Etude expérimentale de la dévolatilisation rapide de charbons pulvérisés

• Published in: Revue générale de thermique 1996-06, Vol.35 (414), p.394-401
• Main Authors: Therssen, Eric, Gourichon, Loïc, Delfosse, Lucien
• Format: Article
• Language: fre
• Subjects: charbon pulvérisé; Combustion des combustibles solides; Combustion. Flammes; devolatilization; dévolatilisation; Energie; Energie. Utilisation thermique des combustibles; Etudes théoriques. Données et constantes. Mesures; optic pyrometry; pulverized coal; pyrométrie optique; Sciences appliquees; Sciences exactes et technologie
• ISSN: 0035-3159; 1879-2049
• DOI: 10.1016/S0035-3159(96)80054-7

Experimental study of the rapid devolatilization of pulverized coals. Rapid devolatilization of various pulverized coals have been studied in a laboratory bench constituted by a flat flame burner of propane which reproduces thermal conditions of an industrial flame. The particles, which undergo a heating rate of 6.10 6 K −1.s −1 with a peak temperature of 1 100 °C, are completely devolatilized within 24 ms. Fifteen coals, included in a wide range (anthracite to subbituminous coal) have been tested. The coal weight loss is globally proportional to the normalized volatile matter content with some exceptions which confirm the advantage of this laboratory bench. The formation of tars or hydrocarbons has been related to the coal weight loss. Carbon, hydrogen and nitrogen devolatilized fraction have been followed with total mass weight loss. In spite of the fact that hydrogen and carbon devolatilized fractions present a good correlation with the total mass weight loss, the nitrogen devolatilized fraction have an anarchic evolution. For high heating rates, the devolatilization of tars observed for the bituminous coals seems to explain this unpredictable phenomenon. These results will be valorized in comparison with those obtained in industrial flame conditions. La dévolatilisation rapide de divers charbons pulvérisés est étudiée sur un banc d'essai de laboratoire constitué d'un brûleur à flamme plate de propane reproduisant les conditions thermiques rencontrées dans les flammes industrielles. Avec une vitesse de chauffe d'environ 6.10 6 K −1.s −1, les particules de charbon atteignent 1 100 °C et se dévolatilisent en 24 ms. Quinze charbons, dont la gamme s'étend des anthracites aux lignites, ont été testés. La fraction de charbon dévolatilisé est globalement fonction de l'indice de matiéres volatiles normalisé, avec des exceptions qui confirment l'intérêt du banc d'essai. La formation d'hydrocarbures ou de goudrons a été reliée au rendement de dévolatilisation des charbons. L'évolution des fractions de carbone, d'hydrogène et d'azote dans les volatils a été suivie en fonction du rendement de dévolatilisation. Malgré que les fractions d'hydrogéne et de carbone trouvent une corrélation vis-à-vis des fractions de charbon dévolatilisé, les fractions d'azote dévolatilisé présentent une évolution anarchique. Pour de fortes vitesses de chauffe, la dévolatilisation des goudrons observée chez les charbons bitumineux semble expliquer ce phénomène assez imprévisible. Ces rés