Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 21 CONSOMMATION ENERGETIQ

Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 21 CONSOMMATION ENERGETIQUE DU SECHAGE INTRODUCTION Les préoccupations énergétiques des dernières années, la nécessité industrielle constante d’affiner les relations entre moindre coût, efficacité maximale et qualité du produit fini, et, de plus, la connaissance scientifique des problèmes liés à la description fine des transports en milieu poreux ont contribué à l’éclosion d’une discipline s’appuyant sur une opération unitaire adulte. L’ingénieur ou le scientifique se heurte à deux difficultés majeures : l’aspect pluridisciplinaire des analyses et la nature des produits à considérer. Le séchage, la plus vieille opération de stabilisation des produits, pratiquée par l’homme, est utilisé dans des secteurs d’activité très variés pour des corps très différents, aux propriétés physiques souvent fort complexes. Ainsi, dans la chaîne de fabrication qui conduit de la matière première au produit fini, apparaît souvent au moins une étape de séchage. Sous le même vocable de séchoir nous trouvons, un nombre incalculable de situations différentes du point de vue : - Des dispositifs utilisés, plateaux, chariots, tapis, enceinte, sous vide, tambour, lits fluidisés, atomiseurs... - De l’échelle de l’opération, qui peut s’étaler d’une production de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes à l’heure. - De l’état initial du produit, pâtes, gels solides poreux. - De la forme du produit à sécher, films, plaque, poudre, sphère. - De la quantité de solvant à extraire du produit , de plusieurs fois sa masse sèche à quelques pour-cent. - De l’énergie utilisée, déchets de production, fuel, gaz, électricité. Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 22 - Du mode de fourniture de cette énergie au produit , convection, conduction, rayonnement thermique, micro-onde, haute fréquence. Extraire tout, ou partie d’un solvant d’un matériau es t coûteux énergétiquement. Par séchage thermique il faut, dans le meilleur des cas, 2.5 MJ pour évaporer un kilogramme d’eau (chaleur latente de vaporisation ). En réalité, selon le séchoir, le type de produit, la phase de séchage (l’extraction du solvant du matériau est conditionné par les liaisons solvant/matériau et par l’environnement séchant, ceci se traduira par différentes phases), on peut aller jusqu’à trois fois le chiffre précédent.[6] III-1 ANALYSE ENERGETIQUE Sécher est aussi coûteux économiquem ent, compte tenu du prix de l'énergie. Pour cette raison on a essayé, en consultant des rapports d’audits énergétiques fournis par l’Agence Nationale des Energies Renouvelables ( A.N.E.R), de faire une étude concernant la consommation énergétique du séchage dans le domaine de l’industrie dans notre pays. Cette étude nous a permis de déterminer le poids du séchage qui est estimé à 266.578 kTEP ( 1 Tep = 42 109 J) d'énergie primaire soit 5.92 % de la consommation énergétique totale en Tunisie et 18.5 % de la consommation énergétique dans le domaine industriel.[8] Il faut signaler, tout d’abord, que cette étude est faite sur un nombre total d’industries égal à 114 dans les différents domaines d’activités. En effet ce nombre représente selon les statistiques de l’A.N.E.R plus de 90 % de la consommation énergétique industrielle. Nous allons présenter tout d’abord une étude spécifique pour le séchage, dans chaque domaine d’activité, puis les résultats seront dégagés sous forme de deux tableaux : le premier tableau nous donne la répartition de la consommation énergétique du séchage par principaux secteurs d’activités, le deuxième présente une répartition de cette même consommation mais par domaine d’activité. Pour avoir une idée sur la consommation énergétique totale dans le secteur industriel nous présentons celle-ci dans un troisième tableau. III-2 INDUSTRIES DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION, DE LA CERAMIQUE ET DU VERRE Ces industries sont au nombre de 51 et consomment un total de 827.5 kTEP/an représentant ainsi 57.36 % de la consommation énergétique industrielle totale. Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 23 III-2-1 Cimenterie Notre étude concernant la cimenterie a porté sur les industries suivantes : 1- Ciments de Jbel oust (C.J.O) 2- Cimenterie Oum El Khelil, Tajerouine (CI.OK) 3- Cimenterie Enfidha : 4- Ciments artificiels tunisiens, Djebel Jelloud (C.A.T) 5- Cimenterie de Bizerte 6- Société Tuiniso-Algérienne de ciment blanc, Feriana SO.T.A.CI.B La consommation énergétique totale de ces cimenteries est évaluée à 624.8 kTEP/an. Outre l'électricité, la majorité de ces cimenteries utilise le Fuel lourd N °2 et le gaz naturel comme source d’énergie.  