Pour réduire les émissions de dioxyde de carbone des fours à chaux, on s’intéresse de plus en plus à l’introduction de biocarburants comme alternative aux combustibles fossiles. Naresh Kumar Wagri, Département de physique appliquée et d'électronique de l'Université d'Umeå, montre dans sa thèse que cela présente des défis en raison des différentes propriétés chimiques et physiques des biocarburants.

"L'infiltration de scories de cendres qui se déposent dans les parois intérieures protectrices du four est plus importante à partir du combustible biomasse qu'à partir du charbon en raison de la chimie différente des combustibles", explique-t-il.

Dans les fours industriels, les chaudières et les incinérateurs où se déroulent des processus à haute température, une coque interne est nécessaire pour se protéger contre les températures élevées et les attaques chimiques. Ces revêtements sont généralement constitués de briques de matériaux céramiques pouvant résister à des températures élevées. Les industries typiques où ces revêtements réfractaires sont utilisés sont la métallurgie, la production de chaux vive, la production de ciment, la production de verre et les secteurs du pétrole et de l'énergie.

Un problème est que les températures élevées et les interactions chimiques dans certains processus industriels provoquent la dégradation des matériaux réfractaires. Si des cendres de carburant fondues pénètrent dans les réfractaires par les pores et les petites fissures, une corrosion peut se produire. Lorsque les matériaux réfractaires s'usent, le revêtement doit être remplacé, ce qui entraîne l'arrêt de l'ensemble du processus pendant plusieurs jours. Ces arrêts entraînent des pertes de production et une maintenance coûteuse, y compris de nouveaux matériaux de revêtement.

Le calcaire est transformé en chaux dans des fours à chaux à des températures supérieures à 1 000°C. Naresh Kumar Wagri a étudié dans son travail de thèse comment la conversion aux biocarburants dans les fours de production de chaux affecte le matériau de revêtement. L'objectif global de la recherche est de développer des connaissances sur ce qui arrive aux matériaux réfractaires dans les fours à chaux lorsque les combustibles fossiles sont remplacés par des combustibles renouvelables.

Les combustibles issus de la biomasse peuvent provenir de flux de déchets d’origine biologique provenant d’industries ou être cultivés spécifiquement pour la combustion. Cependant, la teneur en cendres et les propriétés des biocarburants ont tendance à poser problème du point de vue de la chimie des cendres. Par conséquent, avant d'introduire une nouvelle source de combustible, il est important d'étudier ses effets potentiels sur le matériau du revêtement du four.

Les résultats de Kumar Wagri montrent que l'infiltration de scories de cendres dans le matériau de revêtement modifie la microstructure des matériaux réfractaires, provoquant une dégradation. Le problème est plus répandu que lors de l'utilisation de charbon en raison de la chimie différente des combustibles.

"La prochaine étape pourrait être étendue à d'autres types de combustibles issus de la biomasse et à d'autres qualités de réfractaires", dit-il.

Plus d'informations : Évaluation des effets des cendres de combustibles biologiques sur les matériaux réfractaires de magnésie dans les fours de production de chaux vive. umu.diva-portal.org/smash/get/ … 12372/FULLTEXT01.pdf

Fourni par l'Université d'Umea