Modélisation de la combustion de fuels lourds prenant en compte la dispersion des asphaltènes Modeling Heavy Fuel-Oil Combustion (While Considering) Or Including Asphaltene Dispersion

Divers modèles, ayant pour but de prédire le taux d'imbr lés solides lors de la combustion du fuel lourd, ont été mis au point dans le passé. Les paramètres entrant en ligne de compte sont le plus souvent les teneurs en résidus lourds hydrocarbonés (asphaltènes précipités au pentane ou à l'heptane et carbone Conradson) et en métaux : c'est le cas des modèles Exxon et Shell développés respectivement en 1979 et 1981. D'autres modèles tiennent compte, en plus de la composition du fuel, de son mode d'atomisation, de son mode de diffusion dans le foyer et de la cinétique de combustion : on peut citer les travaux du Laboratoire Energie du MIT publiés en 1986. Néanmoins, ces facteurs ne sont pas les seuls à intervenir : l'expérience a montré que l'état de dispersion des asphaltènes peut jouer également un grand r le, notamment dans le cas d'installations de combustion à injection mécanique, pour lesquelles la dispersion des gouttelettes n'est pas aussi fine que pour des installations munies d'une injection assistée par la vapeur. Cette influence de la dispersion des asphaltènes sur la combustion a été mise en évidence dans le passé par l'utilisation d'additifs dispersants et également par la combustion de fuels lourds constitués par dilution d'asphaltes précipités au pentane avec un gas-oil de cracking catalytique de raffinerie (LCO). Ce sont ces fuels que l'on a considérés dans la présente étude. L'effet de ce facteur dispersion n'a pas été quantifié jusqu'alors, la difficulté étant de définir une grandeur mesurable représentant la répartition des agglomérats d'asphaltènes. Dans cette étude, on a essayé en un premier temps de faire une approche fractale de la répartition des asphaltènes à partir de clichés (préparés par la société Total), cette méthode ayant déjà été utilisée avec succès pour décrire des structures d'aspects comparables. Malheureusement, on s'est heurté à des difficultés relevant du mode d'exploration et de la non adéquation entre les structures asphalténiques et fractales. On a finalement opté pour une détermination visuelle s'appuyant sur les clichés sur lesquels les agglomérats d'asphaltènes sont clairement visualisés tels qu'ils sont dans le fuel. Ce mode d'exploration laborieux a cependant permis de déterminer un modèle construit sur une série de 25 fuels dont 10 ont été br lés sur une chaudière de 2 MW, et 15 sur un four de 100 kW. Ce modèle fait intervenir les teneurs en carbone Conradson et en métaux, ainsi que le taux de dispersion des asphaltènes. Le perfectionnement des moyens d'exploration aidant, on peut s'attendre à ce que soient