Lorsqu'une entreprise charbonnière a été approchée par une société charbonnière qui avait besoin de stocker du charbon à la mine et qui souhaitait récupérer 100 % du produit sans que le personnel n'entre dans l'installation de stockage, le modèle idéal était clair.
A DômeSilo c'est 105 pieds de diamètre et 150 pieds de haut fournirait le stockage souhaité, et pour que les choses fonctionnent de manière optimale, un système de trémie complet avec des chevrons de 25 pieds de haut serait construit directement dans le dôme, éliminant ainsi le besoin de systèmes mécaniques à l'intérieur.
"Cela ne nécessite aucun personnel à l'intérieur du dôme - il n'y a pas de mécanique à l'intérieur du dôme pour entrer et réparer. L'idée que nous pouvons les rendre vraiment grands et maigres augmente la récupération en direct », a déclaré Lane Roberts, directeur des ventes de Dome Technology.
Avec des trémies à chevrons dans le dôme, le produit s'écoule facilement par gravité. Et lorsqu'il est conçu à l'angle optimal, le nettoyage du dôme ne pose aucun problème, sans compter que la probabilité de vieillissement en pile est réduite car le produit est naturellement le premier entré, le premier sorti.
Mais beaucoup de travail en coulisse a été nécessaire avant de se fixer sur ce modèle personnalisé.
Concevoir la meilleure option
Lorsque le client a posé des questions sur les tripes optimales pour son stockage de charbon dome, la première chose que l'équipe de Dome Technology a faite a été de suggérer, sur la base de l'expérience, le nombre de tunnels jugé le meilleur, soit trois. Mais la deuxième étape consistait à déterminer l'angle le plus bas auquel le produit s'écoulerait correctement. Cet angle déterminerait l'angle des chevrons à l'intérieur du dôme.
Après avoir identifié l'angle d'écoulement, Dome Technology a calculé exactement comment l'entreprise pouvait économiser de l'argent tout en réalisant la récupération et le stockage qu'elle souhaitait. L'équipe a testé différents scénarios, en modifiant le nombre de tunnels et le nombre de chevrons, mais en gardant toujours cet angle d'écoulement à l'esprit. Après avoir calculé les coûts des différents modèles, l'équipe était convaincue que plus de tunnels coûteraient moins cher que plus de chevrons.
Les chevrons ne sont pas une installation bon marché ; chacun nécessite des quantités massives de béton et d'acier. Augmenter le nombre de tunnels signifierait que les chevrons n'auraient pas à atteindre si haut, ce qui réduirait considérablement ce coût.
"Nous avons exécuté le modèle, et lorsque nous sommes descendus à deux tunnels sur trois, les chevrons sont devenus si hauts et la quantité de béton pour former les chevrons a doublé", a déclaré Roberts, ajoutant un quart de million de matériaux de construction (sans parler la main-d'œuvre augmente).
Revenir à la recommandation initiale de trois tunnels offrirait également un plus grand stockage puisque plus le chevron est haut, plus il occupe d'espace à l'intérieur du dôme. Des chevrons plus courts libèrent de l'espace pour le produit.
En trouvant l'équilibre parfait - quel nombre de tunnels complète le mieux l'angle de chevron approprié - des entreprises comme celle-ci peuvent réaliser le stockage nécessaire et économiser de l'argent. C'est le principe du design-build à son meilleur.
Pourquoi un système à trémie complète fonctionne bien pour le charbon
Le système à trémie pleine offre une récupération premier entré, premier sorti souhaitable avec les types de charbon sujets à la combustion spontanée. En général, les dômes sont bien adaptés au stockage du charbon. DomeSilos permet plus de stockage dans un encombrement réduit - l'installation est construite, pas à l'extérieur - afin que les entreprises puissent stocker plus dans un encombrement plus petit que les entrepôts ou le stockage à plat ne le permettraient. Et le DomeSilo protège également naturellement le produit - une qualité importante lorsque l'on travaille avec du charbon volatil.
Combattre le feu
Une façon de minimiser la probabilité d'incendie consiste à sélectionner une option de stockage en vrac qui résiste intrinsèquement à la déflagration, et certaines caractéristiques du dôme rendent les incendies moins probables que dans d'autres installations de stockage. La coque en béton d'un dôme est incombustible et a une faible conductivité thermique, offrant de meilleures performances dans les grands incendies que les homologues en bois ou même en acier.
La nature isolée de l'enveloppe en béton, composée d'un isolant en mousse de polyuréthane et de béton mis en place selon la méthode du béton projeté, modère les fluctuations de température générées de l'extérieur, et plus un environnement est constant, plus les produits autrement volatils seront stables. La nature isolée du dôme réduit également le chauffage et le refroidissement des parois et de l'air à l'intérieur, empêchant ainsi la condensation de se former et d'introduire de l'humidité dans le produit, ce qui peut entraîner un auto-échauffement.
Le dôme est étanche à l'air sauf là où des pénétrations sont faites, aidant au confinement des gaz inertes pompés à l'intérieur pour dissuader les incendies et minimiser l'oxygène disponible pour soutenir les incendies. La structure sans treillis décourage l'accumulation de poussière et la double courbure a prouvé dans des exemples concrets qu'un dôme est structurellement stable dans des conditions de feu et de chaleur extrêmes. La structure elle-même peut survivre à une catastrophe que d'autres types de stockage ne pourraient pas et récompensera probablement les clients avec des économies sur les primes d'assurance.
