Améliorer l'efficacité énergétique et réduire les émissions dans la production de noir de carbone
L'isolation thermique est une préoccupation quasi constante dans divers processus industriels. Elle sert à la fois à la sécurité et à la performance, garantissant que les systèmes à haute température peuvent fonctionner avec une efficacité optimale tout au long des cycles de production. Cela s’applique dans la fabrication du cuivre, la fabrication de l'acier, la valorisation énergétique des déchets et toute une série d'autres industries qui utilisent des fours - ou même des systèmes plus simples comme des cheminées. Il existe plusieurs formes d'isolation à haute température, mais les briques réfractaires et les argiles réfractaires sont parmi les plus courantes. Les deux sont utilisées pour couvrir les parois des procédés à haute température afin de réduire la propagation de la chaleur. Quelle est donc la différence ?
Pour résister aux conditions extrêmes de ce processus, les réfractaires sont essentiels. Ces matériaux résistants à la chaleur, à base de céramique, recouvrent l'intérieur des réacteurs et autres cuves, protégeant ainsi l'équipement tout en optimisant ses performances :
- Isolation thermique : ils maintiennent les températures de fonctionnement élevées requises pour le processus tout en minimisant les pertes de chaleur et en maintenant des températures de coque sûres.
- Durabilité mécanique : ils résistent à l'érosion, à la turbulence et aux attaques chimiques à des températures de processus élevées.
- Contrôle du débit : ils aident à gérer la distribution des gaz et des matériaux dans le réacteur.
Améliorer l'efficacité d'un réacteur ne consiste pas seulement à augmenter sa température de fonctionnement, mais aussi à le faire de manière sûre et durable. Par exemple, augmenter la température d'un réacteur de 1 850 °C à 2 200 °C peut améliorer le rendement de 3 à 5 %. Cela signifie une production plus importante pour une même consommation d'énergie et de matières premières, ce qui améliore directement l'efficacité énergétique et le rendement du processus.
Cependant, ces gains ne peuvent être obtenus qu'avec des réfractaires capables de supporter des contraintes thermiques extrêmes tout en conservant leur intégrité dimensionnelle et structurelle. Des matériaux tels que l'alumine frittée et la zircone fondue offrent la stabilité thermique, la résistance aux chocs et la résistance à la corrosion nécessaires pour supporter ces conditions exigeantes.
De plus, des réfractaires plus durables minimisent les arrêts, qui sont non seulement coûteux, mais entraînent également des pertes d'énergie pendant les cycles de refroidissement et de réchauffage.
Dans la fabrication du noir de carbone, la conception des réacteurs et les besoins en matériaux varient en fonction de l'application :
- Les réacteurs pour bande de roulement produisent du noir de carbone utilisé dans la couche extérieure des pneus, qui exige une grande résistance à l'usure.
- Les réacteurs pour carcasse génèrent du noir de carbone destiné à la partie structurelle du pneu, où la résistance et la stabilité sont essentielles.
Les réfractaires doivent être conçus en conséquence, non seulement pour résister aux contraintes physiques de l'environnement, mais aussi pour garantir une qualité de production constante dans les différentes zones du réacteur, telles que la chambre de combustion, le étranglement et le venturi.
- Les matières premières de haute pureté réduisent la dégradation due aux impuretés.
- Les réfractaires monoblocs pour les zones complexes telles que les étrangleurs et les venturis simplifient l'installation et réduisent les temps d'arrêt.
- Les géométries conçues sur mesure permettent d'adapter les performances du réacteur en fonction des paramètres du processus.
“Les réfractaires utilisés dans les réacteurs doivent résister non seulement à des températures élevées, mais aussi à l'érosion, à la turbulence et aux attaques chimiques et thermiques. Nous fournissons des réfractaires de haute pureté spécialement conçus pour ces conditions agressives.”
— Shailesh Doshi, directeur du développement commercial
Alors que les producteurs de noir de carbone s'efforcent de réduire leurs émissions, les fabricants de réfractaires doivent également réduire leur propre empreinte environnementale. Cela implique notamment :
- La transition vers des combustibles plus propres tels que le gaz naturel et l'électricité.
- L'optimisation des processus de production des réfractaires pour améliorer leur efficacité énergétique.
- La réduction des émissions de scope 3 grâce à des sources d'énergie et des chaînes d'approvisionnement en matières premières plus propres.
Ces mesures sont essentielles pour garantir que les avantages liés à l'amélioration de l'efficacité des réacteurs ne soient pas compensés par des émissions ailleurs dans la chaîne d'approvisionnement.
Fort de plusieurs décennies d'expérience dans l'industrie du noir de carbone, Saint-Gobain a développé des réfractaires spécialisés qui répondent aux besoins évolutifs des fabricants en matière de performances et de durabilité. Des matériaux sur mesure au développement collaboratif de produits, nous soutenons la transition vers une production de noir de carbone plus efficace et plus responsable.
- Rendements supérieurs grâce à une meilleure efficacité thermique
- Réduction des émissions grâce à des économies d'énergie et à une durée de vie prolongée des réfractaires
- Maintenance plus rapide grâce à des conceptions innovantes de réfractaires monoblocs
- Fonctionnement plus propre grâce à l'utilisation de combustibles à faibles émissions et d'énergies plus vertes
- Expertise fiable issue de plusieurs décennies de collaboration avec l'industrie
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