Cours de combustion 2eme partie

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Cours de combustion 2ime partie Combustions relles, combustibles complexesI Calcul pratique et analyse La diffrence fondamentale de ce paragraphe avec la premire partie du cours provient de la complexit des combustibles que nous utilisons dans la ralit qui sont loin dtre reprsentables aussi simplement que par la formule CxHy. Nous ferons donc dans un premier temps le tour des combustibles utiliss aujourdhui. I-1 Les combustibles Les combustibles peuvent tre de provenance et de nature trs varies, ils contiennent en quantits variables des lments utiles : du carbone et de lhydrogne et des lments neutres ou mmes nfastes : de loxygne, de lazote, du soufre, des minraux (qui se transforment en cendres) Pour calculer la composition de leurs fumes, il est ncessaire de connaitre leur composition chimique. On les classe ci-aprs selon leur nature : Combustibles solides : (Charbons, bois, dchets) Tout combustible solide contient de la matire organique (C,H,O), peu ou pas de soufre, de lazote, des minraux (cendres) et de leau en gnral en quantit non ngligeable. Charbons La nature des charbons est trs variable, elle varie selon lge de leur formation. Elle va des tourbes (les plus rcentes 65 millions dannes) aux houilles (360 millions dannes) en passant par les lignites. Leur valeur nergtique est croissante avec leur ge. Les teneurs pondrales varient de la tourbe la houille, pour des charbons purs secs et sans cendre, dans les fourchettes suivantes : C De 60 94% H De 6 3,5% O2 De 35 1,5% Pp 20 36 MJ/kg

On se reportera laide mmoire du thermicien 1997 p257 Bois et dchets vgtaux et animaux Le bois peut contenir de 50 (bois vert) 20% (bois sec) dhumidit et jusqu 1,5% de cendres. Les caractristiques moyennes sur sec et sans cendre des bois sont rassembles dans le tableau ci-dessous : C 50% H2 5,8% O2 43,2% N2 1% Ip 18MJ /kg Va 4 ,5 VF 5,2 CO2 19

Le pouvoir comburivore et le pouvoir fumigne sont bien sr en Nm3/kg. (voir I-2 2ime partie).

Christian Guili Novembre 2006

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Les caractristiques des dchets vgtaux sur sec et sans cendre sont trs semblables. Par contre leurs teneurs en eau et en cendre peuvent tre plus importantes. On trouvera des donnes plus prcises dans les aides mmoires en bibliothque en particulier laide mmoire du thermicien 1997 p255 Autres dchets : Leur recyclage constitue, sil est possible est bien-sr la meilleure solution, mais si leur incinration est obligatoire, elle peut constituer une solution conomiquement avantageuse. Hormis ces derniers, on distingue : Dchets mnagers De constitution trs variable, leur PCI est en gnral trs faible et leur humidit est trs forte (30 40%). Ils ncessitent souvent lutilisation dun combustible dappoint. Ip varie de 5 8MJ/kg ; Va=0,24.10-3 Ip+0,25 Dchets industriels Leurs caractristiques sont encore plus variable Ip=15 40 MJ/kg Ils sont constitus pour lessentiel de papiers et de cartons qui sont proches du bois et de plastiques, dhuiles et de solvants qui se rapprochent des caractristiques des hydrocarbures. On se reportera laide mmoire du thermicien 1997 p287et 288 pour une tude au cas par cas. Combustibles liquides et gazeux : Les combustibles gazeux aujourdhui sont dorigine essentiellement ptrolire (disparition de la sidrurgie). On ne les dissociera pas de ceux-ci. Hydrocarbures ptroliers Le ptrole est dorigine mal connue. Beaucoup plus ancien que les charbons, il est certainement le rsultat de la dcomposition des microorganismes des mers primitives. La teneur en soufre naturelle (gaz ou liquide) est importante. Ils doivent tre dsoufrs. a) Produits de distillation : Les hydrocarbures ptroliers de distillation seront plus ou moins volatils selon la hauteur du soutirage dans la colonne de distillation c'est--dire de la temprature de distillation. Cela ira du Gaz de Ptrole Liqufi (GPL : mlange butane 65% propane 35%) jusquaux fuels lourds pour ce qui concerne les combustibles et dautres produits plus lourds tel que paraffine ou goudron Je rsume ci- dessous leurs principales caractristiques moyennes: GPL 82,5 17,5 0 essence 85,5 14,5 0 krosne 85,7 14,3