Des caractéristiques de conception supplémentaires sont essentielles à la prévention des incendies. Avec un scanner thermique au-dessus de la bande du côté réception entrant, des caméras infrarouges vérifient les températures sur le charbon, tandis que sur la bande, pour s'assurer qu'aucun produit hors spécifications ne pénètre dans le dôme. Un câble chauffant linéaire surveille le feu sur la ceinture, examinant également les roulements au cas où l'un lancerait des étincelles; ce câble peut détecter un feu se déplaçant le long de la bande avant qu'il n'atteigne le scanner thermique. Un produit unique pour les matériaux sujets à la combustion, ce système arrête le transport et alerte la direction de l'installation de l'incendie. Selon la configuration, les travailleurs peuvent soit éteindre le feu, soit un système d'extinction d'incendie existant prend en charge le problème.
Faire face à la poussière
Une multitude de systèmes de contrôle de la poussière existent sur le marché. Une option est un système de pulvérisation qui pulvérise littéralement du charbon avec de l'eau pour mouiller la poussière, l'empêchant de se propager dans l'air. Parce que l'eau diminue la valeur BTU utile du charbon, ce système n'est pas populaire. Une variante consiste à pulvériser de l'huile sur le charbon au lieu de l'eau; la poussière est toujours gérée, mais les valeurs utiles en BTU ne sont pas réduites, bien que les entreprises doivent affecter une partie du budget à l'achat d'huile minérale ou végétale.
Pour collecter la poussière à l'intérieur du dôme, un épurateur humide est préférable car il aspire la poussière à travers un système d'eau; puisqu'elle est humide, la poussière n'est pas aussi combustible. La poussière est stockée dans un conduit jusqu'à ce qu'elle puisse être retirée de l'installation ou détruite. L'épurateur est une alternative attrayante à un système de filtre à manches qui aspire l'air et aspire les particules à travers un filtre en tissu, collectant ainsi la poussière et la stockant à une concentration élevée où le risque de combustion est toujours réel.
Les systèmes de dépoussiérage automatiques peuvent être conçus pour évacuer la poussière de manière pneumatique via une courroie vers une chambre de combustion. Alternativement, la poussière peut être collectée dans une poubelle ou un super sac pour être transportée.
Jusqu'à présent, les évents d'explosion carrés et rectangulaires étaient la norme pour le stockage de produits sujets à la déflagration, mais l'équipe de Dome Technology a mis au point un modèle hybride rond qui a été installé sur des dômes de stockage en vrac pour deux entreprises en 2016.
Les évents d'explosion exclusifs sont composés d'un treillis d'acier géodésique circulaire recouvert du même tissu en PVC utilisé dans le processus de construction du dôme. Le panneau est ancré au dôme avec des vis de décharge anti-explosion qui restent sécurisées pendant les charges mortes, vives et de vent de conception. Mais en cas d'événement de déflagration, les vis libèrent le panneau et permettent la libération de la pression interne excessive. Le système est étanche et répond aux charges de conception opérationnelles requises.
Lorsqu'une explosion se produit, le tissu accepte la charge et la transfère uniformément sur la circonférence de l'anneau.
Préserver l'intégrité des produits et l'environnement
La protection commence par le dôme lui-même. Chaque dôme comprend une membrane en PVC et une couche d'isolation, et ces caractéristiques garantissent que le charbon stocké conservera sa valeur calorifique en restant au sec. La nature isolée du DomeSilo empêche également le chauffage et le refroidissement des parois et de l'air à l'intérieur, contrecarrant la condensation qui pourrait contribuer à la combustion spontanée.
Étant donné que les dômes sont construits sans l'utilisation de supports intérieurs, l'accumulation de poussière sur les fermes n'est pas un problème. Les explosions secondaires - du type provoqué lorsque les explosions initiales secouent la poussière de charbon accumulée - sont moins probables car les dômes sans support n'ont pas de rebords pour que la poussière s'accumule.
La gestion de la poussière de charbon est essentielle à la protection de l'environnement, et encore une fois, le dôme constitue la première ligne de défense. Scellé et sans soudure, la poussière est contenue à l'intérieur et ne peut pas être drainée dans les eaux souterraines.
Récupération et stockage du charbon : la flexibilité est de série
Bien qu'un dôme rond soit prévisible et le plus populaire, les dômes de forme elliptique peuvent également fonctionner sur des sites étroits. Pour un projet, Dome Technology propose un dôme de forme elliptique situé sur un port pour atteindre la capacité souhaitée et s'adapter à l'espace disponible. Le dôme serait de 300 pieds de long et 200 pieds de large et 80 pieds du niveau du sol au sommet du dôme. Trois points de remplissage tapisseraient le haut de la coque du dôme avec une chaîne de traînée et un chargeur frontal assurant la récupération. Étant donné qu'un dôme elliptique comme celui-ci n'est pas parfaitement rond et ne répartit donc pas les charges uniformément, les ingénieurs concevront la structure pour supporter les charges anticipées, a déclaré Roberts.
Depuis plus de quatre décennies, Dome Technology construit des installations efficaces avec des systèmes intelligents qui gèrent la poussière et surveillent les produits stockés, réduisant ainsi les risques d'erreur humaine ou d'oubli. Les entreprises qui travaillent avec Dome Technology peuvent avoir l'esprit tranquille en sachant que leur charbon est protégé par un dôme résistant et résistant.
Par Rebecca Long Pyrer pour Dome Technology
NDLR : Cet article a été publié dans le numéro de mai/juin 2020 de Charbon du monde.