Types d'écumeurs d'huile et leur fonctionnement
Écumeurs d'huile Les écrémeurs servent à éliminer le pétrole flottant à la surface de l'eau afin de le transférer vers un site de stockage pour recyclage, traitement ou élimination. Bien que leur fonction de base soit la même, les différents modèles utilisent des méthodes de collecte du pétrole variées. Certains permettent à la couche superficielle de s'écouler par-dessus un déversoir, tandis que d'autres utilisent des tambours, des disques, des brosses ou des courroies pour attirer le pétrole. Les écrémeurs à aspiration aspirent les liquides de surface directement dans un système de récupération.
La conception optimale dépend du type de pétrole, de l'épaisseur de la nappe, des conditions hydrologiques, des débris, de la méthode de déploiement et des pompes et capacités de stockage disponibles. Comprendre le fonctionnement de chaque mécanisme facilite le choix d'un système qui équilibre le taux de récupération, la sélectivité du pétrole et les exigences pratiques sur le terrain.
Qu'est-ce qu'un écrémeur d'huile ?
Un écrémeur d'hydrocarbures est un dispositif mécanique qui récupère les hydrocarbures à la surface de l'eau. Les écrémeurs sont utilisés lors des interventions en cas de déversement dans les rivières, les lacs, les ports, les eaux côtières et en mer. Les systèmes fixes ou mobiles peuvent également éliminer les hydrocarbures indésirables des réservoirs, des bassins, des lagunes et des eaux de process industrielles.
Un écumeur ne constitue qu'un élément d'un système de récupération. Selon l'application, l'installation complète peut également comprendre un barrage flottant, une pompe ou une source d'aspiration, des tuyaux, un groupe électrogène et un espace de stockage temporaire. Chaque composant doit être compatible avec la viscosité du produit récupéré et la distance de transfert requise.
Comment fonctionnent les écrémeurs d'hydrocarbures
La plupart des écrémeurs exploitent le comportement du pétrole à l'interface huile-eau. De nombreux produits pétroliers étant moins denses que l'eau, ils ont tendance à flotter et à former une couche superficielle. La densité n'est cependant pas le seul facteur. Le pétrole et l'eau ne se mélangent pas facilement, et la tension interfaciale contribue à maintenir les liquides séparés tout en influençant la façon dont le pétrole s'étale en nappe. L'altération, l'émulsification, les sédiments et les turbulences peuvent modifier ce comportement, de sorte que tous les produits déversés ne restent pas sous forme d'une couche propre et uniforme.
La chimie de surface détermine également la façon dont un liquide mouille un matériau solide. Les surfaces oléophiles ont une plus grande affinité pour l'huile que pour l'eau. Lorsqu'un tambour, un disque, une bande ou une brosse oléophile traverse une nappe d'huile, celle-ci recouvre la surface de collecte. Des racleurs ou des essuie-glaces retirent ensuite l'huile et la dirigent vers un bassin de récupération. Ce procédé sélectif permet généralement de récupérer une concentration d'huile plus élevée qu'un dispositif qui aspire toute la couche superficielle.
Les écrémeurs à déversoir et à aspiration fonctionnent selon une approche différente. Un déversoir est positionné au niveau ou juste en dessous de l'interface huile-eau, de sorte que la couche superficielle s'écoule dans une trémie. Une tête d'aspiration utilise une pression négative pour aspirer les particules de surface dans un tuyau. Ces méthodes non sélectives permettent une récupération totale de fluide élevée, mais elles peuvent collecter davantage d'eau en même temps que le pétrole.
La voie de récupération du pétrole
- Le pétrole est contenu ou concentré là où l'écumeur peut le rencontrer.
- La tête d'écrémage recueille la pellicule par débordement, adhésion ou aspiration.
- Des racleurs, des racleurs, la gravité ou l'aspiration permettent de transférer le liquide récupéré dans un puisard ou un tuyau.
- Une pompe ou une source de vide transfère l'huile ou le mélange huile-eau vers un stockage temporaire.
- Les matériaux récupérés sont triés, recyclés, traités ou éliminés conformément au plan d'intervention et aux exigences applicables.
