Électrification des processus de fours rotatifs

Chez IBU-tec, nous avons accumulé des années d'expérience dans le domaine des processus thermiques dans les fours rotatifs, qu'il s'agisse d'installations à chauffage direct avec un brûleur à gaz directement dans le tube rotatif, la chambre de réaction, ou de fours rotatifs à chauffage indirect au gaz, dans lesquels le brûleur à gaz chauffe le tube de l'extérieur, ou encore de fours rotatifs à chauffage indirect avec des éléments chauffants électriques. Ces derniers constituent depuis longtemps, à côté des installations traditionnelles au gaz, une pierre angulaire de la technologie des procédés thermiques dans de nombreux secteurs. Aujourd'hui, il est plus intéressant que jamais de convertir les processus chauffés au gaz en éléments chauffants électriques. C'est également possible dans les fours rotatifs à chauffage indirect, dans lesquels le brûleur à gaz se trouve également en dehors de la chambre de réaction. La conversion des fours rotatifs à chauffage direct en chauffage électrique est toutefois loin d'être simple. Ici, le brûleur dans la chambre de réaction est une partie élémentaire du processus, sa présence et ses effets font partie intégrante de la gestion du processus, de l'atmosphère de réaction et du traitement nécessaire des matériaux. La conversion d'un processus de four rotatif à chauffage direct en un processus de chauffage électrique indirect est une intervention profonde qui, si elle est possible, nécessite une grande compréhension de la technique et du processus. L'expérience étendue d'IBU-tec en matière de développement de processus est très utile à cet égard.

Avant de convertir un processus fonctionnant au gaz en chauffage électrique, il convient de répondre à quelques questions importantes : Qu'en est-il de la disponibilité et de la fiabilité de l'alimentation électrique sur votre site ? Les processus thermiques peuvent dépasser les limites de charge, de sorte qu'il faut se mettre d'accord avec votre fournisseur pour savoir si l'infrastructure existante permet une électrification ou si elle peut être étendue.

Si la conversion est envisagée en raison des économies de CO₂ possibles, il faut également se poser la question du bilan CO₂ global et y répondre : De quelle source provient l'électricité sur votre site ? Quelle est l'émission de CO₂ de votre mix d'électricité disponible ? Quelles autres modifications du processus seront nécessaires ? Tous ces éléments sont pris en compte dans le bilan CO₂ global et permettront de déterminer si un rééquipement est vraiment judicieux pour les émissions considérées dans leur ensemble.

Il existe deux possibilités pour convertir un processus de four rotatif alimenté directement au gaz naturel en chauffage électrique :

L'une d'entre elles consiste à faire passer le processus d'un brûleur à gaz à un générateur électrique de gaz chaud, qui se trouve également dans la chambre de réaction ou qui introduit le flux de gaz chaud dans la chambre de réaction. Cette approche peut être viable en fonction de l'intensité énergétique et de l'échelle de la production. Chez IBU-tec, nous avons par exemple déjà réalisé une telle ingénierie et réaménagé une chambre de combustion avec un générateur électrique de gaz chaud, qui a pu créer des conditions de réaction similaires dans le tube.

L'autre possibilité consiste à développer le processus direct actuel en un processus indirect, qui est plus facile à mettre en œuvre dans un four rotatif indirect chauffé électriquement. Dans ce cas, une compréhension approfondie du processus est nécessaire et tous les processus ne peuvent pas être réalisés dans un four indirect.

Un facteur limitant pour ces deux possibilités est souvent la faisabilité technique et économique du processus. Plus la production est importante et plus la quantité de matériaux utilisés est élevée, plus il est nécessaire d'obtenir des effets d'échelle pour une production compétitive sur le marché. À partir d'un certain point, les fours rotatifs à chauffage électrique ne permettent souvent plus de réaliser ces économies.

L'électrification est plus intéressante pour les processus avec des débits plus faibles, qui permettent d'obtenir des prix au kilogramme plus élevés. Le système de matière dont il s'agit a tendance à avoir moins d'importance du point de vue de la technique des processus.

Étant donné que les fours rotatifs à chauffage indirect ou électrique ne permettent souvent d'atteindre que des températures inférieures à celles des fours rotatifs à chauffage direct au gaz, la température de traitement requise joue un rôle important dans la question de savoir si l'électrification d'un processus est judicieuse ou même possible.

L'électrification des fours rotatifs à chauffage indirect est en revanche plus linéaire : une source de chaleur extérieure à la chambre de réaction doit être remplacée par une autre. Hormis l'apport d'énergie thermique, elle ne joue aucun rôle actif dans le processus, de sorte que la principale question à résoudre est de savoir si les éléments chauffants électriques sont suffisants pour les températures à atteindre.

Chez IBU-tec, nous avons récemment converti l'un de nos propres fours rotatifs à chauffage indirect, disponibles pour les projets de nos clients, du chauffage au gaz au chauffage électrique. L'électrification a été pour nous un projet important qui a valeur d'exemple pour les personnes intéressées. En transformant l'un de nos fours en chauffage électrique, nous améliorons non seulement notre propre sécurité d'approvisionnement, mais nous avons également acquis une autre expérience précieuse pour les clients et les personnes intéressées, qui nous permet d'aborder une ingénierie pour vous.