Amélioration Brûleur Fioul-Réduction NOx et CO-Flamme bleue

[Capt_Maloche]

je reste en ligne

OK Captain, Donc il y a au moins une partie de la vapeur qui craque, le mystère est donc pourquoi pas la totalité, sinon je n'aurai plus de condensation. Dans mon cas c'est peut être la période froide de démarrage. Une idée toute bête, si je mettais une brique réfractaire en bouclier fond de foyer pour faire effet de creuset.

Pas la totalité car il faudrait une flamme de 2800°C, l'avantage, c'est que c'est déjà de l'eau à l'état de vapeur qui est réinjectée

pour la condensation, les produits de la combustion de H2+O2 sont de l'eau, donc tu continues de récupérer les condensats

Mettre une brique réfractaire ne te donnera rien de plus sur des cycles de 5mn, car il faudra du temps pour chauffer la masse ajoutée

[sulfoxyde]

Bjr à tous, tout comme les carabiniers de l'histoire j'arrive quand tout est fini ! Plus sérieusement, post intéressant sur lequel je suis tombé par hasard, ce dernier faisant bien les choses, j'ai moi aussi pratiquement fait ces manipulations il y a quelques années, ironie du sort, également sur une Budérus Loganatherm équipée d'un brûleur Sam de Sicma en fin de vie et donc sacrifié à la manipulation
Les points d'accord étant > à ceux de désaccord, je vais abréger et aller à l'essentiel.
Les moyens disponibles :
-tuyère en en tôle inox réfractaire Z12NCS35-16 aéronautique
-tuyère en zircone dopée aimablement prêtée pour une compagne d'une petite semaine;
-tC type C tungstène-rhénium
-malette Testo 325-1
Au bilan, sur la base de se qu'il me reste de chimie théorique sur la modélisation des réacteurs catalytiques, je suis plus que réservé sur le craquage de l'eau au sein de la tuyère.
Par contre, il est quasiment certain que la tuyère favorise la conversion du monoxyde par la vapeur d'eau. C'est le fameux "gaz à l'eau" des années 60 (autre procédé de fabrication d'hydrogène). Cette conversion s'effectue en phase gazeuse selon l'équation réversible
CO + H2O <> CO2 + H2
Dans l'industrie à l'époque la fabrication d'H2, se réalisait entre 180-500°C, à P 1-50 bars en présence d'un catalyseur à l'oxyde de fer.
L'autre façon moins économique, opérait entre 950 et 1500°C en l'abscence de tout catalyseur. C'est typiquement l'ambiance thermique de la tuyère.
La réaction de conversion étant fortement exothermique, l'équilibre est déplacé à haute température par la formation préférentielle d'oxyde de carbone et à basse température par celle d'hydrogène.
Pour en terminer, in fine, je n'ai pas retenu de convertir mon nouveau bruleur B4XP en flamme bleue.

[Capt_Maloche]

Salut Sulfoxyde

content d'accueillir un connaisseur

Au bilan, sur la base de ce qu'il me reste de chimie théorique sur la modélisation des réacteurs catalytiques, je suis plus que réservé sur le craquage de l'eau au sein de la tuyère.
Par contre, il est quasiment certain que la tuyère favorise la conversion du monoxyde par la vapeur d'eau. C'est le fameux "gaz à l'eau" des années 60 (autre procédé de fabrication d'hydrogène). Cette conversion s'effectue en phase gazeuse selon l'équation réversible
CO + H2O <> CO2 + H2

à dire vrai, je me pose encore/toujours la question
Ce serait une explication possible du faible taux de CO constaté, bien que ce ne soit pas tout à fait la réaction que je connaisse:
le gaz à l'eau "est un gaz de synthèse produit par action de l'eau sur du charbon ou du coke incandescents.

La réaction est la suivante : H2O + C = H2 + CO

Le gaz obtenu est très énergétique, mais la réaction est endothermique".

D'après ce que j'en ai appris, la réaction pour sa production était de 1000°C, soit à peu près la température mesurée au cœur de ma flamme... alors, est ce que dans ce cas le Carbone est prélevé du CO produit?

je pense que oui

[sulfoxyde]

