Détection d’interfaces

Des interfaces existent entre deux fluides immiscibles mais aussi entre un liquide et une phase mousseuse ou encore entre les composantes solides d’un écoulement par exemple un gel ou solide mou, et un liquide surnageant.

On trouve ces cas de figure dans beaucoup de secteurs industriels comme:

• l’industrie pharmaceutique: des solutions aqueuses et organiques immiscibles sont mélangées de façon à ce que les impuretés soient de préférence absorbées par une phase et les produits purifiés plus facilement isolés.
• l’industrie des biens de grande consommation: mousse durant la production de la bière, hydratation des poudres de lait.
• la pétrochimie: procédé de séparation des phases eau/huile en réservoir créant une émulsion eau/huile entre ces 2 phases.
• le traitement de déchets nucléaires: des écoulements boueux (slurries) sont stockés dans des lagons artificiels.

Dans chaque cas, extraire trop de fluide conduit parfois à la décantation du second fluide dans le premier et à l’échec du procédé de séparation ayant un impact sur les rendements, la qualité du produit et l’efficacité du procédé.

De nombreuses interfaces sont facilement observées par exemple au travers d’une fenêtre de contrôle ou en utilisant une jauge. Toutefois sans visuel, les interfaces sont très difficiles à identifier, notamment parce que les techniques de mesure sont habituellement en position fixe et ne peuvent pas gérer des niveaux variables. 

Par exemple, sans une mesure précise de l’interface, la tendance est de stopper la décantation à une distance de sécurité au dessus du niveau d’interface conduisant à des pertes considérables de rendement et un besoin de répétition du procédé. Dans d’autres cas de figure, le niveau d’interface n’est pas du tout identifié gâchant la phase purifiée.

Un capteur de tomographie électrique peut être utilisé pour mesurer en ligne et en temps réel la profondeur de différentes phases à l’intérieur d’un réacteur. Ce type de capteur linéaire peut être laissé dans le fluide sans perturber les conditions du procédé et scanner une large gamme de profondeurs. De plus, les capteurs de tomographie électrique sont extrêmement robustes, capables de supporter des températures et des pressions très élevées, des produits chimiques très corrosifs et de fortes radiations (nucléaire).

Les données peuvent être traitées et transférées vers d’autres instruments capables de contrôler les conditions de mélange et autres paramètres. Le p2+ est l’instrument qui convient le mieux pour le suivi des interfaces en phase continu aqueuse grâce à son protocole linéaire.

Cette vidéo présente une détection d’interface (à l’aide d’un capteur linéaire ERT) interprétée en ligne par un logiciel personnalisé mis au point par ITS. Un mélange eau/sable est agité et laissé au repos. L’accumulation du sable au fond du réservoir est clairement identifiée.

Valeur ajoutée:

• Identification des délimitations entre phases gaz/liquide ; extraction liquide/liquide ; agitation liquide/solides ; liquide/mousse ; émulsion et délimitation phase eau / phase organique

• Mesures possibles indépendamment de la définition des interfaces ou des différences de densité

• Suivi du temps de suspension des solides

Publications:

G.T. Bolton and S.J. Stanley (2009) Measurement of solid-liquid mixtures using electrical tomographic measurement techniques, Proceedings of the 12th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM09), October 11-15, 2009, Liverpool, UK

Bennett, M.A. and Williams, R.A. (2004) Monitoring the operation of an oil/water separator using impedance tomography, Minerals Engineering, Vol. 17, No. 5, pp 605-614

Si vous désirez de plus amples renseignements sur ces publications, veuillez contacter ITS.

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