Quelles sont les causes des clinkers dans les chaudières à charbon?

Les clinkers sont un problème récurrent dans toutes les chaudières à charbon depuis aussi longtemps que les humains utilisent des chaudières à charbon. Les clinkers se produisent dans les petits poêles utilisés pour chauffer une maison et dans les chaudières commerciales / industrielles géantes. Les clinkers, également connus sous le nom de scories, sont constitués des éléments incombustibles et des minéraux présents dans le charbon qui fondent et fusionnent sous forme de cendres grumeleuses provenant de la combustion du charbon. Les exploitants de chaudières considèrent les clinkers comme des choses misérables.

Les clinkers ressemblent aux cendres volcaniques et à la lave. Ils se produisent dans la zone du four à haute température de la chaudière. Les clinkers se forment en raison de l'interaction entre la qualité du charbon, la conception de la chaudière et le fonctionnement de la chaudière. Les chaudières à charbon aspirent leur air de combustion par le bas, à travers la grille de combustion. De nombreux gros clinkers sur la grille de combustion peuvent entraver le passage de l'air, augmenter les coûts de fonctionnement et d'entretien et même forcer l'arrêt de la chaudière pour nettoyer les clinkers.

Les clinkers de charbon se forment lorsque des éléments incombustibles contenus dans le charbon tels que le fer, le calcium, le silicium, l'aluminium et le sodium interagissent avec le soufre et le carbone à des températures élevées. Ces éléments fondent avec les argiles et les alcalis pour former un laitier vitreux qui durcit finalement en clinkers. La formation de clinker est une série complexe de transformations minéralogiques et de changements de phase qui se produisent lorsque le charbon brûle. Les petits clinkers peuvent fusionner pour former de grands qui peuvent endommager physiquement les chaudières.

Le charbon bitumineux riche en soufre, en composés de fer et en minéraux argileux a tendance à produire le plus de clinkers. Les pratiques d'exploitation des chaudières qui réduisent les émissions d'oxydes d'azote tendent à augmenter la formation de clinkers. Les autres facteurs contribuant à la formation de clinker comprennent le fait de ne pas enlever la suie et les autres dépôts, le charbon mal pulvérisé et les ajustements incorrects des brûleurs qui entraînent des mélanges inefficaces d'air et de carburant. Une chambre de combustion trop petite pour le type de charbon brûlé associée à une élimination peu fréquente des cendres encourage également la formation de clinker. Le problème est aggravé s'il n'y a aucun moyen d'observer l'accumulation de clinker dans la chaudière.

Certaines entreprises offrent des améliorateurs de combustion chimique à ajouter au charbon qui, selon elles, élimineront pratiquement la formation de clinker lors de la combustion de charbon de moindre qualité. Ces composés agissent comme un catalyseur chimique qui utilise l'humidité inhérente aux combustibles solides pour augmenter la température de combustion et ainsi réduire considérablement la quantité de matière imbrûlée qui autrement fondrait simplement pour former des clinkers.