Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Dans ce premier d'une série de deux articles, un modèle mathématique à une dimension en régime établi a été développé sur ordinateur pour simuler en détail le procédé de la calcination du coke de pétrole dans les fours rotatifs. Les 14 équations différentielles ordinaires de conservation de l'énergie dans le coke et le gaz, ainsi que celles de la conservation de la masse et des espèces chimiques dans le coke et le gaz sont solutionnées simultanément avec la méthode numérique de Adams-Moulton du 4ème ordre. Le modéle calcule les profils des différentes températures du procédé ainsi que ceux des concentrations massiques des différentes espèces chimiques rencontrées dans le procédé. Une attention particulière est apportée au calcul des variables utiles du procédé telles le facteur de récupération du coke calciné et la production des particules de poussière qui s'échappent du four avec le gaz. Dans le deuxième article, une simulation complète sera entreprise en faisant usage du modèle ainsi développé. Une comparaison sera faite avec les modèles existants.

In this first of a two-article series, a one-dimensional steady-state mathematical model has been developed to simulate the process of calcination of petroleum coke in a rotary kiln. The model is made of 14 ordinary differential equations describing the conservation of energy and mass in the coke bed and in the freeboard gas. They are solved simultaneously using the 4th-order Adams-Moulton numerical method. The model calculates the various temperature profiles and the mass concentration profiles of the different chemical species. Special emphasis is laid on the usual process variables such as calcined coke recovery factor, and the loss of coke in the form of dust exhausted with the gas. In the second article, a complete simulation will be presented and the results discussed. Also, a comparison with existing models will be made.