Poudres toxiques

Gericke a fourni de nombreux systèmes de transports pneumatiques à une entreprise chimique internationale située en Europe de l'Ouest. Ceux-ci permettent d'acheminer les poudres NMC depuis des stations de vidange de conteneurs vers les lignes de production situées à plus de 60 mètres du point de déchargement.

Le client de Gericke cherchait des solutions pour transférer des poudres toxiques utilisées pour la production de batteries rechargeables. Les cathodes des batteries rechargeables se composent en général de poudre fine d'oxyde de lithium, nickel, manganèse et cobalt (NMC). Les poudres NMC ont généralement une densité vrac élevée, supérieure à 1,5 kg/l, et sont considérées comme abrasives. En raison de ce caractère abrasif, un système de transport en phase dense à très faible vitesse s'impose afin de limiter au maximum les phénomènes d'usure des tuyauteries de transfert. Rappelons que les phénomènes d'abrasion sont liés au cube de la vitesse des produits transférés.

Contraintes de l’application

À la suite de nombreux essais réalisés en pilote, le client a sélectionné le système de transfert type PulseFlow® PTA de Gericke qui permet de garantir des vitesses très faibles du produit dans la tuyauterie. Ce point est déterminant car aucune contamination provenant de l'usure métallique n'est acceptée dans la poudre puisqu'elle pourrait provoquer ultérieurement un court-circuit dans la batterie. Par ailleurs, les poudres étant très sensibles à l'humidité, on utilise de l'air très sec pour éviter que des agglomérats ne se forment. Le système PTA PulseFlow® de Gericke permet d'obtenir une charge élevée de solides en phase transport, ce qui minimise la consommation de gaz sous pression et réduit de manière significative la consommation d'énergie pour la production d'air comprimé.

Enfin, la poudre NMC étant toxique et cancérigène, il était très important pour le client de sélectionner une technologie qui puisse donner toutes les garanties d’étanchéité aux gaz et aux poussières afin de protéger les opérateurs et l’environnement.

Principe de fonctionnement

Le produit à transférer alimente gravitairement un réservoir sous pression, appelé plus communément « sas d'expédition », via une vanne d'entrée depuis un silo, une trémie, un big bag. Une fois le sas rempli, la vanne se ferme et le transfert peut débuter. On injecte dans le système de manière cadencée et sur des périodes d'environ une seconde le gaz comprimé, qui peut être de l'air ou de l'azote, aux points A et B (voir schéma ci-contre). L'injection au point A aura pour effet de générer un bouchon de produit très dense d'une longueur d'environ un mètre. L'injection au point B va générer un bouchon de gaz comprimé. Les bouchons de produit et de gaz vont se déplacer dans la tuyauterie à très faible vitesse jusqu'au point d'arrivée. Le transfert n'est possible que si le gaz comprimé se déplace plus vite que le bouchon de produit (environ 30 %). Pour cela, le gaz comprimé doit traverser les bouchons de produit et vaincre leur résistance tout au long du parcours. Plus la résistance à vaincre sera élevée ­ du fait, entre autres, de la rhéologie du produit et de la distance de transfert ­, plus la pression de transfert nécessaire au convoyage sera élevée. Ce transport pneumatique permet de convoyer des poudres ou granulés à des vitesses très faibles comprises entre 2 et 6 m/s et de limiter au maximum les consommations de gaz comprimés. Ils sont destinés aux produits fragiles qui pourraient être détériorés (attrition) par des vitesses trop élevées (création de fines, augmentation de densité, augmentation de mouillabilité, etc.), à des mélanges qui sont sujets aux phénomènes de ségrégation, à des produits abrasifs qui peuvent détériorer les installations, etc.