Présentation

Article

1 - DES PROPRIÉTÉS DE L’EAU SUPERCRITIQUE AUX PERFORMANCES DE L’OXYDATION HYDROTHERMALE

2 - MÉCANISMES RÉACTIONNELS DE L’OXYDATION HYDROTHERMALE

3 - PRÉCIPITATION/DÉPÔT DES SELS MINÉRAUX

4 - PROCÉDÉS D’OXYDATION HYDROTHERMALE (OHT)

5 - MODÉLISATION PAR MÉCANIQUE DES FLUIDES NUMÉRIQUE

6 - DÉVELOPPEMENTS INDUSTRIELS ET COMMERCIAUX

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

| Réf : CHV6010 v1

Précipitation/dépôt des sels minéraux
Oxydation hydrothermale de déchets organiques liquides

Auteur(s) : Hubert-Alexandre TURC, Antoine LEYBROS

Date de publication : 10 févr. 2017

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article aborde les principes de mise en œuvre de l’oxydation hydrothermale, les conceptions développées à la fois pour exploiter les propriétés remarquables de l’eau supercritique vis-à-vis de la minéralisation des déchets organiques et gérer les difficultés induites par le fonctionnement de procédés continus sous pression et température. Il résume quelques notions de base sur la réaction de combustion dans l’eau supercritique, le comportement des charges salines. Il promeut l’apport de la mécanique des fluides numérique pour l’étude et l’extrapolation industrielle de ces procédés, pour lesquels le fort couplage entre chimie et thermohydraulique reste un sujet de développement.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Hydrothermal Oxidation of Liquid Organic Waste

This article gives an overview of the principles for implementing hydrothermal oxidation technology, and the designs developed to make use of the remarkable properties of supercritical water in the mineralization of organic waste, and to manage difficulties induced by the operation of these processes under pressure and temperature conditions. It summarizes some basic notions on the reaction of combustion in supercritical water, and the behavior of salt loads. It promotes the contribution of computational fluid dynamics to the study and industrial scale-up of these processes, where the strong coupling between chemistry and thermohydraulics is an area of development.

Auteur(s)

  • Hubert-Alexandre TURC : Ingénieur - Commissariat à l’Énergie Atomique, DEN/MAR/DTCD/SPDE - Centre de Marcoule, Bagnols-sur-Cèze, France

  • Antoine LEYBROS : Ingénieur - Commissariat à l’Énergie Atomique, DEN/MAR/DTCD/SPDE/LPSD - Centre de Marcoule, Bagnols-sur-Cèze, France

INTRODUCTION

Avec l’augmentation de la production annuelle de déchets et la raréfaction des options de mises en décharge, l’élimination et/ou le recyclage des matériaux composant ces déchets sont devenus une impérieuse nécessité pour nos sociétés industrielles. Le cas des déchets organiques passe généralement par des traitements thermiques (voir par exemple [G2051]) lesquels permettent notamment de valoriser l’énergie calorifique libérée par la minéralisation des déchets.

Depuis quelques décennies, certains procédés innovants de traitement des déchets organiques ont vu le jour et parmi eux, les procédés dits d’oxydation hydrothermale, procédés extrêmement performants du point de vue de leur polyvalence, de leur efficacité, et de leur compacité. Ces procédés permettent la minéralisation dans l’eau supercritique, particulièrement adaptée pour le traitement de substances réfractaires, pour le traitement de substances organiques dangereuses ou toxiques présentes isolément, dans des effluents industriels, ou des eaux usées urbaines.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

hydrothermal oxidation   |   supercritical water   |   organic effluent   |   computational fluid dynamics

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-chv6010


Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(361 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

3. Précipitation/dépôt des sels minéraux

L’apparition de dépôts de sels dégrade le bon fonctionnement des réacteurs d’oxydation hydrothermale, par la diminution des transferts de chaleurs aux parois, à cause de l’encrassement, par l’apparition de corrosion entre la couche saline et la paroi interne, néfaste à la tenue mécanique des équipements sous pression, et par le colmatage, entraînant des difficultés de régulation de la pression opératoire pour des réacteurs opérant en continu . Le mécanisme de dépôt des sels issus de l’oxydation de déchets contenant des hétéroatomes est une combinaison de l’effet des conditions opératoires hostiles et de la nature desdits sels. La solubilité, le diagramme de phase de chaque espèce (des exemples de diagrammes de phase à 25 MPa se trouvent à la figure 4) et les modes de nucléation sont parmi les points clés pour la compréhension de ce mécanisme.

