Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dès leur naissance, les technologies plasma ont permis la destruction des produits toxiques militaires et industriels, le traitement des solides contaminés et des déchets nucléaires faiblement actifs, la décontamination des sols, etc. Maintenant, ces techniques en pleine expansion sont utilisées pour le traitement des déchets municipaux. Cet article reprend l’état actuel de développement des plasmas thermiques. Quelques généralités sur le traitement des déchets par plasma sont rappelées. Pour terminer, la technique est étudiée en profondeur pour les différents types de déchets : toxiques liquides, solides, métallurgiques, etc.
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Since their advent, plasma technologies have allowed for the elimination of toxic military and industrial products, the treatment of contaminated solids, soil decontamination, etc. These techniques in full development are now used for the treatment of municipal waste. This article presents the current state of the development of thermal plasmas and provides a general information on plasma waste treatment. It concludes with an in-depth study of this technique for various types of waste: toxic liquids solids, metallurgic, etc.
Auteur(s)
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Pierre FAUCHAIS : SPCTS – Axe 2 – UMR 6638 CNRS - Faculté des Sciences et Techniques, Université de Limoges
INTRODUCTION
Dans le domaine des déchets, après des débuts industriels dans les années 1980 relativement balbutiants, avec des travaux essentiellement limités aux poussières métallurgiques, dès les années 1990 les techniques plasma ont commencé à trouver des débouchés dans la destruction des produits toxiques militaires et industriels, le traitement des solides contaminés et des déchets nucléaires faiblement actifs, la décontamination des sols... Depuis les années 2000, ce développement est en passe de devenir exponentiel, en particulier pour les déchets municipaux, le gaz de synthèse produit étant très intéressant.
Par rapport aux techniques conventionnelles de combustion, les avantages des plasmas thermiques sont les suivants :
-
températures élevées (plus de 6 000 K) entraînant des cinétiques réactionnelles d’au moins deux ordres de grandeurs supérieures à celles obtenues en combustion ;
-
la possibilité de pyrolyse avec un déficit en oxygène (formation de CO au lieu de CO2) ;
-
un pourcentage d’énergie disponible de près de 90 % au-delà de 1 500 K, contre 23 % pour les flammes ;
-
des réacteurs beaucoup plus compacts du fait des densités d’énergie ;
-
des débits de gaz beaucoup plus faibles (un à deux ordres de grandeur) ;
-
enfin des temps de démarrage et d’arrêt du plasma de l’ordre de quelques dizaines de secondes.
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Conclusion
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3. Traitements plasma
3.1 Déchets toxiques liquides
Depuis 1986, Westinghouse a développé le système Pyroplasma pour traiter les déchets toxiques liquides avec une torche Marc 11 H de 600 à 800 kW fonctionnant à l’oxygène pur (durée de vie de la cathode 200 h contre 900 h pour l’anode). Le principe très sommaire du dispositif est représenté sur la figure 1. La torche débouche dans la chambre de réaction maintenue à une température supérieure à 1 000 oC. En sortie de celle-ci, une pluie de solution caustique neutralise les acides formés et les gaz sortant sont analysés en ligne. Le taux de destruction des déchets est de 4 à 12 L/min. La destruction des PCB est de 99,999 999 % et la quantité d’HCl dans les gaz évacués inférieure à 0,45 kg/h (la législation américaine impose moins de 4 kg/h). L’ensemble est monté sur un camion et peut être déplacé à la demande. Cependant, la viabilité économique reste marginale tant que la législation ne sera pas plus rigoureuse.
Le CSIRO en Australie a développé un dispositif similaire de 200 kW pour la destruction des composés chlorés ou fluorés en particulier et d’une manière générale des produits détruisant la couche d’ozone (Ozone Depleting Substances ODS) : chlorofluorocarbones (CFC) et hydrochlorofluorocarbones (HCFC) ; il s’agit du procédé Plascon (Plasma...
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Traitements plasma
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FAUCHAIS (P.) - Plasmas thermiques : aspects fondamentaux. - D 2 810. Techniques de l’Ingénieur (2005).
-
(2) - RUTBERG (Ph. G) - Plasma pyrolysis of toxic waste. - Plasma Phys. Control Fusion, 45, 957-969 (2003).
-
(3) - TENDLER (M.), RUTBERG (Ph.G), VAN OOST (G.) - Plasma based waste treatment and energy production. - Plasma Phys. Control Fusion, 45, 957-969 (2003).
-
(4) - * - Westinghouse. – Plasma Cooperation Applied Plasma Research, http://www.westinghouse-plasma.com.
-
(5) - * - PEAT Inc. Huntsville, Alabama, USA : http://www.peat.com
-
(6) - COPSEY (M.J.) - Plasma technology for the Destruction of Hazardous Wastes, - in Proc. Conf. Plasma for Industry and Environment, Oxford, UK, sept. 1990.
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