Le présent travail concerne l’étude de l’influence des débits d’air comburant sur les rendements des émissions de gaz, lors de la combustion de mélange de tiges de mil et de sacs plastiques en polyéthylène, dans un prototype de four de potier. Au cours de ces investigations, nous nous sommes intéressés au taux d’oxygène résiduel (O2) et aux émissions de dioxyde de carbone (CO2) et de monoxyde d’azote (NO), en fonction des débits d’air primaire (Q1) et secondaire (Q2). Les fours de potier considérés sont ceux alimentés par un flux d’air naturel. Les débits d’air primaires vont de 45 à 85 Nm3.h-1 et les débits d’air secondaires de 20 à 60 Nm3.h-1. Afin de conduire cette étude numérique, le modèle mis en œuvre est « REACTEUR » basé sur le code CHEMKIN II. La zone modélisée est décomposée en une multitude de réacteurs parfaitement agités (PSR) et le modèle cinétique compte 893 espèces et 113 réactions chimiques réversibles. Les résultats obtenus montrent que dans nos conditions de travail :
- Pour les teneurs d’oxygène résiduel, le taux d’oxygène résiduel augmente linéairement avec les débits d’air primaire et secondaire. L’augmentation de l’air secondaire entraîne, dans un premier temps, une amélioration de la combustion puis, provoque par la suite une baisse du rendement de consommation d’oxygène.
- Pour les émissions de CO2, une augmentation du débit d’air primaire entraîne une hausse du taux de conversion du carbone en dioxyde de carbone pour la gamme de température étudiée (850 à 950°C), le dioxyde de carbone est produit très rapidement au sein de la zone primaire de combustion. L’apport d’air secondaire entraîne une baisse des teneurs en CO2 par phénomène de dilution, celui-ci étant formé, en zone primaire de combustion.
- Concernant le NO il ressort que pour des débits primaires inférieurs ou égaux à 75 Nm3.h-1, les émissions de NO sont, en partie, contrôlées par la concentration en oxygène du milieu réactif. Pour des débits d’air primaires supérieurs à 75 Nm3.h-1, la formation du NO est alors principalement contrôlée par la température de combustion. Enfin, quelle que soit la proportion de plastique, l’air secondaire apporté n’influence quasiment pas la production de NO.

débit d’air primaire débit d’air secondaire simulation numérique