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Quatre mesures pour réduire la consommation d'énergie lors de la cuisson des briques | Technologie de la brique

La combustion du carburant

Comme chacun sait, la combustion d'un combustible est un processus d'oxydation qui génère une grande quantité de chaleur. En présence d'une quantité suffisante d'air, tout le combustible est complètement oxydé : on parle alors de combustion complète. Dans ce cas, les gaz de combustion ne contiennent aucun composé combustible tel que le monoxyde de carbone, le méthane, l'hydrogène ou les vapeurs de soufre. S'il s'agit d'un combustible solide, les résidus ne contiennent aucune substance combustible résiduelle. Une combustion incomplète permet donc de maximiser la chaleur dégagée par le combustible.

La combustion incomplète est une condition qui diffère de la combustion complète d'un combustible. On parle alors de combustion incomplète lorsque le combustible ne parvient pas à utiliser pleinement la chaleur qu'il contient. Deux situations peuvent se présenter : soit les gaz de combustion contiennent des gaz combustibles, soit les résidus contiennent des substances combustibles résiduelles.

La première, également appelée combustion incomplète des gaz, est due à une quantité d'air insuffisante pour la combustion. Il en résulte un manque d'oxygène pour la réaction chimique du combustible, une réaction chimique incomplète et une combustion partielle du carbone. La seconde, aussi appelée combustion incomplète des solides, s'explique par le fait que, malgré une quantité d'air suffisante, le combustible n'est pas en contact total avec l'air, ce qui entraîne un apport d'air insuffisant et, par conséquent, une combustion incomplète.

2. Le four doit présenter de bonnes conditions d'échange thermique.

Le processus de cuisson des briques au four repose sur un échange thermique entre la pâte crue et la chaleur générée par la combustion du combustible. La température à laquelle la réaction chimique des composants est complète permet la transformation de la pâte crue en brique. L'oxygène, indispensable à la combustion, est apporté à la zone de cuisson par un flux d'air préchauffé traversant la zone de refroidissement. Cet air chaud à haute température favorise la combustion. La chaleur dégagée par cette combustion est ensuite transférée à la pâte crue. Les gaz chauds à haute température constituent le fluide caloporteur et représentent l'un des principaux modes de transfert thermique dans le four.

Les produits cuits à haute température doivent être refroidis à température ambiante pour sortir du four. La chaleur est évacuée par l'air froid entrant dans le four. Les ébauches humides, dans la zone de préchauffage, éliminent l'humidité résiduelle, tandis que les ébauches sèches continuent de préchauffer et de monter en température, toujours grâce au flux de gaz chauds provenant de la zone de cuisson. Par conséquent, lors de la cuisson de la pièce crue dans le four, le flux de gaz est constant.

3. Adopter une méthode de masquage raisonnable

L'empilement des ébauches a pour but de former des piles adaptées aux exigences de cuisson. La méthode de codage utilisée pour former ces piles dépend de la loi d'écoulement des gaz dans le four. Des facteurs tels que les caractéristiques du four et de son système d'évacuation des fumées, ainsi que les exigences relatives aux conditions de combustion du combustible, sont déterminés. L'importance de l'empilement des ébauches réside dans le fait que, dans certaines conditions d'utilisation, une fois les ébauches formées, le volume de ventilation dans le four, l'uniformité de la ventilation dans toutes les parties des ébauches, la répartition des combustibles internes, les conditions de combustion et la dispersion des combustibles externes, etc., sont globalement déterminés. Dès lors que ces éléments sont globalement définis, les conditions de cuisson dans le four sont déterminées.

Comme chacun sait, lors de la cuisson au four, le gaz est soumis à deux types de résistances : la résistance de friction et la résistance locale rencontrée lors de son passage à travers les différents systèmes du four, dues à la structure même de celui-ci et non modifiables artificiellement (la vitesse du flux d'air pouvant être modifiée proportionnellement). Par ailleurs, le flux d'air rencontre également la résistance de la cheminée, qui, elle, peut être modulée. En modifiant la disposition des cales, on peut optimiser la circulation de l'air, ce qui modifie la ventilation du four et améliore les conditions de cuisson.

