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Installation de chargement de clinker

En quelques mots

Les ingénieurs d’EOLIOS ont dimensionné par simulation CFD un système de chargement de Clinker pour camion. L’objectif a été de supprimer la dispersion de poussières sur le site et de limiter les coûts d’investissements.

Illustration d'un camion en train de charger du clinker - dégagement de poussières de clinker
Illustration du chargement du clinker sans systèmes d'aspiration des poussières
Projet

Installation de chargement de clinker

Année

2021

Client

NC

Localisation

France

Typologie

Etude des poussières

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Production de ciment et poussières

Quels sont les risques associés aux poussières ?

Lors de la production de ciment, de grandes quantités de poussières fines et dangereuses sont produites et libérées. Ces poussières nocives se déposent sur toutes les surfaces de l’usine, ou sont portées par le vent, représentant une menace sérieuse pour la santé des travailleurs et des problèmes d’efficacité de la production.

La production du ciment dans les cimenteries expose les cimentiers à des pathologies cutanées et respiratoires, dont certaines d’origine allergique, liées à la structure de poudre fine alcaline et irritante qui se répand dans l’air ambiant sous forme de poussières, et qui se dépose sur tous les sols et supports divers.

Qu'est ce que le clinker ?

Le clinker est un matériau composé principalement de silicate, daluminate et de ferrite de calcium, qui est élaboré à partir de matières premières telles que le calcaire et largile, puis cuit à des températures très élevées. Il est le principal constituant de la plupart des bétons et des mortiers, et est également utilisé pour la fabrication de briques et de tuiles.

Tas de clinker en entrepôt
Tas de clinker dans un entrepôt de stockage

Comment le clinker est stocké et transporté ?

Le clinker est stocké à l’air libre dans des piles ou des tas. Le clinker est généralement stocké en tas dans un entrepôt à l’aide de systèmes de mise en tas et de bâchage mécaniques. Des systèmes de convoyeurs à bande sont utilisés pour transporter le clinker dans l’entrepôt et le déposer sur le tas. Une fois le tas formé, un système de bâchage mécanique est utilisé pour sécuriser le tas et le maintenir en place. Des dalles de protection sont également placées entre les tas afin de réduire le risque de mouvement ou d’effondrement accidentel des tas. 

Le clinker est généralement transporté par camionsremorques équipés de benne, par bateau et par train. Le clinker est déchargé dans les camions à l’aide d’un chariot élévateur, équipé d’un système de benne et d’une grue. La benne est placée sous le clinker et le chariot élévateur la soulève et la déverse dans le camion. Il peut y avoir de la poussière, mais les usines de clinker s’efforcent d’utiliser des systèmes de filtrage et d’aspiration pour minimiser les émissions.

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Description de la mission d’expertise CFD

Conception sur mesure d'un systèmes d'aspiration des poussières du clinker :

Le système doit être conçu pour capturer et éliminer les poussières de clinker génées par le chargement des camions. Il est conçu pour être installé sur le site ou à proximité, pour capturer les poussières à la source lors du déchargement avant quelles ne contaminent lair et lenvironnement. Le système d’aspiration des poussières du clinker est optimisé pour fournir une solution efficace et sûre pour la collecte des poussières fines et légères générées par le clinker. Il permet d’offrir une efficacité de filtration élevée, une capacité de traitement importante et une solution limitant la surconsommation énergétique.

Modèle 3D - Revit - systèmes d'aspiration des poussières de clinker
Modèle 3D d'étude

Méthodologie de dimensionnement des systèmes de captation de poussières :

Les études d’EOLIOS Ingénierie ont permis de concevoir un système spécifique d’aspiration des poussières de Clinker lors du chargement des bennes de camion de transport.

L’objectif a été de simuler différents prototypes afin de valider un concept d’aspiration (captation efficace des poussières sans rejet dans l’environnement.

Coupes des vitesses d'air par simulation CFD d'un système d'aspiration des poussières industrielles de clinker
Simulation CFD des vitesses d'aspiration

Les études ont permis de converger vers le système le plus efficace, réduisant très nettement les débits d’aspirations généralement employés pour ce type de systèmes (optimisation des coûts d’investissement par la réduction de capacité des ventilateurs d’aspiration).

La concentration théorique des poussières expulsées a été étudiée en fonction de différents niveaux de chargement.

Etude des vitesses en iso surface CFD d'un systèmes d'aspiration des poussières de clinker
Isosurface des vitesses efficaces permettant la captation des poussières après optimisation des systèmes

Les pertes de charge et les niveaux de pression ont été déterminés afin de calibrer les différents organes de régulation (vannes, trappes…).

En finalité, ces études ont permis d’améliorer la qualité d’air du site et de limiter la pollution générée par le relâchement de poussières fines dans l’environnement. L’optimisation des systèmes a permis de limiter très nettement les coûts d’investissement du client.

Synthèse vidéo de l'étude

Une étudealisée par la méthode CFD a étudié le chargement de clinker entraînant ungagement de poussière et les systèmes de captation conçus pour cela. La simulation numérique a été utilisée pour modéliser le comportement des particules de poussière pendant le chargement et lechargement, et pour concevoir et évaluer le rôle des systèmes de captation. Les résultats ont mont que le système de captation aussi à réduire le taux de poussière libérée dans latmosphère de 80%, ce qui représente un bon résultat en matière de protection de lenvironnement.

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