De nombreux facteurs sont pris en compte lors de la conception d’un four rotatif. Chacun affecte la capacité de produire une réaction chimique / changement de phase souhaitée de manière efficace. Des caractéristiques telles que la densité apparente, la chaleur spécifique et la fluidité, entre autres, interagissent toutes pour influencer la façon dont le matériau réagira au traitement, et par la suite, comment le four devra être conçu autour de ces caractéristiques pour produire le résultat souhaité. Un facteur critique dans la conception d’un four rotatif est la configuration du flux d’air, ou la direction dans laquelle le gaz de traitement s’écoule à travers le four par rapport au matériau.
Configurations de flux d’air du four rotatif
Les fours rotatifs sont disponibles en deux types de configurations de flux d’air: à co-courant et à contre-courant. Les deux options ont été développées grâce à une recherche et un développement approfondis afin de maximiser l’efficacité thermique du processus. Au cours du processus de conception, la sélection de la configuration du flux d’air qui conviendra le mieux à l’application est basée sur les propriétés du matériau, ainsi que sur les exigences globales du processus. Pour cette raison, il est important de comprendre le fonctionnement de chaque option de flux d’air pour bien comprendre les avantages que chacune a à offrir.
Flux d’air à co-courant
Le flux d’air à co-courant, également appelé flux parallèle, est lorsque les produits de combustion s’écoulent dans le même sens que le matériau. Cela met immédiatement le matériau le plus froid en contact avec le gaz le plus chaud du four, ce qui entraîne un changement de température initial rapide. Les fours à co-courant fonctionnent mieux avec des matériaux qui n’ont pas besoin d’une augmentation progressive de la température pour une transformation contrôlée. Un processus de combustion organique utilise couramment cette configuration de flux d’air, car il ne nécessite pas de produit final très spécifique. Dans cet exemple, un déchet (par exemple un produit de décharge) contenant à la fois des matières organiques et inorganiques est introduit dans le four. Ces matériaux peuvent entrer en contact immédiat avec la chaleur élevée et le four peut faciliter le changement de phase très tôt dans le processus. La matière organique est brûlée avec la chaleur élevée et ce qui reste est une cendre sèche.
Flux d’air à contre-courant
Le flux d’air à contre-courant est lorsque l’air circule dans le sens opposé au flux de matériau. Dans cette conception, le matériau est chauffé progressivement tout en traversant le four. Dans cette configuration, le matériau entre en contact avec les produits de combustion les plus chauds juste avant la décharge. Le principal avantage de cette configuration de flux d’air est l’efficacité thermique; le brûleur étant monté à la fin du cycle de traitement thermique, moins de chaleur est nécessaire, ce qui entraîne une diminution de la consommation de carburant. Ceci est illustré dans les tableaux ci-dessous.
La configuration de co-courant nécessite une température initiale beaucoup plus élevée (4000 ° dans cet exemple) pour chauffer le matériau de traitement à partir de sa température initiale et obtenir la phase ou le changement chimique souhaité, qui dans cet exemple, se produit à 2000 °. En revanche, dans une configuration à contre-courant, le matériau et la température du gaz de procédé sont directement corrélés. Pour l’exemple du graphique, la température du flux d’air (gaz de traitement) ne doit être que légèrement supérieure à la température requise pour la transformation du matériau. Le résultat est une température de brûleur plus basse et des coûts d’exploitation plus faibles.
De plus, la conception à contre-courant est couramment utilisée pour une phase plus contrôlée ou un changement chimique, où la température du matériau doit être progressivement augmentée pour obtenir le résultat final souhaité. Le durcissement à la chaleur est un processus courant qui utilise le flux d’air à contre-courant pour maintenir un changement de phase contrôlé. Le processus de chauffage progressif, mais extrême, permet à un matériau tel qu’un agent de soutènement de se transformer en un matériau beaucoup plus dur.
Comprendre le fonctionnement de chaque système de circulation d’air est l’une des nombreuses considérations dans la conception du four rotatif le plus efficace et le plus efficace pour le travail. Les deux configurations de flux d’air ont leurs avantages uniques et variés pour la transformation des matériaux. FEECO encourage que chaque matériau passe par un processus de recherche et de développement dans notre centre d’innovation sur place. Les informations obtenues grâce aux procédures de test éprouvées de FEECO nous permettent de concevoir le four rotatif le plus efficace et le plus avantageux pour les besoins en matériaux de nos clients.