Principes de fabrication (ciment + clinker + chaux) Un mélange d’environ 80 % de calcaire et 20 % d’argile est porté progressivement, dans un four rotatif, à une température d’environ 1450°C (c’est la cuisson). A cette température, la série de réactions chimiques réalisées au sein de la matière pendant son passage dans le four, s'achève sous la flamme par l’obtention d’un produit composé de silicates, aluminates et ferro-aluminate de calcium, sous forme d’un magma de phases cristallines et fondues désigné sous le nom de clinker, produit semi -fini de la fabrication du ciment. Sa cuisson et sa composition chimique conditionnent les propriétés physiques et mécaniques du ciment obtenu. Les principaux ateliers dans une cimenterie sont : * Atelier de préparation du cru * Atelier de cuisson * Atelier de broyage du ciment Dans l’atelier de broyage on a généralement trois compartiments : * Compartiment séchage * Compartiment dégrossisseur * Compartiment finisseur Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 24 Le séchage est assuré par les gaz de four. Etant donné le faible taux d’humidité des matières premières, aucun problème ne se pose pour cette phase de fabrication. A la sortie d’un four à voie sèche, les fumées sont à une température élevée qui permet leur utilisation à des fins de séchage : - Dans le cas d’un four à cyclone, de conception récente, l’utilisation de ces fumées disponibles à 300-350 °C est prévue au départ; elles sont utilisées pour précéder ou sécher la matière première de carrière, humide dans l’atelier de broyage attenant au four : concasseur secondaire ou broyeur, qui ont toujours une fonction de séchage. - Dans le cas d’un four long à voie sèche, de conception plus ancienne, l’utilisation de ces fumées disponibles à température encore plus élevée peut, de surcroît, apporter un regain de rentabilité à l’installation; ces fumées sont alors utilisées pour sécher du calcaire ou du laitier par exemple. - Dans le procédé de cuisson par voie sèche ou semi-séche, et dans le cas d’un refroidisseur à grille, le volume d’air secondaire de combustion, proportionnel à la consommation calorifique, est inférieur au volume nécessaire pour refroidir le clinker, sensiblement constant. Ce procédé fournit donc un excédent d’air chaud qui présente également des possibilités d’utilisation : il est utilisable directement comme air additionnel dans un séchoir ou un broyeur sécheur. Comme conclusion on peut dire que la consommation du séchage da ns le secteur des cimenteries est estimée à 31.24 kTEP/an représentant ainsi un taux de 5% de sa consommation énergétique totale. III-2-2 Briqueterie Notre étude concernant les briquetteries a porté sur les industries suivantes : 1- Société coopérative ouvrière de construction et de bâtiment, Menzel Jemil (S.C.N.O.C.B) 2- La brique moderne de Béni Khiar 3- Briqueterie PROSAMI, Zeramdine 4- Société céramique Tunisienne (Usine de Fouchana) 5- Briqueterie BAMI, Zeramdine 6- Briqueterie Lahmar et Compagnie à Jemmal Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 25 7- Céramique de centre CERAC, Jemmal 8- Briqueterie d’El Hamma 9- Société céramique Tunisienne (Usine de Jendouba) 10- Société des briques du nord S.B.N, Bizerte La consommation énergétique totale des briqueteries est estimée à 168 kTEP/an. Cette énergie est consommée sous trois formes : * Fuel lourd N°2 * Electricité * Gaz naturel Ces usines sont décomposées en ateliers de : * Préparation (fabrication). * Séchage. * Cuisson (fours) Le séchage du produit cru est assuré généralement par des séchoirs r apides à balancelle à deux étages. Ces séchoirs sont alimentés en air chaud à partir d’un générateur d’air chaud à fuel ou à gaz naturel, ils sont aussi munis de brûleurs d’appoint. La circulation de l’air dans les séchoirs se fait à contre courant avec le produit à sécher (briques). Le séchage peut s’effectuer aussi par des séchoirs alimentés par la récupération des fours utilisés pour la cuisson. Exemple de séchoir utilisé : séchoir ‘Keller’ Dans ce séchoir, l’air est chauffé par deux générateurs d’air c haud. Le séchoir compte 15 chambres, le produit est empilé sur des traverses en bois de telle façon que l’air de séchage peut lécher les briques de toutes les faces et assurer un séchage homogène. La capacité de ce séchoir est de l’ordre de 20 tonnes de brique (B12). En conclusion, le rôle du séchage dans ces industries est prépondérant, par conséquent sa consommation énergétique est aussi intéressante : elle est estimée à 58.8 kTEP/an ce qui est équivalent à un pourcentage de 35% de la consommation énergétique totale des industries de briqueterie. Chapitre III Consommation énergétique du séchage Page 26 III-2-3 Faïencerie L’étude concerne les industries de céramique suivantes : 1- Tunisie Porcelaine 2- Carthago Céramique 3- Tunisie-Email L’activité de ces industries est la fabrication des produits en porcelaine : baignoires, receveurs de douche, éviers de cuisine, ...etc Leur consommation énergétique totale est égale à 19.9 kTEP/an sous forme d'énergie électrique et énergie thermique. L’électricité utilisée essentiellement uploads/Industriel/ chap-3.pdf