C'est possible également. C'est un domaine assez pointu de la chimie qui objectivait soit la fabrication d'hydrogène soit la disposition d'un combustible gazeux hautement énergétique pour la sidérurgie.
Une des particularité est la réversibilité des équations bilans, mais pas toujours. L'ennui, c'est qu'aux conditions internes à la tuyère de nombreuses réactions secondaires peuvent intervenir. Pour ne citer que la réaction de méthanisation, s'il y avait présence d'H2 donc de crackage.
CO + 3 H2 >< CH4 + H2O
voire la réaction de Boudouard
2 CO > CO2 + C qui pourrait être en relation avec l'encrassement de la zone gicleur.
Et on pourrait y passer des heures !
A la différence de celle du crackage de l'eau, ces nombreuses réactions sont "faciles" et peuvent se dispenser de catalyseur.
A la lecture des différents posts des "participants" au sujet du crackage de cette vapeur d'eau, j'ai le sentiment qu'il y a un mélange des genres ou des idées toutes faites.
Ce qui peut potentiellement se passer dans le confinement de la tuyère, n'est en rien comparable à une injection de vapeur d'eau HP dans un corps de chauffe, à des fins de nettoyage, ou de l'injection d'eau dans la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne.
Pour en revenir à la caractérisation du bruleur modifié, c'est une remarquable vulgarisation, surtout par le biais d'un forum ou par définition les participants ne constituent pas un groupe homogène.
Encore bravo.

[Capt_Maloche]

Merci

ça valait le détour au vu des résultats obtenus,
on constate tout de même un "nettoyage" des corps de chauffe par injection de vapeur d'eau par analogie avec le recyclage des gaz brûlés qui semble produire les mêmes effets.

La vanne EGR montée sur les moteurs diésel fonctionne pratiquement de la même manière, si ce n'est qu'elle n'est pas régulée (malheureusement)

j'ai proposé à l'ARENE et à l'ADEME de constater pour approfondir, mais sans résultat.

[sulfoxyde]

Merci

ça valait le détour au vu des résultats obtenus,
on constate tout de même un "nettoyage" des corps de chauffe par injection de vapeur d'eau par analogie avec le recyclage des gaz brûlés qui semble produire les mêmes effets.

La vanne EGR montée sur les moteurs diésel fonctionne pratiquement de la même manière, si ce n'est qu'elle n'est pas régulée (malheureusement)

j'ai proposé à l'ARENE et à l'ADEME de constater pour approfondir, mais sans résultat.

Mon objectif était de concevoir et de fabriquer un "vrai flamme bleue" avec tuyère intégrée au gueulard, à partir d'une base B4XP. Autant la première phase (bas NOx)avec une tuyère externe roulée soudée a été une "quasi formalité", autant, je n'ai jamais trouvé de solution simple et innovante pour la seconde étape.
Pour ce nettoyage vapeur, je l'ai vu faire à EDF Arrighi à Vitry sur Seine (stage lycéen) sur des chaudières au fioul lourd, mais je n'ai jamais constaté de visu le résultat.

[Capt_Maloche]

Pour avoir un vrai flamme bleue, il suffit d'allonger le tube d'induction, mais peu de corps de chauffe de chaudières sont suffisamment profond pour le réaliser

J'ai obtenu une flamme "bleue" avec un petit excès d'air qui s'est avéré producteur de CO et particules car la T° de ma flamme est passée sous les 950°C (voir première page)


Idéalement, pour obtenir une flamme bleue, il faut une pression d'air élevée, un turbulateur/mélangeur efficace et une pression de pulvérisation élevée, c'est pour cela que je préconise d'avancer la tête d'injection (l'accroche flamme) pour augmenter la pression d'air à la tête du brûleur et d'augmenter la pression d'injection de fioul, le tout permettant aussi d'améliorer l'effet venturi.

Le préchauffage du fioul est aussi une voie efficace, il faudra dailleurs que j'essaie ça.

[sulfoxyde]

Perso je me suis calé sur le peu de littérature made in germany disponible, et plus particulièrement sur le concept d'une tuyère courte intégrée au nez de bruleur avec une double arrivée d'air, dont une débrayable dès le régime thermique de la phase d'allumage stabilisé. Ce système est traité de façon astucieuse par une rampe annulaire de surpression contrôlée par un clapet magnétique (MAN de mémoire). Il s'agit en fait d'atteindre en un temps très court (45"), la gazéification du fioul, ce qui règle le défaut du schéma classique à tuyère qui en terme de rendement se trouve pénalisé à chaque phase d'allumage du bruleur.
Par contre, au niveau de l'accessibilité d'un bricolage bas NOx par un amateur, il faut rappeler que faute d'un foyer suffisemment profond et de portes de visite et support bruleur, ce n'est guère réaliste.

[sulfoxyde]

Re et suite,
Concernant le réchauffage. Le Sam Sicma d'essai ne possédait pas de ligne réchauffée, j'ai donc résolu le problème en "empruntant" au labo un réchauffeur de colonne de chromatographie. Ca marche impeccable sauf les inévitables crachouillis au gicleur en phase de préchauffe (il faudrait une ligne à clapet). Grosso modo on peut cadrer le "bienfait" de la réchauffe sur la combustion en disant (à iso règlage d'air)que si à T ambiante le "volume" de la flamme est V, il est V/1.5 à 60° et V/2 à 120°. Par mesure de précaution, lors des essais, j'ai limité la température à 120°.

[Capt_Maloche]

et au niveau résultats à l'analyse de combustion?