Remplacement du système de chauffage d’une usine de fabrication de carreaux de céramique

Un pas vers un processus industriel plus écologique

Un fabricant de carreaux de céramique installé en Espagne, a fait appel aux services d’ingénierie d’Operational pour l’aider à réduire ses émissions de gaz à effet de serre et ses factures d’énergie. Voici comment le système de récupération d’énergie des déchets mis en place, a permis au site d’économiser 720000 € de gaz par an et de réduire l’empreinte carbone annuelle de 3300 tonnes.

Capter l’énergie résiduelle

Le client avait déjà installé un système de gaines permettant à une partie des gaz chauds de deux fours, de chauffer des séchoirs par pulvérisation dans un bâtiment adjacent. Cependant, le fabricant avait besoin d’aide pour identifier ce qui pouvait être encore amélioré avec l’énergie résiduelle restante. Après avoir étudié l’ensemble du processus de fabrication, nous avons élaboré une solution permettant de récupérer encore plus d’énergie résiduelle dans les cinq fours et de la réutiliser pour chauffer les séchoirs à tuiles.

Remplacer la dépendance au gaz

Pour préparer les carreaux de céramique à la cuisson dans les fours, ceux-ci doivent être séchés après avoir été formés. Les carreaux de céramique doivent bénéficier de conditions parfaites pendant leur séchage pour éviter les fissures ou autres dommages. Ce séchage s’effectue dans des séchoirs à carreaux horizontaux semi-continus, chacun équipé de quatorze zones de recirculation et de brûleurs à gaz – fonctionnant selon des profils de température spécifiques pour garantir la qualité et l’intégrité des carreaux.

La qualité, la précision et la compréhension des processus de fabrication uniques du site étaient essentielles pour calculer la quantité d’énergie potentiellement récupérable.

Un système d’eau chaude industrielle à moyenne pression en circuit fermé

Operational a conçu et installé un système d’eau chaude à moyenne pression en circuit fermé qui récupère l’énergie de l’air évacué des fours. L’eau chaude est acheminée vers trente nouveaux échangeurs de chaleur installés sur un certain nombre de circuits de recirculation des séchoirs. Ce système de récupération d’énergie des déchets permet à l’air recyclé d’être chauffé par de l’eau chaude, remplaçant ainsi la dépendance du séchoir vis-à-vis des brûleurs à gaz.

Chacune des cinq sorties de four est équipée d’échangeurs de chaleur robustes et nettoyables. Un système de clapet de dérivation a également été intégré à la conception pour éviter les problèmes de production en cas de défaillance. La température de l’air du séchoir est portée de 90 à 120 °C par le système d’eau chaude à moyenne pression, ce qui réduit considérablement la charge sur les brûleurs à gaz pendant le chauffage de l’air de séchage recyclé. Ces échangeurs ont été fabriqués sur mesure pour s’adapter aux gaines de recirculation existantes en raison des contraintes d’espace.

Retour sur investissement

• Énergie récupérée des fours à arc et réutilisée dans les chaudières = 18000 mégawattheures (MWh) par an de gaz naturel.
•  Réduction des émissions de CO2 de ≈3700 tonnes/an & économies** = 360 000 € par an.
  
• Économie totale = 720 000 € par an
• Retour sur investissement = sur la base d’un prix du gaz de 40 €/MWh*, des économies de CO2 et d’une subvention de 25 % = 1,5 an.

Notes :
*Prix du gaz utilisé = 40 €/MWh. Prix réel au 24/02/22 et prix à terme (2023) = 120 € et 60 €/MWh respectivement – source : tradingeconomics.com ;
**Prix du carbone au 24/02/22 = 95 €/T et économies/MWh de gaz naturel = 17,4 €/MWh – réf. CarbonCredits.com- exclu des économies ;
Tous les prix et ROI sont des estimations mais fluctuent.