Revêtements céramiques pour les surfaces réfractaires des fours

Votre four à flamme est-il limité par la température de sortie de gaz en sortie de section radiante ou par la capacité thermique ? Au lieu d’un reconditionnement complet, nous pouvons résoudre ces problèmes en appliquant des revêtements céramiques Cetek à haute émissivité aux surfaces réfractaires.  Les revêtements céramiques Cetek à haute émissivité améliorent le rendement des transferts de chaleur par rayonnement provenant des surfaces réfractaires dans les fours à gaz.

L’application du revêtement permet :

  • Des gains de productivité typiques de 2,5 % à 5 %
  • Des économies de carburant
  • Une augmentation de capacité
  • Des réductions des émissions de CO2 et de NOx
  • L’encapsulation des fibres
  • Des réductions de température de sortie de gaz
  • Un retour sur investissement rapide

Revêtements céramiques à haute émissivité pour les surfaces réfractaires

Les revêtements céramiques Cetek à haute émissivité pour les surfaces réfractaires

Cetek a été le pionnier de l’utilisation de revêtements céramiques à haute émissivité appliqués aux surfaces réfractaires dans les parties rayonnantes des fours à flamme et des fours de reformage tubulaires. Il s’agit désormais d’une méthode courante d’amélioration du rendement des transferts de chaleur par rayonnement qui permet des économies d’énergie et confère des avantages pour l’environnement et de fiabilité. Depuis de nombreuses années, nous développons et utilisons de manière fiable divers revêtements céramiques pour différents types de substrats, d’environnements d’exploitation et d’objectifs d’application.
Dans les fours à flamme et les fours de reformage tubulaires, l’énergie thermique nécessaire aux processus endothermiques est fournie par la combustion d’un mélange carburant/air puis transférée au processus par trois mécanismes de transfert thermique : rayonnement, convection et conduction. L’essentiel du transfert thermique est réalisé par rayonnement.

À quoi sert la haute émissivité ?

Dans la partie rayonnante d’un four à flamme, une grande partie de l’énergie rayonnante issue de la flamme ou du gaz de combustion est transférée directement aux tubes de procédé ou de catalyseur ; cependant, une proportion élevée de cette énergie interagit avec les surfaces réfractaires. Le mécanisme de cette interaction a un effet positif sur le rendement global du transfert de chaleur par rayonnement. Un facteur majeur dont dépend ce rendement est l’émissivité de la surface réfractaire.

Par exemple, les revêtements en fibres de céramique neufs ont une émissivité d’environ 0,4 aux températures d’exploitation des fours de procédé. Les briques réfractaires isolantes et les matériaux coulés ont une émissivité d’environ 0,6. Ces matériaux ont été conçus en donnant la priorité aux caractéristiques structurales et à la capacité d’isolation. Ils ne se comportent pas de manière optimale face au rayonnement. Les revêtements céramiques Cetek ont quant à eux des valeurs d’émissivité supérieures à 0,9 en raison de leur conception spécifique visant à pallier aux caractéristiques des surfaces réfractaires en présence de rayonnement.

Comment fonctionnent les revêtements Cetek à haute émissivité ?

Les surfaces à haute émissivité sont capables d’émettre de l’énergie sur une large bande de longueurs d’ondes, ce qui diminue l’interférence indésirable du CO2 et de l’H2O dans le gaz de combustion.
Lorsque le rayonnement d’une flamme rencontre un radiateur parfait, toute l’énergie est absorbée, mais est surtout transformée en « rayonnement de corps noir » et forme une large bande de longueurs d’ondes. L’énergie réémise par la surface est capable de pénétrer dans l’atmosphère du four constituée de produits de combustion, une faible proportion étant réabsorbée et évacuée vers la cheminée par le courant d’air.
Cette énergie est donc plus facilement disponible pour chauffer la charge dans le four.

Si la surface était un mauvais radiateur, ou dotée d’une très faible émissivité, l’énergie rencontrant la surface serait réfléchie par cette dernière sans transformation, et serait donc plus facilement absorbée par l’atmosphère du four. Il en résulterait une « surchauffe » de l’atmosphère du four ou du gaz de combustion, avec pour conséquence une fuite d’énergie vers la cheminée.

Le processus d’évaluation de Cetek

Les revêtements céramiques Cetek à haute émissivité appliqués aux surfaces réfractaires ont un effet significatif qui varie selon le type et la conception des fours à flamme ou des fours de reformage tubulaires. Pour en tirer le meilleur parti, il est important d’effectuer au préalable une analyse ou évaluation technique complète des effets de l’application. Les avantages pour la section rayonnante et les effets sur la section convective sont étudiés et détaillés avant tout engagement auprès du client ou de Cetek.
Les applications typiques de revêtements à haute émissivité dans les équipements de reformage vapeur réalisent des gains de productivité (sous forme d’économies d’énergie ou d’augmentations de la production) de 2,5 % à 5,0 %.

Avantages environnementaux des revêtements Cetek à haute émissivité

La réduction de la température du gaz de combustion conduit à une réduction significative des émissions de NOx thermique. La réduction typique d’émissions de NOx dans les équipements de reformage vapeur est de 20 % à 30 %, quel que soit le type de brûleur.
Les émissions de CO2 diminuent proportionnellement à l’augmentation de productivité.
Les revêtements céramiques de Cetek (à haute émissivité ou à émissivité neutre) réalisent une véritable encapsulation des fibres céramique de l’isolation (nappes, modules ou panneaux). Aucune perte de fibre friable ne se produit dans les sections rayonnantes, et par conséquent aucun dépôt ne se forme sur les tubes des sections rayonnantes, les tubes catalyseurs, les tubes des sections convectives et les écrans des unités de réduction catalytique sélective, et aucun rejet vers l’environnement via la cheminée ne se produit. Il est alors moins dangereux d’entrer dans les sections rayonnantes pendant les périodes d’arrêt en raison de la nature négligeable de la contamination.

Application de revêtements sur site

Les revêtements sont dotés d’une plus longue durée de vie, et les techniciens expérimentés de Cetex les appliquent sur le site aux surfaces réfractaires des fours de procédé. Nous fournissons des systèmes de revêtements à haute émissivité pour tous types de surfaces réfractaires telles que les briques denses riches en alumine et les nappes ou modules en fibres de céramique et autres réfractaires coulés légers. Pour certains fours, nous recommandons les revêtements des tubes de procédé.

Les revêtements à haute émissivité à film mince sont inertes, non catalytiques et en base aqueuse, ce qui permet d’améliorer les procédés d’une manière totalement respectueuse de l’environnement.
Le service est appuyé par un programme de Santé et Sécurité de haut niveau qui offre un meilleur niveau de sécurité que les normes du secteur.

Nous contacter: fr@igs-cetek.com    +33 783 33 73 58.