Les principaux types d'écumeurs d'huile
Les écrémeurs d'hydrocarbures peuvent être classés selon leur mécanisme de récupération. Au sein de chaque groupe, la taille, les matériaux, les systèmes de pompage et les configurations de déploiement peuvent varier considérablement.
Écumoires Weir
Un écumeur à déversoir élimine la couche supérieure de liquide. L'huile et une partie de l'eau s'écoulent par-dessus un bord réglable ou autoréglable dans une trémie centrale, d'où le fluide récupéré est pompé vers un réservoir de stockage. Comme tout liquide en surface peut franchir le déversoir, ces écumeurs sont considérés comme non sélectifs.
- Utile lorsque la récupération totale de fluide est importante ou lorsque l'huile est trop épaisse ou irrégulière pour une surface sélective.
- Peut traiter de nombreuses huiles qui restent suffisamment fluides pour s'écouler par-dessus le déversoir.
- Peut accumuler une quantité d'eau importante, surtout par forte houle ou lorsque le déversoir est réglé trop bas.
- Les débris flottants peuvent interférer avec l'entrée ou la pompe en aval.
Voir Elastec écumeurs d'huile de déversoir.
Écumoires de tambour
Les écumeurs à tambour utilisent des tambours oléophiles rotatifs qui traversent la couche d'huile. L'huile adhère à la surface du tambour tandis qu'une grande partie de l'eau s'écoule. Des racleurs éliminent l'huile et la dirigent vers un bac de collecte pour son pompage vers le stockage.
- La récupération sélective permet de réduire la quantité d'eau envoyée au stockage.
- Les surfaces de collecte lisses, rainurées ou interchangeables peuvent être adaptées à différentes huiles et conditions de fonctionnement.
- Les performances dépendent de la viscosité de l'huile, de l'épaisseur de la pellicule, de la vitesse du tambour et de la capacité de l'huile à atteindre les tambours.
Voir Elastec écumeurs à huile de tambour.
Skimmers de disque rainuré
Les écumeurs à disques utilisent une batterie de disques oléophiles rotatifs. Au passage des disques dans la nappe d'huile, celle-ci se recouvre d'huile. Des racleurs éliminent l'huile à chaque rotation et la dirigent vers un bac de récupération. La présence de plusieurs disques offre une grande surface de collecte dans une tête d'écumage compacte, tandis que des rainures permettent d'accroître la surface disponible pour le transport de l'huile.
- La collecte sélective limite généralement la récupération d'eau excédentaire.
- La géométrie du disque et sa vitesse de rotation doivent être adaptées à l'huile et à l'environnement d'exploitation.
- La gestion des débris et l'inspection régulière des racleurs sont importantes pour un fonctionnement constant.
Voir Elastec écumeurs à disque rainuré.
Skimmers à brosse
Les écumeurs à brosses recueillent le pétrole grâce à des rangées de poils oléophiles. Ces brosses tournent dans la nappe de pétrole et sont peignées ou raclées à leur retour vers l'écumeur, libérant ainsi le pétrole récupéré dans un bassin de décantation. La rigidité et l'espacement des brosses influent sur les types de pétrole que l'écumeur peut traiter.
- Souvent préconisée pour les huiles visqueuses, altérées ou émulsionnées qui adhèrent aux poils.
- Peut être configuré comme une unité autonome, intégré à un navire ou adapté à un autre modèle d'écumeur.
- Les poils et les composants de nettoyage doivent être inspectés lors de leur utilisation à proximité de débris.
Voir Elastec écumeur à tambour à brosse.
Écumoires de ceinture
Les écrémeurs à bande déplacent une bande oléophile continue à travers l'huile. La bande extrait l'huile de l'eau, et un racleur ou un essoreur la récupère et la recueille dans un puisard ou une cuve. Les petits écrémeurs à bande fixe sont courants dans les applications industrielles, tandis que les systèmes à bande flottante ou mobile de plus grande taille peuvent être utilisés pour la lutte contre les déversements.