Un système eau-sel de type I est caractérisé par une courbe critique continue du point critique de l’eau jusqu’au point critique du sel. Un changement de phase isobare aboutit à la formation d’une phase liquide saturée et d’une phase supercritique saturée, dans les conditions supercritiques. La précipitation s’effectue à partir de gouttelettes au fur et à mesure de l’augmentation de température et aboutit à la formation de cristaux poreux d’une taille de quelque dizaines de microns. A contrario, la courbe critique du système eau-sel de type II présente des discontinuités. Le même changement de phase isobare aboutit à la formation d’une phase supercritique et d’une phase solide. Les cristaux formés sont de l’ordre du micron et ont tendance à s’agglomérer.

Dans les conditions de l’oxydation hydrothermale, la plupart des sels présente une solubilité faible en raison des conditions particulières de l’eau supercritique. Quelle que soit la nature du sel (type I ou type II) (tableau...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(361 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Précipitation/dépôt des sels minéraux
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JAPAS (M.L.), FRANCK (E.U.) -   High pressure phase equilibria & PVT data of the water/oxygen system including water/air to 673 K and 250 MPa  -  . Ber. Bensunges. Phys. Chem. 89, pp. 1268-1275 (1985).

  • (2) - UEMATSU (M.), FRANCK (E.U.) -   Static Dielectric Constant of Water Steam  -  . J. Phys. Chem. Ref. Data, 9, pp. 1291-1306 (1980).

  • (3) - AKIYA (N.), SAVAGE (P.E.) -   Roles of water for chemical reactions in high-temperature water.  -  Chem. Rev., 102, pp. 2725-2750 (2002).

  • (4) - SAVAGE (P.E.), GOPALAN (S.G.), MIZAN (T.I.), MARTINO (C.J.), BROCK (E.E.) -   Reactions at supercritical conditions : applications and fundamentals  -  . AIChE, 41, pp. 1723-1778 (1995).

  • (5) - LEYBROS (A.), ROUBAUD (A.), GUICHARDON (P.), BOUTIN (O.) -   Supercritical water oxidation of ion exchange resins : Degradation mechanisms  -  . Proc. Safety & Env. Protect, 88, pp. 213-222 (2010).

  • ...

1 Sites Internet

SCFI – AquaCritox® – Smarter Environmental Technology : http://www.scfi.eu/

Innoveox : http://www.innoveox.com/

Superwater Solutions : http://www.superwatersolutions.com/

General Atomics : http://ga.publishpath.com/hazardous-waste-destruction

Japan Environmental Safety Corporation : http://www.jesconet.co.jp/eg/facility/tokyo.html

HAUT DE PAGE

2 Brevets

[Modar Inc.] – Processing Methods for the oxidation of organics in supercritical water – WO 81/03169

[Modar Inc] – Method for supercritical water oxidation – WO 92/21621

[Modell] – Supercritical water oxidation process and apparatus of organics with inorganics WO93/00304 – PCT/US92/05320

[Modar Inc] – Method and apparatus for solids separation in a wet oxidation type process – WO/8902874 – PCT/US88/03239

[General Atomics] – Downflow hydrothermal treatment – EP 1076042

[Chematur Engineering AB] – A high pressure and high temperature system – WO 01/17915

[Aerojet General Co] – Supercritical water oxidation reactor with wall conduits for boundary flow control – US 95/ 5387398

[Foster Wheeler] – Process and apparatus for supercritical water oxidation – EP 0708058

[ABB] – Method for supercritical...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(361 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS