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

Résumé

Un modèle mathématique à une dimension en régime permanent a été développé sur ordinateur pour simuler en détail le procédé de la calcination du coke de pétrole dans les fours rotatifs. Une simulation mathématique est effectuée pour reproduire les conditions d'opérations qui prévalaient lors d'une journée normale d'opération afin de valider le modèle ainsi que d' étudier en détail les principales variables du procédé. On trouve que les sources d'énergie par combustion dans le procédé proviennent à 59.5 % de l'hydrogène, 14.6 % du carbone du lit, 13.8 % des particules de poussière, 11.3 % du méthane et 0.8 % des goudrons. Par la suite, une comparaison est faite avec les modèles existants pour dégager les points communs aux différents fours à l'étude et proposer des règles générates s'appliquant aux autres fours non étudiés. Dans le cas des fours étudiés, il apparaît que la température maximale du coke est atteinte entre 45 % et 55 % de la longueur totale du four, tandis que le dégagement des matières volatiles s'effectue entre 5 % et 60 % de la longueur comptée à partir de l'alimentation en coke.

A one-dimensional steady-state mathematical model has been developed to simulate the process of calcination of petroleum coke in a rotary kiln. A simulation is made to reproduce the operating conditions prevailing during a normal working day, in order to validate the model, and to study the effects of the main process control variables. It has been found that of the energy provided by combustion, 59.5 % comes from hydrogen, 14.6 % from the carbon of the coke bed, 13.8 % from coke dust, 11.3 % from methane and 0.8 % from tar. A comparison with existing models is made to identify eventual similarities between the various kilns under study. It appears that maximum coke temperature occurs at 45 to 55 % of kiln length, while volatile matters evolution takes place between 5 and 60 % of kiln length, measured from feed end.