- La courroie peut atteindre l'intérieur des réservoirs, des fosses ou des zones confinées où le mécanisme d'entraînement doit rester au-dessus du liquide.
- Le matériau et la conception de la surface de la courroie peuvent être sélectionnés en fonction des huiles et des températures.
- L'alignement, la tension, l'état du racleur et la charge de débris influent sur le fonctionnement.
Voir Elastec Écumeur d'huile FilterBelt.
Écumeurs à aspiration et à vide
Les écrémeurs à aspiration utilisent une tête flottante ou un outil de prélèvement relié à une pompe ou à un système d'aspiration. L'opérateur positionne l'entrée à l'interface huile-eau, et la dépression aspire le liquide de surface par un tuyau vers un réservoir de récupération. Ce système, qui collecte tout ce qui y pénètre, n'est pas sélectif.
- Portable et utile là où un tuyau peut atteindre l'huile stagnante ou contenue.
- Permet de récupérer simultanément le pétrole, l'eau et les petits débris, ce qui augmente les besoins en stockage et en séparation.
- Il convient de tenir compte du diamètre du tuyau, de la hauteur d'aspiration, de la compatibilité de la pompe et du risque d'obstruction.
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Écrémeurs flottants, fixes et à déplacement
Le mécanisme de collecte n'est qu'un aspect du choix d'un skimmer. La configuration de déploiement est également importante.
- Les écumeurs flottants fonctionnent à la surface de l'eau et peuvent être maintenus par des lignes, déployés depuis le rivage ou actionnés depuis un navire.
- Les écumeurs fixes ou montés restent dans un réservoir, une fosse, un séparateur ou tout autre emplacement contrôlé pour l'élimination régulière du pétrole.
- Les écrémeurs stationnaires de lutte contre les déversements récupèrent le pétrole acheminé jusqu'à la tête d'écrémage par un barrage flottant, un courant ou un positionnement manuel.
- Les écrémeurs à progression lente se déplacent dans la nappe de pétrole ou utilisent le mouvement du navire pour acheminer le pétrole vers le système de récupération. Leur efficacité dépend fortement de la fréquence de rencontre et de la vitesse de fonctionnement.
Comment choisir le bon écumeur d'huile
Il convient de commencer par définir les conditions de fonctionnement du système de récupération complet. Les facteurs suivants influencent le choix de l'écumeur et ses performances sur le terrain.
- Propriétés de l'huile. Identifier le produit, sa viscosité attendue, sa résistance aux intempéries, son pouvoir émulsifiant et sa température de fonctionnement.
- Épaisseur de la nappe et vitesse de rencontre. Un écumeur ne peut pas récupérer le pétrole plus vite que celui-ci n'atteint sa surface de collecte.
- Conditions de l'eau. Les vagues, les courants, le vent et le mouvement des navires peuvent modifier la position de l'entrée d'eau, augmenter l'aspiration d'eau et éloigner le pétrole de l'écumeur.
- Débris et glace. Les matières flottantes peuvent bloquer les déversoirs, encrasser les brosses ou les disques et obstruer les tuyaux ou les pompes.
- Sélectivité d'huile requise. Une capacité de stockage ou de séparation en aval limitée peut favoriser un système minimisant l'absorption d'eau.
- Compatibilité de la pompe et du tuyau. Le fluide récupéré doit circuler dans la pompe et le tuyau de refoulement avec la viscosité et la hauteur de refoulement prévues.
- Capacité de stockage. La récupération totale des fluides, et non seulement la récupération du pétrole, détermine la vitesse de remplissage des réservoirs.
- Ressources nécessaires au déploiement. Prendre en compte le personnel, les bateaux, les grues, les véhicules, l'énergie, l'air comprimé et l'accès possible au lieu du déversement.
- Environnement d'exploitation. Les conditions dangereuses ou corrosives peuvent nécessiter des matériaux compatibles et un système d'entraînement approprié.
- Préparation et entretien. Inspecter les surfaces de collecte, les racleurs, les joints, les tuyaux, les pompes et les groupes motopropulseurs, et former les opérateurs avant tout incident.