur de ce XXIème siècle. Le centre de Marcoule du CEA développe différents procédés de traitement de déchets issus du nucléaire par incinération / vitrification qui génèrent des gaz de combustion nécessitant un traitement. Pour ce faire, le CEA utilise la précipitation électrostatique, technique de traitement d’effluents gazeux employée pour la filtration des particules fines. Cette thèse est consacrée à l’optimisation des performances d’un électrofiltre alimenté par hautes puissances pulsées. L’un des objectifs est de dimensionner et réaliser une nouvelle électrode émissive adaptée au développement d’un nouveau procédé d’incinération. Cette nouvelle électrode couplée à son alimentation HT, dont les paramètres électriques ont été optimisés, ont permis d’obtenir des rendements de filtration maximum durant des temps de fonctionnement en adéquation avec des applications industrielles. L’impact des caractéristiques physico-chimiques des poussières sur l’efficacité de filtration a été analysé. Une étude spécifique a également porté sur l’évolution des différents régimes de décharge qui se développent dans l’électrofiltre de manière à identifier les phénomènes responsables de la chute d’efficacité du procédé. Les bénéfices de l’électrode émissive et d’un générateur hybride, combinant des impulsions de tension superposées à un fond continu, ont clairement été mis en évidence par leurs effets sur l’initiation des back corona et par conséquent sur la durée de fonctionnement à rendement optimal.

Mots clés: electrostatic precipitation; corona discharge; fine particles.; back-corona; Decontamination; high voltage; pulse generator

Mots clés: décharge couronne; précipitation électrostatique; back corona; particules fines.; Dépollution; haute tension; générateur impulsionnel

Domaines: Génie des procédés; Génie chimique; Ingénierie de l'environnement; Energie électrique; Plasmas

S. Souakri. Optimisation des performances d'un procédé industriel d'électrofiltration alimenté par hautes puissances pulsées.. Génie des procédés. Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2016. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02370194⟩