Echangeur industrie lourde et récupération d’énergie, principe et fonctionnement

Quel que soit le secteur d’activité d’une industrie, il y a toujours dégagement de chaleur. Celui-ci provient généralement du processus de production ou de transformation des matières premières. Dans l’industrie lourde, la température des rejets peut atteindre plus de 500°C. Cette chaleur fatale est rejetée soit sous forme de gaz ou de liquide. Elle est parfaitement exploitable, à condition de la récupérer. A ce sujet, bon nombre d’industries lourdes ont recours à l’échangeur thermique.

Les applications de l’échangeur thermiques dans l’industrie lourde

L’échangeur thermique est la solution par excellence pour récupérer l’énergie fatale. Concernant l’échangeur industrie lourde et récupération d’énergie, son application est très variée. En effet, cet appareil peut servir dans :

• l’industrie minière ;
• l’industrie papetière ;
• le traitement du métal comme la sidérurgie ou la métallurgie ;
• l’industrie du coke.

En sidérurgie ou en métallurgie, l’échangeur permet de réchauffer ou de refroidir les fluides à diverses étapes du process. Il aide aussi à maintenir la température des bains. Au sein de l’industrie minière, l’appareil intervient dans le procédé de raffinage de minerai.

Mais à part son utilisation dans les procédés industriels, l’échangeur thermique pour industrie lourde est aussi essentiel pour les systèmes de récupération de l’énergie thermique.

La récupération d’énergie dans l’industrie lourde

Les processus de production, de traitement et de transformation dans l’industrie lourde dégagent tous de la chaleur. Celle-ci peut se perdre dans les eaux usées, les airs de conditionnement, les buées, les gaz de combustion ou des eaux de refroidissement. 60 à 80 % de cette chaleur fatale est récupérable et exploitable.

Pourquoi récupérer l’énergie ?

La récupération d’énergie thermique dans l’industrie lourde est avant tout une question économique. Elle permet une économie d’énergie plus ou moins importante grâce à la valorisation de la chaleur fatale. En termes de coût, cette énergie a déjà été payée. Ainsi, les consommations énergétiques de l’industrie diminuent considérablement. Outre l’efficacité énergétique, la réutilisation de l’énergie fatale est aussi bénéfique pour l’environnement. Ce processus permet, en effet, de limiter les émissions de gaz à effet de serre.

Concrètement, il existe deux manières de procéder à la valorisation de l’énergie fatale dans l’industrie : la valorisation en interne et la valorisation en externe.

La première consiste à utiliser l’énergie récupérée au sein même du site de l’industrie lourde. Elle peut être utilisée pour divers procédés ou pour chauffer le bâtiment. Cette énergie peut aussi être stockée dans un dispositif adapté pour être réutilisée plus tard.

Dans le cadre d’une valorisation externe, l’énergie récupérée peut contribuer au chauffage urbain. Pour cela, elle doit être intégrée dans un réseau de chaleur.

Comment y arriver ?

Pour récupérer l’énergie dans l’industrie lourde, l’échangeur de chaleur reste la solution la plus adaptée. Le dispositif à mettre en place consiste à récupérer la chaleur produite durant le process de production à la transférer à un fluide. L’échangeur industrie lourde peut aussi transférer la chaleur récupérée sur une autre étape de la chaîne de production.

Divers types d’échangeurs pour industrie lourde peuvent être exploités pour récupérer l’énergie fatale de manière optimale. Le choix dépend de la nature des fluides primaire et secondaire. Quoi qu’il en soit, les professionnels du secteur auront à choisir entre : un échangeur liquide/liquide, un échangeur gaz/gaz ou un échangeur liquide/gaz.

Par ailleurs, il est aussi possible de transformer l’énergie récupérée en une autre forme d’énergie. La vapeur peut, par exemple, être transformée en énergie mécanique.

Types d’échangeurs pour la récupération d’énergie fatale dans l’industrie lourde

Les professionnels de l’industrie lourde ont plusieurs options pour récupérer et réutiliser l’énergie fatale.

Echangeur tubulaire

L’échangeur tubulaire peut être droit ou en U. Il convient aussi bien au liquide qu’au gaz, cela dépend de la nature du fluide à traiter pour la récupération de l’énergie thermique. Généralement, il est fait en acier. Toutefois, selon les besoins, il peut être fabriqué en inox, en titane ou en alliages de cuivre.

Echangeur de chaleur à plaques soudées platulaire

Ce modèle d’échangeur thermique est parfait pour les échanges sur fluides difficiles. Il s’adapte parfaitement aux conditions souvent extrêmes au sein de l’industrie lourde. L’échangeur à plaques soudées platulaire  a le mérite d’être facile d’entretien. Ce type d’échangeur s’utilise surtout dans la cokerie, l’industrie minière, la sidérurgie et la métallurgie. Il permet aussi d’effectuer une récupération d’énergie gaz-gaz.

Echangeurs de chaleur spiralés

L’échangeur de chaleur spiralé est adapté à la nature des fluides manipulés dans l’industrie lourde. Ceux-ci peuvent, en effet, être particulièrement abrasifs. Ce modèle d’échangeur est particulièrement adapté pour le réchauffage d’utilités de process industriel.

Il a le mérite d’être compact, performant et facile à nettoyer. Grâce à son installation verticale, cet échangeur a une faible empreinte au sol. L’échangeur spiralé est aussi plus efficace (coefficient de transfert de chaleur plus élevé) par rapport aux autres modèles tubulaires ou à plaques.