Depuis que l'homme exploite des chaudières au charbon, le clinker constitue un problème récurrent dans toutes les installations de ce type. Qu'il s'agisse de petits poêles utilisés pour le chauffage domestique ou d'immenses chaudières commerciales et industrielles, personne n'y échappe. Également appelés « mâchefer » ou « scories », les clinkers sont composés des éléments et minéraux non combustibles présents dans le charbon, qui fondent et fusionnent pour former des masses cendreuses compactes lors de la combustion. Pour les opérateurs de chaudières, il s'agit d'une véritable plaie.
Le problème du clinker
Les clinkers ressemblent à des cendres et à des laves volcaniques. Ils se forment dans la zone du four à haute température de la chaudière. Leur apparition résulte de l'interaction entre trois facteurs : la qualité du charbon, la conception de la chaudière et ses conditions d'exploitation.
Les chaudières à charbon aspirent l'air de combustion par le bas, à travers la grille de combustion. Une accumulation importante de gros clinkers sur cette grille peut entraver le passage de l'air, augmenter les coûts d'exploitation et de maintenance, voire forcer l'arrêt complet de la chaudière pour permettre le nettoyage.
Comment les clinkers se forment-ils ?
Les clinkers apparaissent lorsque les éléments non combustibles contenus dans le charbon — tels que le fer, le calcium, le silicium, l'aluminium et le sodium — interagissent avec le soufre et le carbone à haute température. Ces éléments fondent avec les argiles et les alcalis pour former une scorie vitreuse qui finit par durcir en clinkers.
La formation du clinker est une série complexe de transformations minéralogiques et de changements de phase qui se produisent pendant la combustion du charbon. Les petits clinkers peuvent fusionner entre eux pour en former de plus gros, capables d'endommager physiquement la chaudière.
Les facteurs contributifs
Le charbon bitumineux riche en soufre, en composés ferreux et en minéraux argileux tend à produire le plus de clinkers. Paradoxalement, les pratiques d'exploitation visant à réduire les émissions d'oxydes d'azote ont tendance à favoriser leur formation.
D'autres facteurs contribuent également à ce phénomène :
- le défaut d'élimination de la suie et des autres dépôts ;
- un charbon mal pulvérisé ;
- des réglages de brûleur inadéquats entraînant un mélange air/combustible inefficace ;
- un foyer trop petit pour le type de charbon brûlé ;
- une évacuation peu fréquente des cendres.
Le problème est encore aggravé lorsqu'il est impossible d'observer directement l'accumulation de clinkers à l'intérieur de la chaudière.
La solution chimique
Certaines entreprises proposent désormais des additifs chimiques de combustion à incorporer au charbon, censés éliminer pratiquement toute formation de clinker, même lors de la combustion de charbons de moindre qualité. Ces composés agissent comme des catalyseurs chimiques qui exploitent l'humidité naturellement présente dans les combustibles solides pour accroître la température de combustion, réduisant ainsi considérablement la quantité de matières imbrûlées qui, autrement, fondraient pour former des clinkers.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/heating-cooling-repair/1007072978.html