la consommation énergétique des ateliers de séchage

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Dans le cas d’un atelier de séchage, le bilan thermique est simple. On détermine par ce bilan l’énergie requise à l’évaporation de l’eau et à l’élévation de température des matières sèches, cette énergie étant fournie par le fluide caloporteur. L’énergie thermique totale de l’atelier de séchage est en fait la valeur obtenue par le bilan et affectée par le rendement global de la chaudière assurant le chauffage du fluide caloporteur.

Afin de s’affranchir des différences de rendement au niveau de la chaudière, il est préférable de parler de la consommation thermique aux bornes du sécheur.

Le coût des dépenses énergétiques peut représenter jusqu’à 50 % du coût total d’exploitation d’un sécheur.

Plus précisément, un exemple de bilan thermique d’un sécheur indirect se présente de la façon suivante (tableau 6) :

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Tableau 6. Bilan thermique d’un sécheur indirect par kg · h1 d’eau évaporée (rapporté à une boue de 20 % de siccité, séchée à 90 % MS)

On s’aperçoit que presque 80 % de l’énergie sert à l’évaporation de l’eau, ce qui veut aussi dire que, théoriquement, toute cette énergie est récupérable lorsque les buées sont condensées. Malheureusement cette énergie est à basse température, donc peu utile – sauf cas de l’Evaporis™ LE où elle sert à chauffer le deuxième étage de séchage.

Globalement, la consommation d’énergie thermique aux bornes des sécheurs se situe :

  • pour les sécheurs indirects dans la plage 2 700-3 060 kJ · kg–1 H2O évaporée (750-850 kWh t–1 H2O évaporée) ;
  • pour les sécheurs directs dans la plage2 880-3 250 kJ · kg–1 H2O évaporée (800-900 kWh t–1 H2O évaporée) ;
  • pour les sécheurs mixtes (hors Evaporis™ LE) dans la plage 3 060-3 430 kJ · kg–1 H2O évaporée (850-950 kWh t–1 H2O évaporée).

La consommation réelle d’un sécheur thermique est souvent plus élevée en raison de phases de démarrage qui peuvent durer plusieurs heures et qui peuvent être fréquentes en fonction de l’exploitation.

En ce qui concerne l’énergie électrique de l’atelier de séchage, elle varie en fonction des sécheurs et des équipements périphériques mis en place, variant souvent d’un site à une autre (présence ou non d’une unité de pelletisation, type de convoyage des boues séchées et longueur de convoyage, …).

cas du sécheur Evaporis LE :

De par sa récupération partielle de la chaleur latente d’évaporation de l’eau entre le 1er et le 2ème étage, Evaporis™ LE permet d’atteindre des performances nettement supérieures, se situant dans la fourchette de 2 230 à 2 600 kJ · kg–1 H2O évaporée aux bornes du sécheur (entre 620 et 720 kWh t–1 H2O évaporée).

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Figure 18. Illustration du couplage entre le 1er et le 2ème étage de l’Evaporis™ LE sur le gain de consommation thermique

Dans l’exemple ci-dessus, sans récupération d’énergie, la consommation thermique aux bornes du sécheur serait de l’ordre de 900 kWh t-1 H2O évaporée, tandis que cette même consommation est ramenée à 700 kWh t-1 H2O évaporée avec un sécheur Evaporis™ LE, soit une économie d’énergie de 20 %.

cas du sécheur Evaporis LT :

De par la faible température de fonctionnement du sécheur Evaporis LT, il est possible de récupérer les basses calories disponibles, issues d’une autre installation thermique, par exemple, les fumées d’une cimenterie sortant à une température voisine de 200°C ou l’énergie du refroidissement d’un moteur de cogénération. Le circuit d’eau chaude à 90°C ainsi créé servira de source chaude pour le sécheur Evaporis™ LT.

Le sécheur est donc certes dépendant du fonctionnement de la cimenterie ou du moteur de cogénération, mais la consommation thermique du sécheur devient gratuite, ce qui est loin d’être négligeable en termes de bilan d’exploitation.