Récupération de chaleur pour les fours à céramique

1, Sources et caractéristiques de la chaleur perdue des fours à céramique
Les fours à céramique (fours à rouleaux, fours tunnel, etc.) sont des équipements à forte consommation d'énergie, la consommation d'énergie du four représentant 30 à 50 % de la consommation totale d'énergie et la perte de chaleur d'échappement représentant 35 à 40 % de la consommation totale d'énergie du four. Principale source de chaleur perdue :
Gaz de combustion à haute température : La température d'échappement à la queue du four est de 200 à 500 degrés, contenant une grande quantité de chaleur sensible.
Chaleur perdue de la section de refroidissement : la section de refroidissement du produit évacue de l'air chaud à * * 400-450 degrés * *, ce qui est une source de chaleur perdue de haute qualité.
Dissipation thermique du corps du four : La dissipation thermique des parois du four, du toit, etc. peut être récupérée et utilisée grâce à l'isolation et au rayonnement.

2, technologie et application grand public de récupération de chaleur
1. Récupération de chaleur régénérative
Principe : utiliser des matériaux de stockage thermique (tels que des briques de stockage thermique en céramique) pour stocker alternativement la chaleur des gaz de combustion à haute -température, puis chauffer l'air de combustion/le gaz combustible pour obtenir un préchauffage à haute-température.
Application : Le système de combustion régénérative pour les fours à rouleaux et les fours tunnel peut préchauffer l'air de combustion à 800-1000 degrés, économisant ainsi de l'énergie de 20 à 40 %.
Avantages : efficacité de transfert de chaleur élevée, résistance à haute température, adaptée aux gaz de combustion à haut débit.
2. Échange thermique mural récupérateur
Principe : Le transfert indirect de chaleur entre fluides froids et chauds est réalisé grâce à des échangeurs thermiques (à tubes, à plaques, caloducs) sans contamination croisée.
Appareils grand public
Échangeur de chaleur à caloduc (HPHE) : convient aux gaz de combustion à moyenne et basse température (150 à 500 degrés), avec une efficacité de transfert de chaleur de 70 % à 85 % et une période de retour sur investissement de 1 à 2 ans.
Échangeur de chaleur tube/tube à ailettes : utilisé pour préchauffer l’air de combustion et générer de l’eau chaude/vapeur.
Application : Récupération de chaleur perdue dans la section de refroidissement, préchauffage de l'air de combustion des gaz de combustion, chauffage et séchage de l'air chaud.
3. Réutilisation directe de la chaleur perdue
Préchauffage de l'air de combustion : chauffer directement l'air de combustion avec de l'air chaud ou de la chaleur résiduelle provenant de la section de refroidissement pour augmenter la température de combustion et réduire la consommation de carburant.
Source de chaleur de séchage : l'air chaud de la chaleur perdue est utilisé pour le séchage du corps et la tour de séchage par pulvérisation comme complément de chaleur pour remplacer une partie du carburant.
Circulation du four : L'air chaud de la section de refroidissement est renvoyé vers la zone de préchauffage pour réduire la charge thermique pendant la cuisson.
4. Production d’énergie thermique résiduelle (ORC/turbine à vapeur)
Principe : La chaleur perdue à haute température génère de la vapeur/un fluide de travail organique, qui entraîne la turbine pour produire de l'électricité.
Applicable aux fours à grande échelle, aux scénarios avec une chaleur résiduelle stable et des températures élevées (supérieures ou égales à 300 degrés), permettant une électrification de la chaleur résiduelle.

3, schéma typique du système de récupération de chaleur
Option 1 : Échangeur de chaleur perdue dans la section de refroidissement + échangeur de chaleur à caloduc (carrelage électrique en porcelaine/céramique)
Extrayez l'air chaud de la section de refroidissement à 400-450 degrés → échangeur de chaleur à caloduc → chauffez l'air frais à 200-300 degrés → envoyez-le à la salle de séchage pour sécher la billette ; Après refroidissement, les gaz de combustion retournent dans le four sous forme d'air atmosphérique.
Effet : Élimination des chaudières à vapeur, amélioration de l’efficacité du séchage et réalisation d’importantes économies d’énergie annuelles.
Plan 2 : Récupération en cascade des fumées (four à rouleaux)
Section haute température (350-500 degrés) → préchauffage de l'air de combustion ;
Plage de température moyenne (200-300 degrés) → Chauffage et séchage à l'air chaud ;
Plage de basse température (150-200 degrés) → production d'eau chaude/chauffage ;
L'efficacité thermique globale a été améliorée de 15 à 20 %.

Plan 3 : Combustion régénérative + utilisation complète de la chaleur résiduelle
Récupération de la chaleur perdue des gaz de combustion dans la chambre de stockage de chaleur → préchauffage de l'air de combustion à 900 degrés + ;
Chaleur perdue de la section de refroidissement → chauffage supplémentaire de l'air de séchage/combustion ;
La température des gaz d'échappement descend en dessous de 150 degrés, avec un rendement thermique supérieur à 70 %.
4, avantages et points clés
1. Avantages principaux
Économie d'énergie : la consommation de carburant est réduite de 15 à 40 % et la consommation d'énergie par tonne de produit est réduite de 20 à 30 %.
Économie : la période de retour sur investissement est de 1 à 3 ans, ce qui permet d'économiser des dizaines de milliers, voire des millions de coûts de carburant par an.
Protection de l'environnement : réduction simultanée des émissions de CO ₂ et de NO ₓ, conformément aux exigences du double carbone.
Production : stabilisez la température du four, améliorez le taux de qualification des produits et prolongez la durée de vie du four.
2. Points clés de conception et de fonctionnement
Adaptation de la température : utiliser la température de la chaleur résiduelle en cascade, en donnant la priorité aux températures élevées au préchauffage de l'air de combustion, et aux températures moyennes et basses utilisées pour le séchage/l'eau chaude.
Résistance à la corrosion/au blocage : la fumée contient de la poussière et du soufre, et des échangeurs de chaleur-résistants à la corrosion et faciles à nettoyer (tels que des caloducs et des tuyaux-résistants à l'usure) doivent être sélectionnés.
Intégration du système : liée au contrôle du four, sans affecter la pression, l'atmosphère et la qualité du produit du four.
Isolation : Renforcez l'isolation des caloducs et des équipements de chaleur résiduelle pour réduire la dissipation thermique secondaire.

5, tendances des applications
Efficacité : les caloducs à haute température, les corps de stockage de chaleur en nid d'abeille et les échangeurs de chaleur compacts deviennent progressivement populaires.
Intelligence : le lien entre la récupération de chaleur résiduelle et le système DCS du four ajuste automatiquement le volume d'air, la température et la charge d'échange thermique.
Intégration : chaleur perdue + captage du carbone, réfrigération de la chaleur perdue, couplage d'énergie distribuée, pour obtenir une boucle fermée-d'énergie.