De manière générale, réduire la résistance permet d'augmenter le volume d'air. En modifiant la densité de la billette, la vitesse du vent et le volume d'air dans le four sont modifiés, ce qui influe sur les conditions de combustion du combustible. Lorsque la densité de la billette est faible, la résistance est faible et le volume de ventilation important ; la vitesse du vent est élevée et les conditions de combustion sont optimales, le coefficient de transfert thermique est élevé, ce qui favorise le frittage. Par conséquent, la qualité de l'empilement, la densité de la pile et la qualité de l'opération d'empilement influent non seulement directement sur le rendement du four et la qualité de la cuisson, mais surtout sur la quantité d'énergie consommée et le niveau de consommation d'énergie de combustion.

Comment déterminer la méthode d'empilage des flans ? Quelle que soit la méthode utilisée, il est impératif de respecter certaines limites, notamment en matière de précision. De plus, selon qu'il s'agisse d'une brique à combustion externe ou interne, différentes méthodes d'empilage sont appliquées.

Pour la répartition de la densité dans la section du four, s'il s'agit d'une brique combustible extérieure, il convient d'adopter la méthode « densité supérieure et inférieure », « densité moyenne, densité intérieure, minceur extérieure », « densité horizontale et régularité ». Pour un four courbe, la répartition doit être « dense à l'intérieur et mince à l'extérieur ». S'il s'agit d'une brique à combustion interne, il convient d'adopter la méthode « densité supérieure et dilution inférieure » ​​et « densité périphérique et dilution moyenne ». Lors de l'empilement des billettes, les piles de billettes au niveau des cheminées extérieures doivent être « tirées » afin d'assurer un flux d'air régulier pendant la cuisson, permettant ainsi une circulation uniforme de l'air dans la section du four.

4. Adopter une méthode de fonctionnement raisonnable

La cuisson au four est une opération complexe et globale. Ce n'est qu'en traitant tous les aspects avec sérieux et discernement que l'on peut atteindre l'objectif de réduction de la consommation d'énergie.

Il est tout d'abord nécessaire de contrôler strictement la teneur en humidité résiduelle de la billette sèche entrant dans le four, de réduire l'énergie thermique consommée par l'élimination de l'humidité, d'augmenter la vitesse de chauffage et de réduire la consommation d'énergie lors de la phase de préchauffage.

Deuxièmement, il est nécessaire de contrôler la longueur et la stabilité de chaque bande lors du tir, afin que la longueur de chaque bande ne soit pas instable, soudainement longue ou courte, ou que chaque bande ne puisse pas être fixée dans sa position requise, ce qui entraîne un phénomène de « dérive », qui consomme également beaucoup d'énergie de tir.

Troisièmement, utilisez judicieusement la vanne d'air du four et essayez de récupérer la chaleur résiduelle. Plus le taux de récupération de cette chaleur est élevé, plus la consommation d'énergie du four sera faible.

Quatrièmement, il convient de renforcer le contrôle de l'étanchéité du four afin d'empêcher toute fuite de gaz chauds et toute infiltration d'air froid. En effet, toute fuite de gaz chauds ou toute entrée d'air froid entraîne une perte d'énergie thermique, augmentant ainsi la consommation énergétique du four pour la cuisson.

Cinquièmement, accélérer les cycles de cuisson du four permet de réduire les pertes de chaleur dans la caisse et le chariot, optimisant ainsi l'utilisation de l'énergie thermique initialement stockée et réduisant la consommation d'énergie lors de la cuisson. Sixièmement, améliorer le rendement de cuisson est la méthode la plus directe et efficace pour réduire la consommation d'énergie du four. Un meilleur rendement permet d'économiser non seulement de l'énergie thermique, mais aussi de l'énergie électrique, de la main-d'œuvre et des matières premières, tout en prolongeant la durée de vie des équipements.