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En anglais
RÉSUMÉ
Le traitement thermique des déchets et des effluents industriels utilise différents processus de transformation thermochimique de la matière et de l’énergie. Un prétraitement peut préparer les déchets aux traitements. Puis les traitements en eux-mêmes reposent sur l'inflammation, l'oxydation, la pyrolyse, la solvolyse ou la gazéification. Ces traitements sont à l’origine de divers produits de transformation, à traiter avant rejet à l’atmosphère.
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Gérard ANTONINI : Professeur, Directeur du laboratoire UMR 6067 CNRS : Génie des procédés industriels à l’Université technologique de Compiègne - Directeur scientifique du GIE Procedis (UTC/Ineris)
INTRODUCTION
Le traitement thermique des déchets et effluents industriels repose sur différents processus de transformation thermochimique de la matière et de l’énergie. Ces processus mettent en œuvre des transferts de masse et de chaleur, associés à la réactivité de la matière à traiter dans les différents environnements réactionnels créés soit pour l’oxydation, la pyrolyse ou la gazéification de leur fraction organique, soit pour la fusion des résidus minéraux formés. Ils sont à l’origine de divers produits de transformation, à traiter avant rejet à l’atmosphère.
Ces processus thermochimiques sont mis en œuvre dans des procédés et équipements visant à l’élimination et/ou la valorisation matière/énergie des déchets ; ceux-ci seront décrits dans l’article
Traitements thermiques des déchets- Procédés et technologies associées.
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Processus de post-traitements thermiques
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7. Produits de la transformation : résidus solides, effluents/produits gazeux
7.1 En combustion
L’apparition d’imbrûlés carbonés dans les résidus solides de combustion traduit des défauts de mélange et/ou d’aération de la charge avec l’air comburant. La teneur en carbone fixe des mâchefers doit rester inférieur à 2 %. Sinon, il y a lieu d’augmenter le temps de séjour de la charge solide dans le four et/ou d’améliorer l’aération de cette charge et/ou de préchauffer l’air de combustion.
Dans le cas de déchets liquides, l’amélioration de la dispersion du déchet est souvent nécessaire.
La présence d’imbrûlés gazeux CO ou de suies dans les fumées traduit un défaut d’aération de la charge, mais également une limitation de la cinétique de réoxydation du CO et C en phase gazeuse au-dessus du foyer. On peut y pallier par l’emploi d’un air secondaire et/ou d’une chambre secondaire de post-combustion des fumées. Il est nécessaire d’y assurer un temps de séjour minimum τ (s), dans l’enceinte de volume V, avec :
ce temps devant être au moins égal à 2s, pour une température T = 850 oC.
D’une manière générale, il est nécessaire d’éviter les appauvrissements locaux en oxygène dans l’enceinte de traitement (création de poches pyrolytiques) ainsi que les zones froides (poche de trempe). Ceci est réalisé par mélange et/ou étagement de l’air de combustion, suppression des points froids (points d’injection d’eau), qui diminuent les vitesses de combustion (apparition d’imbrûlés).
Il est également nécessaire d’éviter les courts-circuits et les zones mortes dans l’écoulement aval des fumées qui diminuent le temps effectif de séjour des gaz dans l’enceinte. Cette analyse peut être réalisée par la détermination de la distribution des temps de séjour (DTS) interne des fumées dans l’enceinte.
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Les polluants gazeux toxiques [14], émis lors de la combustion à moyenne ou haute température des déchets, sont nombreux (HCl, HF, SO2 , NOx , métaux lourds gazeux, dioxines et furanes,...
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