La cimenterie verte du futur proche

Robert Shenk, FLSmidth, donne un aperçu de ce à quoi pourraient ressembler les cimenteries « vertes » dans un avenir proche.

Dans une décennie, l'industrie du ciment sera déjà très différente de ce qu'elle est aujourd'hui.Alors que les réalités du changement climatique continuent de frapper, la pression sociale sur les gros émetteurs augmentera et la pression financière suivra, obligeant les producteurs de ciment à agir.Il n'y aura plus de temps pour se cacher derrière des objectifs ou des feuilles de route ;la tolérance mondiale aura été épuisée.L'industrie du ciment a la responsabilité de respecter toutes les promesses qu'elle a faites.

En tant que fournisseur leader de l'industrie, FLSmidth ressent vivement cette responsabilité.La société a des solutions disponibles maintenant, et d'autres sont en développement, mais la priorité est de communiquer ces solutions aux producteurs de ciment.Parce que si vous ne pouvez pas visualiser à quoi ressemblera une cimenterie – si vous n'y croyez pas – cela n'arrivera pas.Cet article est un tour d'horizon de la cimenterie du futur proche, de la carrière à l'expédition.Cela n'a peut-être pas l'air si différent d'une plante que vous verriez aujourd'hui, mais c'est le cas.La différence réside dans la façon dont il est exploité, ce qui y est mis et certaines des technologies de soutien.

Carrière
Bien qu'une transformation totale de la carrière ne soit pas prévue dans un proche avenir, il y aura quelques différences essentielles.Premièrement, l'électrification de l'extraction et du transport des matériaux - le passage des véhicules diesel aux véhicules électriques dans la carrière est un moyen relativement simple de réduire les émissions de carbone dans cette partie du processus de fabrication du ciment.En fait, un récent projet pilote dans une carrière suédoise a permis de réduire de 98 % les émissions de carbone grâce à l'utilisation de machines électriques.

De plus, la carrière pourrait devenir un lieu solitaire car bon nombre de ces véhicules électriques seront également entièrement autonomes.Cette électrification nécessitera des sources d'énergie supplémentaires, mais au cours de la prochaine décennie, davantage de cimenteries devraient prendre le contrôle de leur approvisionnement énergétique en construisant des installations éoliennes et solaires sur place.Cela garantira qu'ils disposent de l'énergie propre dont ils ont besoin pour alimenter non seulement leurs opérations de carrière, mais aussi pour augmenter l'électrification dans toute l'usine.

Outre le silence des moteurs électriques, les carrières peuvent ne pas sembler aussi occupées que pendant les années de « pic du clinker », grâce à l'utilisation accrue de matériaux cimentaires supplémentaires, y compris l'argile calcinée, qui sera discutée plus en détail plus loin dans l'article.

Écrasement
Les opérations de concassage seront plus intelligentes et plus efficaces, tirant parti de la technologie Industrie 4.0 pour économiser l'énergie et maximiser la disponibilité.Les systèmes de vision basés sur l'apprentissage automatique aideront à prévenir les blocages, tandis que l'accent mis sur les pièces résistantes à l'usure et la facilité d'entretien garantira un minimum de temps d'arrêt.

Gestion des stocks
Un mélange plus efficace permettra un meilleur contrôle de la chimie et une plus grande efficacité de broyage. L'accent sera donc mis sur cette section de l'usine sur les technologies avancées de visualisation des stocks.L'équipement peut sembler identique, mais le contrôle de la qualité sera considérablement affiné grâce à l'utilisation de logiciels tels que QCX/BlendExpert™ Pile and Mill, qui aident les opérateurs de cimenterie à mieux contrôler l'alimentation de leur broyeur brut.La modélisation 3D et l'analyse rapide et précise fournissent le meilleur aperçu possible de la composition des stocks, permettant l'optimisation du mélange avec un minimum d'effort.Tout cela signifie que la matière première sera préparée pour maximiser l'utilisation des SCM.

Broyage brut
Les opérations de broyage brut seront concentrées sur des broyeurs à cylindres verticaux, capables d'atteindre une plus grande efficacité énergétique, une productivité accrue et une plus grande disponibilité.De plus, le potentiel de contrôle des VRM (lorsque l'entraînement principal est équipé d'un VFD) est bien supérieur à celui des broyeurs à boulets ou même des presses à rouleaux hydrauliques.Cela permet un plus grand degré d'optimisation, qui à son tour améliore la stabilité du four et facilite l'utilisation accrue de combustibles alternatifs et l'utilisation de matières premières plus diversifiées.

Pyroprocédé
Les plus grands changements à l'usine seront vus dans le four.Premièrement, moins de clinker sera produit proportionnellement à la production de ciment, remplacé en quantités croissantes par des ajouts cimentaires.Deuxièmement, la composition du combustible continuera d'évoluer, tirant parti des brûleurs avancés et d'autres technologies de combustion pour co-combustibles un mélange de combustibles alternatifs, y compris les déchets, la biomasse, les combustibles nouvellement conçus à partir de flux de déchets, l'enrichissement en oxygène (appelé oxycombustible injection) et même de l'hydrogène.Un dosage précis permettra un contrôle minutieux du four pour maximiser la qualité du clinker, tandis que des solutions telles que le dispositif de combustion HOTDISC® permettront d'utiliser une large gamme de combustibles.Il convient de noter que le remplacement à 100 % des combustibles fossiles est possible avec les technologies existantes, mais il faudra peut-être encore une décennie ou plus pour que les flux de déchets rattrapent la demande.De plus, la cimenterie verte du futur devra tenir compte du degré d'écologie de ces carburants alternatifs.

La chaleur perdue sera également utilisée, non seulement dans le pyroprocédé, mais également dans d'autres zones de l'usine, par exemple pour remplacer les générateurs de gaz chauds.La chaleur résiduelle du processus de production de clinker sera captée et utilisée pour compenser les besoins énergétiques restants de l'usine.

Source：World Cement, publié par David Bizley, rédacteur en chef