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En anglais
Auteur(s)
-
Dominique LECLERC : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Lille. Docteur ès sciences - Laboratoire des sciences du génie chimique de l’INPL (Institut polytechnique de Lorraine) - Professeur à l’Université Henri-Poincaré de Nancy
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Mise à jour de l’article de Dominique LECLERC et Pierre LE LEC †, paru en 1981 dans le traité Généralités.
Pour filtrer des suspensions relativement peu chargées en particules solides (des impuretés en général), on réalise une filtration dans la masse, ou en profondeur, par écoulement de la suspension à travers une masse poreuse (lit de sable ou de graviers...).
L’objet du présent article est de donner les différentes équations locales de filtration et les essais permettant de déterminer les profils de concentration, de rétention et de pression, pour prévoir les conditions optimales de fonctionnement d’un filtre homogène à section constante.
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Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique > Opérations unitaires : séparation de phases, décantation et filtration > Filtration en profondeur - Aspects théoriques > Optimisation d’un filtre homogène à section constante
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5. Optimisation d’un filtre homogène à section constante
Elle a pour but de trouver les conditions de fonctionnement donnant soit le débit maximal de filtrat (optimum opérationnel), soit le prix de revient minimal du filtrat (optimum économique).
Pour un filtre de section
(m2) fonctionnant de façon cyclique à la vitesse um, le débit moyen de filtrat est :
avec :
-
![]()
: - temps de filtration
-
![]()
: - temps de lavage nécessaire pour régénérer le lit
Le débit est d’autant plus grand que le temps de filtration est plus grand par rapport au temps de lavage. Le calcul de l’optimum opérationnel porte donc sur le temps de filtration qui, pour un garnissage et une vitesse um donnés, dépend de l’épaisseur Z du lit. Le temps de filtration et l’épaisseur du lit sont eux-mêmes liés à deux impératifs : la concentration limite maximale ylim du filtrat et la pression limite plim de fonctionnement du filtre. Ces deux impératifs sont contradictoires. En effet, on peut prolonger la durée de filtration pendant laquelle le filtrat reste clair, en augmentant l’épaisseur du filtre, mais on augmente en même temps la perte de charge initiale
du filtre et la pression limite est obtenue plus rapidement. Il existe donc, pour chaque vitesse um et chaque dimension dg des grains, une épaisseur optimale Zopt de lit à laquelle correspond un temps optimal de filtration topt . Le couple Zopt , topt est obtenu à l’intersection des courbes donnant le temps nécessaire...
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Optimisation d’un filtre homogène à section constante
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HERZIG (J.P.), LECLERC (D.M.) et LE GOFF (P.) - Flow of suspensions through porous media. Application to deep filtration - (Écoulement des suspensions à travers les milieux poreux. Application à la filtration en profondeur). Ind. Engng Chem. (USA) 62, n× 5, 1970, p. 8-35.
-
(2) - HERZIG (J.P.) et LE GOFF (P.) - Le calcul prévisionnel de la filtration à travers un lit épais - . 1re partie : Propriétés générales et cinétique du colmatage. Chim. Ind. Génie Chim. (F) 104, n× 18, 1971, p. 2 337-46.
-
(3) - HERZIG (J.P.) et LE GOFF (P.) - Le calcul prévisionnel de la filtration à travers un lit épais - . 2e partie : Optimisation d’un filtre homogène à section constante. Chim. Ind. Génie Chim. 104, n× 19, 1971, p. 2 477-84.
-
(4) - IVES (K.J.) et HORNER (R.M.W.) - Radial filtration - (Filtration radiale). Proc. Inst. Civil Engrs (GB) 55, 1973, p. 229-49.
-
(5) - MINTZ (D.M.) - Modern theory of filtration - (Théorie moderne de...
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